Da dove viene il cromo?
Il cromo, che è uniformemente distribuito nella crosta terrestre, è ottenuto dai minerali di cromite, o ossido di cromo di ferro (FeCr₂O₄). Il cromo esavalente (Cr˅ˡ⁺) è molto tossico e ha effetti mutageni e cancerogeni, in contrasto con il cromo elementare trivalente (Crˡˡˡ⁺) che è un nutriente essenziale.
Figura 1: Minerale di cromo
Il cromo è stato ampiamente utilizzato per molti anni in vari processi industriali come inibitore di corrosione, pigmento e fissatore di colore (Ad es. nelle torri di raffreddamento, nella galvanoplastica e nell’industria tessile). L’uso di composti a base di cromo sta diminuendo drasticamente per i rischi per la salute umana e ambientale. La concentrazione di cromo nelle acque sotterranee in aree contaminate potrebbe essere superiore alle linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) di 50 µg/l.
Il diagramma di Pourbaix o il diagramma di potenziale/pH del cromo nella Figura 2 mostra la speciazione del cromo nell’acqua. L’area tra le linee tratteggiate arancioni rappresenta la zona di stabilità dell’acqua. La Figura 1 mostra che la speciazione del cromo in acqua è dominata dal cromato (CrO₄²¯), dai bicromati (Cr₂O₇²¯) e dal cromo elementare trivalente (Cr³⁺). Il cromato (CrO₄²¯) ed il bicromato (Cr₂O₇²¯) sono ossiani del cromato esavalente (Cr˅ˡ⁺).
Figura 2 Diagramma di Pourbaix o diagramma di potenziale/pH delle specie di cromo
Come si rimuove il cromo dall’acqua?
Quando il cromo è presente come complesso anionico come il cromato (CrO₄²¯) o il bicromato (Cr₂O₇²¯), una resina anionica di base forte (SBA), tipo 1, come Resinex™ A-4, può essere utilizzata con un’efficienza paragonabile a quella di una resina chelante. Il gruppo quaternario-amminico di Resinex™ A-4 mostra un’affinità molto elevata con gli ioni cromati e bicromati. Le resine non possono essere rigenerate. Il meccanismo di rimozione è descritto dalla reazione che segue:
2 R-N+(CH₃)₃ Cl- + CrO₄²¯ → 2 [R-N+(CH₃)₃] CrO₄²- + 2 Cl¯
2 R-N+(CH₃)₃ Cl- + Cr₂O₇²¯ → 2 [R-N+(CH₃)₃] Cr₂O₇²+ 2 Cl¯
Con una concentrazione di ingresso inferiore a 200mg/l, la capacità operativa di Resinex™ A-4 dovrebbe essere di +/- 12 g, espressi come Cr per litro di resina (+/-12 kg/m³).
Condizioni operative raccomandate per la rimozione del cromo
Il filtro mobile AquaFlow™ può essere impiegato per la rimozione del piombo (Pb²⁺) con un tempo di contatto superficiale di almeno sei minuti, ma di solito raccomandiamo di impiegare due filtri mobili AquaFlow™ in serie, ottenendo così una portata media di 10-30 BV/h.
Come progettare un sistema di rimozione del cromo?
Si ipotizzi una falda acquifera contaminata con 0,5 mg/l come Cr di cromato (Cr˅ˡ⁺) che deve essere trattata con le seguenti proprietà:
- Portata media di 30m³/h
- Funzionamento continuo 24/24 -7/7
- Concentrazioni di cromo di 0,5mg/l = 0,5g/m³
- Il carico annuale di cromo in acqua contaminata: 30m³/h x 8600hpa = 258.000m³
- Il carico annuale di cromo: 0,5 g/m³ x 258.000 m³ = 129.000 g = 129 kg di cromo
Ne risulta un carico medio di 12 kg di Cr/m³ per Resinex™ A-4 ed un consumo stimato di circa 11m³ di Resinex™ A-4 all’anno. Per ottenere la frequenza di scambio desiderata, Resinex™ può essere utilizzata con il filtro mobile AquaFlow™, parte della nostra gamma di filtri mobili industriali.
Raccomandiamo di contattare i nostri esperti tecnici per il corretto dimensionamento del sistema di rimozione dei metalli pesanti, in quanto altri metalli possono influenzare la durata media stimata della resina.