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L’Osmosi Inversa fa parte dei processi di “Filtrazione su Membrana”, che sfruttano le particolari proprietà delle membrane semipermeabili come barriere selettive, consentendo il passaggio di determinati costituenti presenti nel liquido e trattenendone altri.
In condizioni normali, interponendo una membrana di questo tipo tra una soluzione acquosa e acqua, si instaura una differenza di pressione (pressione osmotica) che spinge il solvente attraverso la membrana in direzione della soluzione (Osmosi Diretta).
Se invece viene applicata una pressione superiore a quella osmotica sulla soluzione a più alta concentrazione, si ottiene la separazione del solvente dal soluto (Osmosi Inversa).

osmosi1Il sistema consiste in un gruppo idraulico di pressurizzazione dell’alimento e di dispositivi a membrane, detti moduli, che sotto l’effetto della pressione danno origine a due differenti flussi: il primo (ortogonale) che attraversa la membrana uscendone impoverito di sali e di sostanze organiche, il secondo (tangenziale) che porta via l’accumulo dei solidi presenti sulla superficie della membrana.
Dall’alimento si ottengono quindi un permeato (più diluito) ed un concentrato.
Le prestazioni di un impianto di Osmosi Inversa sono Le prestazioni di un impianto di Osmosi Inversa sono anzitutto riferite alla portata media del permeato (flusso di permeato) ed alla sua qualità (capacità di reiezione delle membrane). Flusso e reiezione dipendono in buona misura da proprietà intrinseche delle membrane usate (permeabilità all’acqua, impermeabilità ai solidi); essi sono anche soggetti all’influenza delle condizioni chimico-fisiche di processo, quali pressione, temperatura, pH, concentrazione e composizione dell’alimento.
Ogni scostamento dai paramenti di progettazione del sistema, sia esso dovuto a scelte degli operatori o a impreviste cause esterne, porta inevitabilmente a cambiamenti nella qualità del permeato e a possibili accelerazioni dello sporcamento delle membrane.
I principali tipi di sporcamento sono il fouling e lo scaling: il primo è dovuto alla presenza di colloidi o biomassa e può essere controllato con frequenti cicli di lavaggio; lo scaling è dovuto alla formazione di cristalli e di depositi di composti organici e inorganici, prodotti dal superamento del punto di solubilità dei vari componenti singoli o combinati tra loro. Entrambi gli sporcamenti condizionano pesantemente la vita media delle membrane ed è per questo che è necessario che il liquido in alimentazione possieda caratteristiche di qualità piuttosto elevate.

Per ridurre l’entità dei fenomeni di fouling/scaling si possono adottare i seguenti accorgimenti:

  • Pretrattamento del liquido da trattare: con lo scopo di ridurre a monte  SST, batteri e costituenti che potrebbero precipitare o danneggiare la membrana. Oltre ai trattamenti come addolcitori e filtrazioni, generalmente viene dosato dell’antiscalant in linea e regolato il pH chimicamente per contrastare il fenomeno di precipitazione;
  • Lavaggio delle membrane, tramite flussaggi d’acqua a bassa pressione per rimuovere il materiale solido accumulato sulla superficie della membrana;
  • Pulizia chimica della membrana (CIP), per la rimozione di quei costituenti che il flussaggio convenzionale non riesce a rimuovere, applicando un trattamento chimico.

Questa tecnologia può essere utilizzata per diversi scopi:

  • Impianti di dissalazione di acqua mare;
  • Impianto di addolcimento (con uno stadio);
  • Impianto di demineralizzazione (in sostituzione ai classici e più costosi filtri a scambio ionico);
  • Impianto di alimentazione caldaie ad alta pressione (RO doppio passo);
  • Impianto di depurazione delle acqua reflue per un loro riutilizzo nei processi industriali tramite un RO a più stadi in serie per una produzione di permeato fino a 94%.

La scelta di utilizzare più stadi in serie, installando dei booster tra uno stadio e l’altro, consente di ottimizzare il rendimento delle membrane, di realizzare il miglior profilo di flusso e di pressione e allo stesso tempo di ridurre i consumi energetici.

osmosi2Il sistema lavora in automatico, modulando la pressione e la portata di ingresso di ogni stadio tramite l’ausilio di inverter e in funzione del set-point di pressione di lavoro impostato da PLC.
Tramite l’utilizzo di strumentazioni come trasmettitori di pressione, misuratori di portata, pHmetri, misuratori di redox e conduttivimetri, è possibile controllare rigorosamente il processo e ottimizzare il sistema, migliorando l’efficienza energetica e consentendo la massima vita utile delle membrane.

Questa tecnologia viene utilizzata come parte integrante del processo di trattamento in un Impianto a Recupero Parziale, Impianto a Scarico Zero, Impianto per Acque Primarie o Impianti di Potabilizzazione.

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