Applicazione della membrana ad osmosi inversa e delle tecnologie correlate nel trattamento delle acque

1. Trattamento delle acque reflue

Il trattamento delle acque reflue è un'applicazione fondamentale delle membrane a osmosi inversa. Grazie alla tecnologia a osmosi inversa, è possibile trattare efficacemente le acque reflue contenenti metalli pesanti o oli, generate da centrali elettriche e da tipografie e tintorie. Può essere utilizzata anche per trattare le acque reflue urbane, il percolato dei rifiuti, ecc., ottenendo così il recupero delle risorse idriche.

Nel processo di generazione di energia termoelettrica, viene utilizzata una grande quantità di acqua di raffreddamento circolante, che solitamente contiene varie impurità e un'elevata torbidità. Se scaricata direttamente, inquina l'ambiente. La combinazione di elementi a membrana di ultrafiltrazione a fibra cava e di una membrana a osmosi inversa composita in poliammide consente di trattare l'acqua di raffreddamento circolante trasformandola in acqua riutilizzabile con una torbidità inferiore a 0,02 NTU e un indice di inquinamento inferiore a 0,7.

Le acque reflue generate da tipografie e tintorie contengono un'elevata quantità di ioni salini, ioni coloranti e altre sostanze. L'utilizzo della tecnologia a doppia membrana di ultrafiltrazione e osmosi inversa può filtrare la materia organica, gli ioni salini, ecc. presenti nelle acque reflue, e il consumo di ossigeno chimico dell'acqua prodotta non supera i 10 mg/L, a dimostrazione di un significativo effetto di trattamento delle acque.

Nei tradizionali processi di trattamento delle acque reflue contenenti metalli pesanti, è necessario aggiungere agenti chimici e i requisiti operativi del trattamento sono elevati. L'utilizzo di membrane a osmosi inversa e della tecnologia a osmosi inversa multistadio per il trattamento di queste acque reflue può rimuovere efficacemente i metalli pesanti presenti.

I componenti contenuti nel percolato dei rifiuti urbani sono numerosi e complessi. L'utilizzo di membrane a osmosi inversa in poliammide per il suo trattamento può purificare il percolato dei rifiuti fino al livello di scarico, ottenendo così il trattamento del percolato.

2. Produzione di acqua pura

L'acqua purificata ha un'ampia gamma di applicazioni: acqua potabile per uso domestico, produzione industriale e industria farmaceutica. Queste applicazioni richiedono elevati requisiti idrici e l'utilizzo di membrane a osmosi inversa per il trattamento dell'acqua richiede il rispetto dei necessari standard di produzione.

Grazie al processo di produzione relativamente maturo di acqua ultrapura, è possibile utilizzare componenti a membrana permeabile corrispondenti nella produzione di acqua ultrapura. Il sistema a osmosi inversa può controllare il flusso d'acqua fino a 650 m ³/h e producono acqua ultrapura con una conduttività di 0,3 M S/cm. Il problema dell'incrostazione delle membrane durante il trattamento dell'acqua può essere risolto con metodi di pulizia chimica. Il sistema di trattamento dell'acqua pura attualmente più comunemente utilizzato è il sistema di elettrodeionizzazione a osmosi inversa.

Per quanto riguarda la produzione di acqua industriale, al fine di soddisfare la domanda, i ricercatori nazionali hanno proposto una soluzione per la costruzione di un sistema a osmosi inversa che utilizza componenti a membrana composita a rullo a bassissima pressione. La produzione di acqua a singola membrana permeabile in questo schema può raggiungere i 41,4 metri cubi al giorno, con un tasso di ritenzione non inferiore al 99,7%, in grado di soddisfare pienamente il fabbisogno idrico dell'industria della soda caustica.

Inoltre, nell'industria di produzione del cloro alcali, è necessario filtrare il Ca² ⁺ e Mg ² ⁺ ioni presenti nell'acqua durante il processo produttivo. Pertanto, la membrana a osmosi inversa PVD può essere utilizzata per rimuoverli, garantendo al contempo un basso tasso di ritenzione del cloruro di sodio, per ottenere il trattamento e la purificazione dell'acqua nella produzione di cloro-alcali.

Nella produzione farmaceutica, l'utilizzo di un sistema di separazione ionica con modulo a membrana permeabile in composito poliammidico a bassissima pressione e l'applicazione di un metodo di osmosi inversa a due stadi per produrre l'acqua pura necessaria nel processo di produzione farmaceutica possono garantire buoni risultati di produzione. Questo schema di trattamento dell'acqua ha un tasso di recupero non inferiore all'80% dopo l'osmosi inversa secondaria, il che comporta significativi vantaggi economici per le aziende farmaceutiche.