Lo sviluppo di tecnologie sostenibili che, integrate nel processo di produzione, minimizzino l’impatto ambientale, sta trovando crescenti applicazioni in diversi comparti industriali. Le elettrotecnologie, e in particolare le tecnologie a membrana, rispondono ai suddetti requisiti, in quanto, combinate tra loro o con tecnologie di separazione tradizionali, consentono di sviluppare processi che minimizzano la generazione di sottoprodotti con un uso razionale dell’energia. L’applicabilità dei processi a membrana, tuttavia, va verificata sperimentalmente caso per caso, sia da un punto di vista tecnologico (efficienza e affidabilità del processo, purezza dei prodotti da riciclare) che economico (costi vs. benefici). In questa ottica, nell’ambito del progetto ELTEC, uno degli obiettivi del sottoprogetto DEMOELEC è lo sviluppo di processi di separazione a membrana che, opportunamente integrati nel ciclo produttivo, consentano sia il riciclo delle acque reflue che il riutilizzo di prodotti ad elevato valore aggiunto. In questo rapporto sono presentati e discussi i risultati ottenuti nel primo semestre 2001. In particolare sono state svolte le seguenti attività: (a) Definizione della configurazione di cella ottimale per l’elettrodialisi con membrane bipolari (EDBM) per lo splitting del citrato di sodio, nel ciclo di produzione dell’acido citrico (b) Messa a punto di un processo per il trattamento di percolati di discarica con l’impiego di membrane di ultrafiltrazione e osmosi inversa, Sono stati ottenuti i seguenti risultati: (a) Produzione di acido citrico mediante elettrodialisi con membrane bipolari Nel corso del 2000 è stato eseguito uno studio di fattibilità al fine di verificare la possibilità di utilizzare l’elettrodialisi con membrane bipolari (EDBM) nello step di conversione del processo di produzione dell’acido citrico. Le prove svolte nel corso del 2000 con soluzioni sintetica di citrato di sodio con l’impianto pilota da laboratorio hanno confermato la fattibilità del processo.

Lo studio svolto nel primo semestre 2001 è da considerarsi come prosecuzione del lavoro svolto precedentemente; infatti i test svolti hanno avuto lo scopo di determinare la configurazione di cella ottimale per il recupero dell’acido citrico dal sale corrispondente. In particolare si è verificato che la configurazione a due comparti (membrana bipolare e membrana cationica) risulta più vantaggiosa rispetto alle altre configurazioni ( tre comparti e due comparti con membrana anionica) in quanto consente di operare, a parità di caduta ohmica, con densità di corrente decisamente più elevate (fattore da tre a sei). Con la configurazione a due scomparti è possibile spingere la conversione oltre il 98%, con rese faradiche superiori all’80% e una spesa energetica inferiore al kWh/kg di acido prodotto. L’attività continuerà nel secondo semestre con ulteriori prove per la definizione dei parametri di processo, in cui verranno utilizzate membrane cationiche di diversi produttori. (b) Trattamento di percolati di discarica RSU. E’ stata avviata presso l’AEM di Cremona l’attività sperimentale per la messa a punto di un processo di trattamento dei percolati derivanti da discarica di rifiuti solidi urbani (RSU) con membrane semipermeabili. Il processo consiste, a valle di un pre-trattamento con filtro a sabbia e a cartucce, in uno step di ultrafiltrazione e di due successivi stadi con membrane di osmosi inversa in grado di operare fino a 95 bar. Le prove eseguite hanno consentito di verificare l’efficacia dello step di ultrafiltrazione. In particolare, operando con un modulo di membrana di cut-off molecolare di 20 kD, si ottiene un recovery di oltre il 90%. Il permeato dell’ultrafiltrazione è stato poi trattato con le membrane di osmosi inversa, ottenendo un fattore di concentrazione di circa 8 volte. Le prove proseguiranno per la messa a punto dei parametri di processo, in particolare riguardo allo stadio di osmosi inversa.