Fotocatalisi

Figura: Schema del prototipo comprendente i tre reattori foto catalitici.

Descrizione del processo

La novità proposta, che si basa su un concetto assolutamente nuovo, è il risultato di una ricerca finanziata nell’ambito dell’Invito Permanente 2007 – 2009 della Regione Lombardia intitolata “Trattamento fotovoltaico per la trasformazione di composti azotati contenuti nei liquami”. La proposta tecnica della novità, consiste nella trasformazione dei componenti azotati contenuti nei liquami in azoto gassoso attraverso procedimento foto catalitico. L’impianto può operare sia su liquami zootecnici tal quali, sia sui liquami digestati previo trattamento di separazione meccanica, in particolare lavora sulle frazioni liquide separate che si trascina e contiene la quasi totalità dell’azoto originariamente prodotto. Il sistema proposto, del tutto innovativo, si basa sulla riduzione del contenuto di azoto nei reflui zootecnici mediante foto ossidazione catalitica dell’idrogeno di ammonio, principalmente ad azoto ammoniacale, su ossidi metallici semi conduttori opportunamente modificati. In particolare il liquido separato, del refluo zootecnico, preventivamente termostato ed areato, viene messo a contatto con film sottili di fase foto attiva illuminata mediante opportune lampade. L’assetto impiantistico del sistema prevede l’adozione di tre reattori realizzati principalmente in acciaio inox e vetro pirex deputato al trattamento foto catalitico. Il liquido proveniente dalla stazione di separazione viene stoccato nel primo serbatoio munito di lampade ad immersione a basso consumo emettente nell’uva dove subisce la foto-ossidazione dell’ammoniaca principalmente in azoto molecolare. Nel secondo reattore è prevista la percolazione del liquido su uno scivolo anch’esso ricoperto di fase foto attiva irraggiato con lampada esterna. Tale film è attivo anche sotto irraggiamento mediante lampade simulatrici di luce solare. Il liquido opportunamente trattato, in cui si sono ottenute conversioni dei composti azotati fino al 60% in 6 ore di irraggiamento mediante lampade simulatrici di luce solare.  Il liquido opportunamente trattato, in cui sono ottenute conversioni dei composti azotati fino al 60% in 6 ore di irraggiamento con una selettività di azoto molecolare fino all’80%, viene poi accolto e inviato agli stoccaggi finali per lo spandimento nei limiti di legge previsti. La frazione di ammonio strippata dal primo reattore in fase gassosa viene convogliata e condotta all’azoto in una cella foto catalitica operante in fase gas-solido. Questo semplice sistema che non richiede una gestione con tecnici specializzati consente alle aziende zootecniche di rientrare nei parametri imposti dalle Direttive Nitrati con costi di investimento e gestione pari circa ad un terzo rispetto a quelli oggi conosciuti.

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