Il processo osmotico inverso

Come sappiamo l’acqua rimane l’elemento più importante e necessario affinchè qualsiasi specie ittica possa vivere quasi come si trovasse nel suo habitat naturale. Purtroppo l’acqua in uscita ad uso domestico non sempre presenta valori idonei per l’allevamento di pesci d’acqua dolce e marina. In passato per ottenere una buona acqua si utilizzavano resine a scambio ionico oppure si acquistava dell’acqua distillata, mentre oggi si utilizza quasi esclusivamente l’osmosi inversa.

L’acqua trattata può essere quindi:

•Osmotica
•Demineralizzata
•Distillata

Il processo della demineralizzazione, consiste nel far passare l’acqua attraverso resine a scambio anionico e cationico. Le resine anioniche sono costituite da resine a carattere basico, capaci cioè di reagire con gli acidi. Le resine cationiche sono costituite da resine a carattere acido, capaci cioè di reagire con le basi.

Mentre l’acqua distillata si ottiene facendo bollire la stessa e il vapore viene condensato in un altro contenitore. Quest’ultima tecnica è la migliore ma per motivi di costi eccessivi e dato che la tecnica dell’osmosi inversa continua ad evolversi in standard sempre più elevati sta per essere abbandonata.

Cos’è l’osmosi?

L’osmosi è il processo attraverso il quale molecole di solvente liquido passano attraverso una membrana piena di fori praticati proprio per impedire il passaggio del soluto. Una soluzione è formata da diverse sostanze pure che vengono dette componenti, uno dei componenti, solitamente quello in maggiore quantità, viene detto solvente ogni altro componente soluto. Si dice invece pressione osmotica, la pressione che si deve esercitare per raggiungere l’equilibrio osmotico, in pratica per frenare il flusso di componente, in questo caso di solvente, che tenderà a riequilibrirare le concentrazioni. Aumentando la pressione s’inverte il flusso e questo è il processo che viene utilizzato per produrre un’acqua priva di sali.

Dall’ impianto usciranno quindi sia il permeato ( acqua ottenuta dall’impianto e priva di sali) che il concentrato ( acqua di scarto dell’impianto).

Le componenti di un impianto ad osmosi inversa sono:

• la membrana (contenuta in uno speciale contenitore)
• i prefiltri ( quello più comune presenta uno a carbone l’altro a sedimenti a 5 micron)

Possiamo misurare l’efficacia di questi impianti?

Diciamo che l’efficacia di questi impianti può variare in base a determinati parametri quali, il tipo e dimensione della membrana, i °C -temperatura- dell’acqua in entrata, la pressione della stessa e la concetrazione dei sali disciolti nell’acqua di partenza. Con un’acqua di partenza a 25 °C potremmo avere per esempio una resa maggiore in termini di permeato, mentre con un’acqua ricca di sali minerali potremmo avere maggiorni % di concentrato.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un’acqua trattata con osmosi inversa?

A favore sono la pratica e facile installazione di un impianto ad osmosi inversa, un facile utilizzo, una bassa manutanzione e prezzi sul mercato abbastanza contenuti se alla ricerca di un impianto di piccole e medie dimensioni. Di contro con acque dure e ricche di ferro, si pregiudica la durata della membrana, questi tipi di impianti non sono indicati per lunghi periodi di inutilizzo e inoltre si spreca molta acqua.

Quando la membrana osmotica è da sostituire/rigenerare?

La membrana osmotica non è rigenerabile, ma va sostituita quando il permeato supera i 20 microsiemens (µS/cm) di conducibilità elettrica.

La membrana dovrebbe essere sostituita quando i valori dell’acqua prodotta si discostano di un 10 – 20 % di reiezione rispetto a quelli iniziali che la membrana produce . Se ad esempio utilizziamo una membrana che ha una reiezione teorica del 97 – 98 % e produce acqua con una reiezione del 95% andrebbe sostituita quando produce acqua con un valore che scende al di sotto del 90% . Altri parametri che possono essere presi in considerazione per valutare la sostituzione possono essere l’aumento della produzione di permeato con un aumento della conducibilità a causa di trafilaggi delle guarnizioni della membrana e micro lacerazioni del tessuto, una riduzione evidente della produzione del permeato con un aumento dello scarto a causa della formazione di incrostazioni di calcio e magnesio.

Incrostazioni, metalli pesanti, fouling organico, batteri olii, grassi, precipitazioni inorganiche, limo organico, favoriscono drasticamente la capacità produttiva della membrana ad osmosi inversa.

Quando si hanno evidenti problemi sul permeato sia a livello qualitativo che quantitativo il processo di ripristino delle condizioni iniziali è generalmente irreversibile.

Dotando le apparecchiature di sistemi meccanici di lavaggio delle membrane e l’utilizzo di apposite soluzioni di lavaggio si possono ripristinare le prestazioni fino a livelli prossimi al nuovo, si puo prolungare la vita delle stesse, si hanno valori di reiezione e percentuali di recupero costanti.

E i prefiltri?

Dipende dalla tipologia, in linea di massima i carboni attivi ogni 11000 litri (di acqua in ingresso non di permeato) oppure ogni 6 mesi, i filtri per i sedimenti ogni 9000 litri oppure ogni 6 mesi.

La cartuccia a carbone dovrebbe essere sostituita frequentemente quando il valore del cloro nell’acqua di rete supera i 1 ppm.

L’acqua in uscita dall’impianto, che abbiamo chiamato permeato, non è indicata per l’allevamento di pesci d’acqua dolce, quindi detta acqua dovrà necessariamente essere integrata con sali minerali fondamentali per i pesci stessi. Può essere d’aiuto l’utilizzo di un conduttivimetro. Inoltre, per poter stabilizzare il valore del pH, è consigliabile, una volta dosati i sali e raggiunti determinati valori di durezza, l’uso di torba granulare o estratto di quercia.