I processi di desalinizzazione dell’acqua separano i sali dissolti e altri minerali dall’acqua. Le fonti di acqua di alimentazione possono includere acqua salmastra, acqua di mare, pozzi, superficie (fiumi e torrenti), acque reflue, e acque industriali di alimentazione e di processo. La separazione a membrana richiede forze motrici tra cui pressione (applicata e vapore), potenziale elettrico e concentrazione per superare le pressioni osmotiche naturali e forzare efficacemente l’acqua attraverso i processi a membrana. Come tale, la tecnologia è ad alta intensità energetica e la ricerca è in continua evoluzione per migliorare l’efficienza e ridurre il consumo di energia.
La desalinizzazione dell’acqua di mare ha il potenziale per produrre in modo affidabile abbastanza acqua potabile per sostenere grandi popolazioni situate vicino alla costa. Numerosi impianti di desalinizzazione dell’acqua di mare con filtrazione a membrana sono attualmente in costruzione o in fase di progettazione su e giù per la costa arida della California, con l’impianto di desalinizzazione di Carlsbad da 50 milioni di galloni al giorno (mgd) che dovrebbe essere operativo entro il 2016.
Osmosi inversa (RO) e nanofiltrazione (NF) sono i principali processi a membrana a pressione. Le configurazioni delle membrane includono la spirale avvolta, la fibra cava e il foglio, con la spirale che è la più usata. Le membrane contemporanee sono principalmente materiali polimerici con acetato di cellulosa ancora usato in misura molto minore. Le pressioni operative per RO e NF sono nell’intervallo da 50 a 1.000 psig (da 3,4 a 68 bar, da 345 a 6896 kPa).
I processi di elettrodialisi (ED) ed elettrodialisi inversa (EDR) sono guidati da corrente continua (DC) in cui gli ioni (al contrario dell’acqua nei processi a pressione) scorrono attraverso membrane selettive agli elettrodi di carica opposta. Nei sistemi EDR, la polarità degli elettrodi viene invertita periodicamente. Le membrane anioniche e cationiche a trasferimento ionico (perm-selettive) separano gli ioni nell’acqua di alimentazione. Questi sistemi sono usati principalmente in acque con bassi solidi dissolti totali (TDS).
L’osmosi avanzata (FO) è un processo di desalinizzazione commerciale relativamente nuovo in cui un gradiente di concentrazione salina (pressione osmotica) è la forza motrice attraverso una membrana sintetica. L’alimentazione (come l’acqua di mare) è su un lato della membrana semipermeabile e una soluzione a pressione osmotica più alta è dall’altra parte. Senza applicare alcuna pressione esterna, l’acqua della soluzione di alimentazione migrerà naturalmente attraverso la membrana verso la soluzione di estrazione. La soluzione diluita viene poi elaborata per separare il prodotto dalla soluzione di tiraggio riutilizzabile.
La distillazione a membrana (MD) è un processo di desalinizzazione dell’acqua a membrana attualmente in uso commerciale limitato. Il MD è un processo ibrido di RO e distillazione in cui una membrana sintetica idrofoba è usata per permettere il flusso di vapore acqueo attraverso i pori della membrana, ma non la soluzione stessa. La forza motrice per il MD è la differenza di pressione del vapore del liquido attraverso la membrana.
AMTA è l’unica organizzazione industriale che si concentra specificamente sui processi a membrana tra cui l’osmosi inversa (RO), la nanofiltrazione (NF), la microfiltrazione (MF), l’ultrafiltrazione (UF), la desalinizzazione inversa per elettrodialisi (EDR) e i bioreattori a membrana (MBR). Il sito web dell’AMTA offre una vasta gamma di schede informative proprietarie e una completa biblioteca digitale di presentazioni, poster e documenti su tutti gli argomenti relativi al trattamento delle membrane, ai sistemi a membrana e agli argomenti di regolamentazione e conformità.
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Processi di dissalazione dell’acqua – Impianto di dissalazione ad osmosi inversa