Studio della separazione magnetica dei microinquinanti prioritari dalle acque reflue

I più recenti orientamenti normativi impongono l'adozione di una elevata efficienza nella rimozione dei microinquinanti (metalli pesanti e composti organici aromatici e clorurati) dalle acque reflue al fine di facilitare il riutilizzo della risorsa idrica e mantenere per quanto possibile inalterate le caratteristiche dei corpi ricettori. Obiettivo dell'attività di ricerca è l'individuazione di un processo per la rimozione ad elevata efficienza dei metalli pesanti, tramite l’additivazione dei reflui con polveri di ossido di ferro, in grado di fornire acque trattate caratterizzate da concentrazioni di microinquinanti prossimi ai livelli di back-ground ambientale o, quantomeno, accettabili per il successivo trattamento in impianti di depurazione di tipo convenzionale. Al diminuire delle dimensioni delle particelle di additivo, grazie all’aumento della superficie specifica, migliorano le proprietà adsorbenti, mentre peggiorano le proprietà magnetiche. Tuttavia, lo sviluppo delle tecnologie superconduttive ha fornito la possibilità di generare alti campi magnetici su grandi volumi con consumi energetici relativamente bassi. Si è quindi aperta la possibilità di trattare portate industrialmente rilevanti di fluidi con sospensioni di particolato di dimensioni micrometriche con deboli proprietà magnetiche. I processi di separazione e filtrazione magnetica sono generalmente basati sulla forza che agisce su di una particella magnetizzabile quando è immersa in un campo magnetico non uniforme. Tale forza è proporzionale sia al volume ed alla suscettività magnetica della particella, sia all’intensità del campo di induzione magnetica ed al suo gradiente. Il campo prodotto dal magnete non è soggetto a vincoli stringenti di uniformità in quanto esso ha il solo scopo di magnetizzare le particelle in sospensione e l’elemento filtrante. L’elemento filtrante è costituito da filamenti ferromagnetici di diametro inferiore a 30 micron (lana di ferro) a sezione tendenzialmente triangolare che, saturando in presenza del campo magnetico esterno, generano un elevato gradiente di campo nelle loro immediate prossimità. Agendo sul fattore di riempimento dell’elemento filtrante è possibile generare un campo di forza sufficientemente intenso da attrarre e trattenere le particelle magnetizzate ed i metalli pesanti da esse adsorbiti. L’efficienza del processo di cattura dipende criticamente dalle proprietà adsorbenti dell’additivo, dal regime fluidodinamico nei meati della lana di ferro e dalla struttura fine del campo magnetico.