• elettrocinesi
• scambio ionico
• resine chelanti
• elettroliti

SOMMARIO
Il presente lavoro di tesi fa parte di un progetto realizzato dal Polo sistemi Logistici dell’Università di Pisa tra il 2014 e il 2017, finanziato dal programma Life+ della Commissione Europea e denominato SEKRET (Sediment ElectroKinetic REmediation Technology for heavy metal pollution removal). Nel progetto SEKRET è stato studiato l’utilizzo del processo di decontaminazione elettrocinetica per ottenere la rimozione dei metalli pesanti presenti nei sedimenti contaminati dragati dal fondale del Porto di Livorno.
Per il suo corretto funzionamento, la tecnica di bonifica elettrocinetica è caratterizzata dalla necessità di impiegare delle soluzioni elettrolitiche circolanti entro reti idrauliche che comprendono dei pozzetti porosi immersi nella matrice solida da trattare. Nel tempo, in questi elettroliti di processo aumenta la concentrazione di composti salini e degli ioni di metalli pesanti disciolti, fino a rendere necessaria la loro estrazione dall’impianto e il loro trattamento, per poi poterli scaricare.
In questo lavoro di Tesi è stata valutata la possibilità di trattare le soluzioni elettrolitiche esauste mediante processi a scambio ionico su colonne di resina chelante, per ottenere la rimozione selettiva dei soli metalli pesanti in esse disciolti. È stata condotta un’attività di ricerca sperimentale presso e laboratori del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa, impiegando delle colonne di resina a scambio ionico in scala ridotta per trattare dei campioni di elettrolita esausto prelevati dall’impianto SEKRET allo scopo di valutare la fattibilità e i rendimenti di decontaminazione ottenibili impiegando questo tipo di trattamento.
La Tesi è strutturata in tre parti. Nella prima parte viene fornita una panoramica generale sugli interventi di dragaggio in ambito portuale e sulle problematiche connesse alla loro esecuzione, soprattutto per quanto riguarda l’aspetto della gestione del materiale solido dragato. Nella seconda parte viene descritto il caso specifico del Porto di Livorno e le caratteristiche dell’impianto di decontaminazione elettrocinetica in scala reale che è stato realizzato nell’ambito del progetto SEKRET. Nella terza parte, infine, si analizzano i processi a scambio ionico ed è descritta l’attività sperimentale svolta per valutare la loro applicabilità al trattamento degli elettroliti in uscita da un impianto elettrocinetico.

ABSTRACT
This thesis is part of a wider project carried out by the Logistics Systems Pole of University of Pisa between 2014 and 2017 named SEKRET (Sediment ElectroKinetic REmediation Technology for heavy metal pollution removal) that has been financed by the European Commission’s Life+ program. In the SEKRET project has been used an innovative electrokinetic remediation technique to remove heavy metal pollution from contaminated marine sediments dredged out from the harbour of Livorno.
To work properly, electrokinetic remediation needs the circulation of electrolytic solutions within porous wells submerged in a treated solid matrix and connected each other by hydraulic networks. In due time, the concentrations of saline compounds and heavy metal ions dissolved into these electrolytical solutions start increasing until they have to be extracted from the EK plant and they need to be cleansed before proceeding with their disposal.
This work takes into evaluation the possibility to achieve the selective removal of heavy metal ions from exausted electrolytic solutions by treating them with column ions exchange processes. An experimental activity has been carried out at the University of Pisa Chemical Department by using scaled-down columns of selective ion exchanging resin to treat samples of exausted electrolytic solution, originated from SEKRET’s plant. The aim is to evaluate the proper applicability and the removal levels obtainable with this kind of implementation.
The thesis work is structured into three parts. The first part contains a general dissertation about marine dredging operations and the main problems connected to them, especially regarding the aspects involved into the management of contaminated dredged sediments. The second part contains the particular case of Livorno Harbour’s dredging operations and the descriptions of the specs of the real-scale electrokinetic remediation plant that has been built within the SEKRET project. The last part of the work deals with the ions exchanging processes and the report of the experimental activities made to evaluate weather they are well appliable to exausted solutions originated from an electrokinetic plant or not.