Cos'è l’Osmosi inversa

L’osmosi inversa è quel processo in cui si forza il passaggio delle molecole di solvente dalla soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata, e viene ottenuto applicando alla soluzione più concentrata una pressione maggiore della pressione osmotica. In pratica, l’osmosi inversa viene realizzata con una membrana che trattiene il soluto da una parte impedendone il passaggio e permettendo di ricavare il solvente puro dall’altra. Questo fenomeno non è spontaneo e richiede il compimento di un lavoro meccanico pari a quello necessario per annullare l’effetto della pressione osmotica.

Tale processo rappresenta la più fine tecnica di filtrazione dell’acqua, in quanto non consiste semplicemente nel superare un ostacolo fisico al passaggio delle molecole (determinato dalle dimensioni dei pori), ma sfrutta la diversa affinità chimica con la membrana, permettendo infatti il passaggio delle molecole idrofile (o water-like), cioè chimicamente simili all’acqua (es. gli alcoli a catena corta).

Dal punto di vista impiantistico il metodo sfrutta il principio della filtrazione tangenziale, come anche per altre tecniche separative mediante membrane quali la microfiltrazione, l’ultrafiltrazione e la nanofiltrazione.

L’osmosi inversa è utilizzata nel trattamento dell’acqua, sia per la desalinizzazione, sia per la rimozione di tracce di fosfati, calcio e metalli pesanti, nonché pesticidi, materiali radioattivi e della maggior parte delle molecole inquinanti.

Osmosi inversa su membrana

osmosi inversa membrana

È un processo a membrana, che consente di rimuovere dall’acqua la quasi totalità delle sostanze in essa presenti. L’acqua in alimento viene pressurizzata da una pompa che esercita una pressione superiore a quella osmotica, ottenendo due flussi: il permeato, povero di sali e il concentrato con un’elevata concentrazione salina, dovuta all’accumulo di tutti i sali che non hanno attraversato la membrana.

Le membrane utilizzate

Nel processo di osmosi inversa vengono usate membrane composite, costituite da sottili pellicole (TFC o TFM, Thin Film Composite Membrane). Queste membrane sono semipermeabili e fabbricate principalmente per l’uso nella depurazione delle acque o in sistemi di desalinizzazione. Hanno anche utilizzi in applicazioni chimiche come le batterie e le pile a combustibile. In sostanza un materiale TFC è un setaccio molecolare realizzato con una pellicola di due o più materiali stratificati.

Le membrane usate nell’osmosi sono generalmente fatte in poliammide, scelta principalmente per la sua permeabilità all’acqua e la relativa impermeabilità alle varie impurità disciolte, inclusi gli ioni salini e altre piccole molecole che non possono essere filtrate. Un altro esempio di membrana semipermeabile è quella usata nella dialisi.


Campi di utilizzo Osmosi Inversa

  • Miglioramento organolettico di acqua potabile per uso domestico
  • Potabilizzazione di acque superficiali, di falda, marine
  • Trattamento dell’acqua degli invasi
  • Acqua demineralizzata per industrie elettronica, galvanica del vetro
  • Acqua demineralizzata per alimentazione caldaia a vapore
  • Ospedali e laboratori di analisi
  • Industria farmaceutica e cosmetica
  • Ambiente (riutilizzo)

Criticità del processo di Osmosi Inversa

Scaling

Lo scaling consiste nell’isolamento delle particelle inorganiche sospese, quali il carbonato del calcio, il solfato di bario ed i residui di ferro.

Fouling

Il fouling consiste nell’isolamento delle particelle organiche, colloidali e sospese. I batteri ed altri microrganismi che decompongono queste particelle genereranno i substrati. Di conseguenza cresceranno e si svilupperanno ulteriormente.


Vantaggi di un impianto osmosi inversa

  • Risparmio idrico
  • Risparmio energetico
  • Materiali certificati
  • Processo costruttivo controllato
  • Funzionamento collaudato

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