L’osmosi si basa su un processo fisico naturale, lo stesso attraverso il quale, per esempio, le piante assorbono l’umidità dal terreno per mezzo delle radici.
Anche i processi metabolici che hanno luogo nelle nostre cellule si fondano sul principio dell’osmosi.
L’osmosi è la diffusione monodirezionale dell’acqua attraverso una membrana semipermeabile.
Le membrane semipermeabili hanno caratteristiche particolari: sono permeabili alle molecole d’acqua, ma non lasciano passare quelle più grandi, quali ad esempio le molecole di sale.
Esempio: soluzione salina
L’osmosi compensa la differenza di concentrazione di soluzioni separate da una parete semipermeabile.
L’acqua cerca di raggiungere uno stato di soluzione bilanciata da entrambi i lati della membrana.
Ciò avviene fino a che la concentrazione da entrambi i lati non è effettivamente uguale, cioè finché la pressione dell’acqua dal lato salino non è uguale alla pressione osmotica.
La nostra soluzione salina viene sottoposta a pressione e spinta contro la membrana semipermeabile.
Pressione esercitata > pressione osmotica!
In tal modo, le molecole d’acqua passano dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata*: è il contrario dell’osmosi.
Esempio: soluzione salina
La concentrazione delle soluzioni presenti sui due lati della membrana non viene bilanciata dalla pressione esercitata.
* soltanto le molecole d’acqua e non altre.
“Filtrazione” o “filtraggio” significa separazione tramite azione meccanica ed esclusivamente fisica.
Nei processi di filtrazione, le miscele (sospensioni) vengono separate meccanicamente dai liquidi con sostanze solide (particelle o molecole).
Nel trattamento delle acque si sceglie il processo di filtrazione ottimale, o una combinazione di più processi, in base alla qualità dell’acqua grezza e al grado di purezza che si intende ottenere con la filtrazione.
La filtrazione tramite membrana è un processo di filtrazione dinamico. La direzione di flusso del liquido o del gas non è verticale bensì orizzontale attraverso le membrane. Scegliendo le dimensioni dei pori di una membrana si stabilisce la finezza della filtrazione, cioè la grandezza delle particelle da rimuovere.
Foto lato sinistro: Finezza di filtraggio nei processi sopra descritti
È impiegata principalmente nell’industria agroalimentare quale tecnica di filtrazione per i liquidi ad elevata torbidità (p.es. succhi di frutta, vino, ecc.), ma anche nella dialisi.
Nella microfiltrazione, la superficie filtrante può essere realizzata in plastica, tessuto o acciaio inox, a seconda del settore di utilizzo. In questa tecnica, la dimensione dei pori del filtro è > a 0,1 µm.
La microfiltrazione è utilizzata p. es. per la separazione di emulsioni olio/acqua, in biotecnologia o per la scissione di ossidi o idrossidi colloidali.
Nell’ultrafiltrazione, la dimensione dei pori è 0,1-0,01 µm. L’ultrafiltrazione è utilizzata p. es. nella scissione delle proteine, come sterilizzazione a freddo in farmacia, o in metallurgia per il recupero dei metalli e la depurazione delle acque di scarico.
La nanofiltrazione è un processo di filtrazione a membrana tramite pressione. Rispetto all’osmosi inversa, la nanofiltrazione utilizza pressioni più basse e filtri più grossolani. Le dimensioni del particolato trattenuto nel corso della nanofiltrazione corrispondono a quelle di ioni monovalenti e bivalenti di metalli pesanti. Viene impiegata p. es. per l’addolcimento e la rimozione di metalli pesanti nel trattamento dell’acqua ad uso potabile.
Anche l’osmosi inversa è un processo di filtrazione a membrana tramite pressione: qui però il naturale processo di osmosi viene invertito per mezzo della pressione.
L’osmosi inversa trova applicazione nel trattamento delle acque ad uso potabile, industriale o per acquari, per la produzione di concentrati di frutta e per il trattamento delle acque di scarico.
La tecnologia delle membrane applicata nell’osmosi inversa (RO, Reverse Osmose) è usata per la separazione dei sali o ioni in soluzioni prevalentemente acquose.
Nessuna aggiunta di sostanze chimiche
Basso consumo energetico
Utilizzo semplice
Per la separazione dei singoli componenti di un medium acquoso (p.es. acqua corrente), nell’osmosi inversa si utilizza una membrana semipermeabile.
La caratteristica di tale membrana è che la componente acquosa (acqua pura = permeato) riesce ad attraversarla, mentre altri elementi quali sali, materiali in sospensione, ecc. (concentrato) vengono trattenuti in grande quantità e fatti defluire attraverso l’uscita di scarico.
In pratica, la membrana si comporta in maniera simile ad un filtro che lascia fluire soltanto l’acqua pura e trattiene le molecole più grandi di quelle dell’acqua pura; tale membrana però, diversamente da un filtro (microfiltrazione, ultrafiltrazione) non possiede dei veri e propri pori.
Nell’osmosi inversa, come pure nella nanofiltrazione, la separazione dei componenti avviene per mezzo di una membrana a diffusione.
La pressione necessaria a spingere un medium attraverso una membrana a diffusione è un po’ più alta rispetto a quanto avviene nella microfiltrazione o ultrafiltrazione. La produttività ne risulta quindi ridotta, ma l’efficacia della filtrazione aumenta notevolmente.
Il residuo di calcio (durezza), per esempio, è di > 99%. L’efficacia della filtrazione varia tuttavia in base alla qualità della membrana utilizzata e alla qualità del medium acquoso (acqua in entrata).
Per ottenere una superficie quanto più grande possibile con un minimo di volume, i singoli strati di membrana vengono avvolti strettamente.
Esistono numerosi tipi e versioni; negli impianti di osmosi inversa EASYRO® montiamo membrane cilindriche a bassa pressione e alte prestazioni, la cui tecnologia è all’avanguardia nel settore. Vengono montati esclusivamente componenti industriali che non sono neppure lontanamente paragonabili alle comuni membrane per uso domestico.
Per saperne di più sull'EASYRO®
Il costante lavoro di diffusione effettuato dalla membrana dà luogo a depositi nei singoli strati. Il prefiltraggio praticato a monte dell’impianto di osmosi inversa rimuove lo sporco più grossolano, costituito da sostanze in sospensione e colloidi, ma non dispensa dal regolare lavaggio delle membrane.
Durante l’esercizio dell’impianto, la membrana assorbe i sali non idrosolubili. I sali inorganici, come il carbonato di calcio e il solfato di bario, possono facilmente precipitare per sovrasaturazione, con conseguente pericolo di blocco della membrana. Aumenta il rischio di diffusione degli strati della membrana mentre la sua vita utile si riduce enormemente.
Non è più possibile garantire la resa di permeato e la pressione nell’impianto sale;
nella peggiore delle ipotesi, la pressione supera i limiti consentiti causando danni all’impianto.
Per questo è così importante effettuare la regolare manutenzione dell’impianto di trattamento delle acque. Durante la pulizia e il lavaggio, le possibili incrostazioni si staccano dagli strati della membrana e vengono espulsi con l’acqua di scarico. Le membrane saranno così libere da residui e perfettamente pronte all’uso.
Siamo volentieri a vostra disposizione per effettuare la regolare manutenzione del vostro impianto EASYRO®. Concludendo con noi un contratto di manutenzione sarete informati automaticamente dell’approssimarsi del termine per gli interventi e fisseremo un appuntamento.
