Questo ultimo articolo, a cura dell’Ingegnere Domenico Costantino, fornisce consigli per la manutenzione e gestione ottimale di un impianto di osmosi inversa.

L’osmosi inversa ricopre negli ultimi anni il ruolo di tecnologia di filtrazione in assoluto più diffusa a livello industriale, dal settore biomedico a quello alimentare, al trattamento dei reflui industriali ed alla generazione di acqua potabile a partire da quella di mare, poiché permette di eliminare particelle inquinanti di grandezza nell’ordine del micron, garantendo un ottimo grado di purezza batteriologica dell’acqua.
Il ciclo di osmosi inversa avviene principalmente grazie all’impiego di una membrana semipermeabile, che rappresenta quindi il componente principale di un impianto di osmosi. La gestione di un impianto deve essere pertanto focalizzata sulla manutenzione di tali membrane per garantirne la funzionalità nel tempo ed assicurare il servizio dell’impianto.

Per mantenere le membrane nel range ottimale di funzionalità occorre applicare un concetto molto semplice quanto importante: garantire la pulizia delle membrane.
Durante il processo le impurità nell’acqua vengono trattenute grazie alla presenza di pori sulla membrana. La dinamica di questa fase di separazione deve garantire che i materiali concentrati non si accumulino sulla superficie della membrana. Se le concentrazioni si accumulano sulla membrana ne seguirà la precipitazione di sostanze a bassa solubilità con conseguente diminuzione delle prestazioni della membrana. Per questo è necessario “lavare” le membrane.
Il lavaggio deve avvenire periodicamente per mezzo dell’utilizzo di prodotti chimici (chemicals), che possono essere classificati come segue:

• ANTIPRECIPITANTI e DISPERDENTI:
  idonei ad inibire il fouling delle membrane a osmosi inversa grazie all’azione disperdente e sequestrante dei loro principi attivi nei confronti delle sostanze incrostanti. Specificatamente studiati per proteggere dalle incrostazioni derivanti da Calcio e Magnesio, impediscono inoltre la precipitazione di moderate quantità di silice, ioni ferrosi e solfati. Sono inoltre compatibili per la produzione di acqua osmotizzata utilizzata in industrie alimentari e/o per uso potabile (FDA 21 CFR 173.73).
• DETERGENTI:
  utilizzati periodicamente sugli impianti a osmosi inversa per la regolare pulizia delle membrane. Le loro proprietà tensioattive favoriscono l’eliminazione dei depositi ferrosi e di natura microbiologica già presenti nel circuito.
• BIOCIDI:
  molto efficaci per eliminare velocemente alghe, batteri e funghi. Sono perfettamente solubili in acqua e svolgono la loro azione battericida indipendentemente dal pH della soluzione in cui vengono aggiunti.

Altri suggerimenti pratici, riguardano la fase di spegnimento di un impianto ad osmosi inversa. Occorre infatti considerare che tendenza all’incrostazione dell’acqua di alimentazione quando scorre attraverso le membrane è molto diversa da quella dell’acqua stagnante allo spegnimento. Alcuni solidi sospesi possono depositarsi sulla superficie della membrana durante i periodi di stagnazione. Un corretto ciclo di lavaggio può eliminare questi problemi.

Oltre alle membrane, che risultano il componente principale di un’osmosi inversa, vi sono altri componenti indispensabili per il corretto funzionamento dell’impianto.

Figura 1: Immagine rappresentativa di un impianto ad osmosi

Tipicamente a monte delle membrane vi è un filtro a cartuccia ed una valvola motorizzata o valvola solenoide. Il mal funzionamento di questi componenti può essere causa di un basso valore di pressione in ingresso. Occorre quindi un controllo periodico delle cartucce presenti nel filtro e la sostituzione delle stesse quando la differenza di pressione tra ingresso e uscita risulta elevata.

Sul ramo dell’impianto a monte delle membrane si incontra poi una pompa, necessaria ad imprimere all’acqua una pressione tale da vincere la naturale pressione osmotica. Il corretto funzionamento della pompa è garantito da una adeguata pressione sul ramo di aspirazione.  Quindi la mancata manutenzione dei componenti sul ramo di ingresso dell’impianto crea un effetto domino, con la possibilità di fenomeni di cavitazione (riconoscibili da inusuale rumorosità) della pompa e rottura della stessa.

Vi sono poi sull’impianto altri componenti di controllo e misura che hanno un ruolo fondamentale nella gestione dell’impianto.

Per una corretta gestione infatti si consiglia di monitorare e registrare tali dati in modo da identificare in tempo utile un peggioramento delle prestazioni dell’impianto.

Un esempio di report di controllo dovrebbe riportare parametri di processo come:

• Differenza di pressione sul filtro in ingresso.
• Pressione di alimento, permeato e concentrato per ciascun stage del processo.
• Portata di permeato e concentrato per ciascuno stage del processo.
• Conducibilità misurata su alimento, concentrato e permeato. La conducibilità del permeato deve essere misurata all’uscita di ogni vessel tramite prese campione.
• Parametri come TDS e/o il pH di alimento, permeato e concentrato.
• Valori di calibrazione degli strumenti di misura e controllo secondo le raccomandazioni del produttore. Controllare con cadenza periodica la stabilità di tali valori.
• Ogni evento accidentale e/o spegnimento dell’impianto.

Sitografia:
http://www.watertreatmentguide.com/maintenance_&_troubleshooting.htm

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