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Osmosi Inversa
In natura il principio osmotico e presente e ben visibile in parecchi fenomeni. Le piante traggono dal suolo acqua ed minerali proprio attraverso l’osmosi; il corpo umano procede al lavaggio del sangue nei reni attraverso una osmosi. Sempre nel corpo umano parecchie fenomeni vengono regolati attraverso l’osmosi. Spiegare il fenomeno è assai semplice. Ipotizziamo un recipiente con dentro dell’acqua Una membrana semipermeabile ( L’acqua può attraversare la membrana in una sola direzione ) separa due soluzioni diverse, in una è presente una quantità di Sali disciolti maggiore. La diversa concentrazione delle due soluzione crea una migrazione delle molecole d’acqua dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata in modo da portare le due soluzioni ad una concentrazione uguale. Questa migrazione molecolare crea quindi una pressione osmotica naturale sulla soluzione più concentrata.
Il termine osmosi inversa indica che se con una forza esterna esercitiamo una pressione artificiale sulla soluzione più concentrata e se la membrana semipermeabile è disposta nel giusto verso, otteniamo una migrazione delle molecole d’acqua verso la soluzione a bassa concentrazione, producendo quindi acqua pura e creando un aumento della concentrazione salina nella restante acqua. Questo principio detto “osmosi inversa” viene applicato nel campo del trattamento delle acque potabili su di un sistema dinamico, dove l’alimentazione idrica è costante, viene prelevata l’acqua leggera ( permeato ) e scartata l’acqua con concentrazione salina elevata. Le complessità costruittive non sono piccole, a cominciare dal cuore del processo, la membrana osmotica. La porosità della membrana è ad un livello infinitesimale, le maglie sono larghe appena miliardesimi di metro. Il materiale che costituisce la membrana stessa è oggi prodotto sinteticamamente, agli albori questo era un derivato della cellulosa. Oggi si impiegano dei materiali sintetici TFC. La filtrazione mediante osmosi inversa ha una efficacia elevata, di fatto abbatte drasticamente la quasi totalità delle sostanze disciolte nell’acqua, sia quelle pericolose, sia quelle inerti o utili ad una corretta alimentazione. Sulla questione al centro di un dibattito scientifico non terminato, se l’acqua osmotizzata sia indicata per una corretta alimentazione rimandiamo ad una parte specifica Acqua osmotizzata e salute umana Nella tabella a seguire possiamo vedere l’efficacia del trattamento. La percentuale indica la quantità rimossa. SOSTANZE INORGANICHE % -torbidità (velatura) >99 -valutazione del colore >99 Cationi/metalli -sodio >96 -potassio >97 -calcio (durezza) >99 -alluminio >99 -ferro >99 -manganese >99 Cationi/metalli pesanti -rame >99 -piombo >99 -zinco >99 -mercurio >99 -cadmio >99 -cromo >98 -nichel >99 Anioni -fluoruro >99 -fosfati >99 -cloruro >98 -nitrato >97 % solfato >97 -nitriti >97 SOSTANZE ORGANICHE %Idrocarburi -etano, ottano, decano, ecc. >98 -benzene, toluene, xilene, etilbenzene, ecc. >99 -gasolio >99 Idrocarburi poliaromatici -IPA >99 Idrocarburi clorurati -composti che si possono formare in seguito alla clorazione dell'acqua >99 Trialometani (THM) -triclorometano >60 -bromodiclorometano, dibromoclorometano, tribromometano >99 Pesticidi-PCB >99 MICRORGANISMI -batteri eterotrofi >99 -batteri coliformi/e. coli >99 Alcune sostanze come ad esempio l’acido carbonico, o l’ossigeno disciolto non vengono fermate dalla membrana. Nello stesso tempo alcune sostanze sono aggressive nei confronti delle membrane. Le membrane oggi utilizzate TFC sono delicate e temono alcuni inquinanti, il cloro è un nemico acerrimo. Le acque salmastre devono essere trattate con membrane particolari. In alcune zone ( rare ) d’Italia, l’acqua di rete è contaminata dall’acqua marina, la presenza di cloruri è letale per I tradizionali impianti ad osmosi inversa e devono essere utilizzate membrane brackish, studiate appositamente per l’impiego in acque salmastre ( il loro forte utilizzo è nel campo della produzione di acqua potabile direttamente dal mare ) Anche il cloro utilizzato per la disinfezione dell’acqua di rete produce un invecchiamento precoce della membrana, è importante porre prima della membrana filtri a carbone attivo. Questi devono essere mantenuti regolarmente, proprio per evitare di dover cambiare frequentemente la membrana, componente certamente più costoso. L’acqua osmotizzata di perse non è più acida delle altre, sicuramente è più aggressiva essendo aumentato il potere solvente, nello stesso tempo l’assenza di Carbonato di Calcio e quindi dell’effetto tampone può far risaltare la presenza di alcuni acidi che la membrana non rimuove totalmente ad esempio l’acido carbonico. Nel settore domestico due sono le tipologie costruttive degli impianti: ad accumulo e a produzione diretta. Gli impianti ad accumulo sfuttano la presione di rete e a seconda della tipologia della membrana ( dai 50 ai 150 GPD galloni al giorno ) producono goccia a goccia l’acqua osmotizzata che viene accumulata all’interno di un serbatoio. Lo schema a seguire e comodo per definire I diversi passaggi Nei
Il filtro 1 rimuove le sostanze in sospenzione, il filtro 2 a carboni attivi rimuove gli inquinati organici e I composti a base di cloro ( protegge la membrana, 3 è la membrana ad osmosi che separa il permeato inviandolo al serbatoio ( j )dallo scarto inviato allo scarico, 4 è il post filtro a Carboni attivi. 5 è la lampada UV, obbligatoria per legge quando è presente un accumulo d’acqua non protetta dal cloro. ( DM 443/90 ) A1 è la valvola di miscelazione che serve a regolare il tenore salino dell’acqua, miscelando l’acqua filtrata dalla multifiltrazione con quella osmotizzata. Questi impianti sono semplici e quindi robusti, hanno bisogno di una pressione di rete minima: 3-4 bar. Nel caso questa pressione non sia disponibile bisogna ricorrere ad una pompa di spinta ( pompa Buster )
Gli impianti a produzione diretta differiscono per l’assenza dell’accumulo. L’utilizzo di membrane opportunamente dimensionate e la presenza di una pompa di spinta garantisce una produzione sufficiente ( tra 1 e 3 litri a seconda del modello )
lo schema illustra un impianto domestico di osmosi inversa a produzione diretta, I primi due filtri servono a proteggere la membrana, la pompa in questo caso riutilizza parte dell’acqua precedentemente scartata diminuendo lo scarto totale (in questo caso 40 prodotta 60 scartata ) il post filtro regola il gusto. Gli impianti a produzione diretta sono compatti ed efficaci. Devono lavorare con pressione di rete e portata sufficiente, in difetto la pompa di spinta può andare in cavitazione deteriorandosi rapidamente.
Impianto prodotto da Dometic ( Svezia ) La manutenzione degli impianti ad osmosi come di tutti gli impianti di trattamento delle acque potabile è importante, alcune linee guida sono contenute nella sezione note tecniche manutenzioni osmosi.
Collaboriamo con importanti laboratori accreditati al Ministero della Salute
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