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rapporti - Deliverable

Progettazione, realizzazione e caratterizzazione funzionale di un dimostrativo preindustriale di depuratore fotocatalitico

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Progettazione, realizzazione e caratterizzazione funzionale di un dimostrativo preindustriale di depuratore fotocatalitico

Nell’ambito del progetto di Ricerca di Sistema “ELTEC”, e più precisamente all’interno del sottoprogetto “ELCITER”, l’attività VALIMP mira nel suo complesso a valutare l’applicabilità della fotocatalitisi alla depurazione dell’aria da composti organici e si pone come obiettivo finale lo sviluppo di un sistema di depurazione di ambienti domestici basato su tale metodologia. Il lavoro di ricerca svolto nel corso del primo semestre 2001 era stato dedicato alla dimostrazione dell’applicabilità del processo fotocatalitico alla depurazione indoor, mediante la determinazione della sua capacità di rimozione nei confronti di inquinanti presenti con livelli di concentrazione prossimi a quelli misurati in ambiente domestico. La sperimentazione era stata effettuata trattando in riciclo con un reattore fotocatalitico da laboratorio l’aria ambiente di una camera di prova del volume di 0.6 m 3 . Oltre al benzene, adoperato come molecola modello, si erano presi in considerazione inquinanti comunemente presenti in ambienti civili, come il monossido di carbonio e tipici composti contenuti nel fumo di sigaretta. Parallelamente alla determinazione sperimentale dell’efficienza di rimozione della fotocatalisi nei confronti dei vari VOC, era stata anche eseguita la progettazione esecutiva di un dimostrativo fotocatalitico preindustriale in grado di trattare elevate portate d’aria (qualche decina di m 3 /h). Sulle attività sopra brevemente riassunte si è già riferito in dettaglio nel rapporto CESI SFR-A1/024642. Nel corso del secondo semestre 2001 si è proceduto alla realizzazione del prototipo preindustriale e alla esecuzione di prove mirate ad evidenziarne l’efficacia di depurazione in ambienti con volumetrie prossime a quelle dei locali domestici. Allo scopo i test di efficienza di rimozione sono stati eseguiti all’interno di un box della volumetria di 30 m 3 . Anche in questo caso gli inquinanti presi in considerazione sono stati monossido di carbonio, benzene e fumo di sigaretta. Sono state anche condotte prove di abbattimento della carica batterica mantenendo il depuratore in funzione all’interno di uno studio in cui del personale svolgeva ordinarie attività lavorative. L’efficacia della fotocatalisi nella depurazione dell’aria indoor è stata confermata, in condizioni di funzionamento uguali a quelle reali, anche nella camera di prova con dimensioni paragonabili a quelle di locali civili. I risultati ottenuti relativamente alla percentuale di abbattimento delle varie classi di inquinanti sono perfettamente in linea con quelle riscontrate con il reattore da laboratorio operante sulla camera da 0,6 m 3 . A parità di condizioni operative, è stata ancora una volta evidenziata, dipendentemente dalla natura del composto organico considerato, una diversa efficienza della reazione fotocatalitica. E’ stata rilevata una buona capacità di fotodegradazione per i composti aromatici e più in generale per gli idrocarburi non metanici. L’analisi del decadimento dei composti derivanti da combustione di sigaretta ha infatti fornito un efficienza di rimozione degli idrocarburi totali per concentrazione dell’ordine di una decina di ppm, del 50 % superiore rispetto alla sola ventilazione naturale in circa 60 minuti di funzionamento del sistema fotocatalitico. Inoltre, se lasciato in funzione contemporaneamente all’immissione di fumo di sigaretta, il prototipo preindustriale si è mostrato in grado di contenere notevolmente la concentrazione (sino ad oltre l’80%) dei composti organici totali derivanti dalla combustione di sigaretta. Diversamente, il monossido di carbonio è risultato un composto piuttosto stabile e difficile da degradare con il processo fotocatalitico. L’analisi delle curve di decadimento di questo compostio indica che il grado di rimozione associato al funzionamento del reattore è pari al 2-3 % per tempi dell’ordine di 1 ora. Il prototipo ha anche mostrato una discreta efficienza nell’abbattimento della carica batterica, rivelandosi in grado di rimuovere tra il 60 e lo 80% dei composti biologici (microorganismi, lieviti e muffe) derivanti da attività umane.

Poichè il dimensionamento del prototipo preindustriale è stato calcolato sulla base dei dati ottenuti nella sperimentazione effettuata con il reattore da laboratorio, si può affermare che il processo risulta facilmente scalabile. Link al documento di riferimento: A1-037141.pdf

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