Osmosi inversa

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Aggiornato – 3 febbraio 2024

Introduzione all'osmosi inversa

Chi non lo sa, e per i proprietari di ciliegi è un orrore, lo scoppio delle ciliegie mature dopo un temporale.

La ragione di ciò è il lavoro di osmosi (dal greco “penetrazione”): l’acqua piovana trasporta solo poche particelle disciolte. Ha quindi un alto potenziale chimico.
L'acqua ricca di zucchero nella polpa delle ciliegie contiene molte sostanze disciolte. Ha quindi un basso potenziale chimico.
Per pareggiare le differenze di potenziale, la polpa assorbe l'acqua piovana, che aumenta il volume della ciliegia e alla fine la buccia non resiste più alla pressione e scoppia.

IL Osmosi inversa va nella direzione opposta: l’acqua con molte impurità dovrebbe essere convertita nella sua concentrazione di diverse sostanze (nocive) in acqua con poche (o nessuna) impurità.
A questo scopo l'acqua contaminata viene pressata ad alta pressione attraverso sottili membrane. Le sostanze da rimuovere rimangono bloccate lì. A seconda della finezza dei pori della membrana, l'acqua che esce è ora priva di sporco e sostanze indesiderate come batteri, virus, ormoni, antibiotici, ecc.
Per superare la pressione osmotica dell'acqua potabile di circa 2 bar, la pressione applicata deve essere superiore di almeno 50%. All'aumentare del contenuto di sale aumenta anche la pressione osmotica; l'acqua salata richiede una pressione molto più elevata: in saturazione si devono utilizzare circa 350 bar;

Impianti ad osmosi inversa per la produzione di acqua potabile

La produzione di acqua potabile dall'acqua piovana, di fiume o di stagno è stata l'idea originale alla base della tecnologia dell'osmosi inversa. Sistemi basati su questo processo vengono utilizzati in aree di crisi, nei viaggi spaziali o nei paesi in via di sviluppo.

Con la crescente contaminazione dell'acqua potabile, soprattutto attraverso residui dannosi di farmaci, l'importanza di questi processi di pulizia sta diventando sempre più importante anche nell'ambiente privato.

Le esigenze relative alle tecnologie di filtraggio sono cresciute di conseguenza. Mentre prima era necessario rimuovere solo particelle di sporco > 10 µm, oggi è necessario svolgere compiti molto più difficili.
Filtri che trattengono, ad esempio, arsenico, piombo, cadmio, sodio, solfato, calcio, magnesio, fosfati, cloruri, fluoruri, nitrati, nitriti, sostanze radioattive, batteri, virus, diossine, sostanze organiche, cloro, pesticidi, insetticidi e farmaci i residui funzionano con pori di larghezza pari a soli 0,02 µm. Per fare un confronto, un capello umano sottile misura tra 0,02 e 0,04 mm, ovvero 1.000 volte più spesso. I batteri hanno dimensioni comprese tra 0,1 e 700 µm mentre i virus hanno dimensioni comprese tra 0,015 e 0,44 µm.

La prestazione del filtro dei sistemi ad osmosi inversa è espressa in GPD (galloni al giorno). 100 GPD corrispondono ad una produzione giornaliera di 380 litri di acqua pura.

I sistemi disponibili in commercio solitamente producono tra 1.500 e 2.250 litri al giorno (da 400 a 600 GPD), o circa da 1,1 a 1,5 litri al minuto e costano in Struttura del filtro a 7 stadi 300 .. 400 euro, compreso un set di filtri di ricambio.

Aspetti igienici

Poiché solo i virus di dimensioni inferiori a 0,02 µm possono ancora passare attraverso il filtro più sottile, si può presumere che non vi siano preoccupazioni per l'igiene.

Durante i periodi di vacanza, quando non viene prelevata acqua, nei filtri possono depositarsi batteri. Questi però non avrebbero alcuna possibilità di passare il filtro da 0,02 µm. Inoltre, gli intervalli di lavaggio automatizzati garantiscono che tale colonizzazione venga impedita.

La sterilità 99.99% è garantita da sistemi di sterilizzazione UV a valle. Qui l'acqua scorre lungo un cilindro di vetro al quarzo, all'interno del quale è installata una lampada UV. La luce UV uccide batteri e virus e previene la formazione di alghe.

Con uno Lampada UV da 16 W A circa 130 euro, con la portata sopra citata, una dose IRAY di circa 4.000 J/m³ Realizzabile: dieci volte il valore di quella che nella pratica è considerata una raccomandazione standard.

Il cloro e le clorammine vengono scomposti con dosi UV-C sufficienti. Tuttavia, per raggiungere la dose richiesta, è necessario un lento (!) passaggio dell'acqua da depurare nel chiarificatore UV-C.

Idealmente, per l'uso quotidiano a casa, il sistema dovrebbe essere gestito tramite un sistema di dosaggio con una portata bassa (circa 1 litro al minuto). L'acqua viene prelevata dalla rete di tubazioni e riempita tramite la pompa dosatrice attraverso il chiarificatore UV-C in un serbatoio igienico per acqua potabile (capacità circa 30 litri, o adattato al consumo quotidiano di acqua potabile).
Grazie al flusso estremamente lento l'acqua risultante è priva di cloro e germi.

Liquami

Poiché durante il trattamento dell'acqua pura di osmosi vengono prodotte anche acque reflue contaminate, il consumo effettivo di acqua aumenta di circa 100% o più.

Il sistema a 7 stadi sopra menzionato utilizza 1 litro di acque reflue per 1 litro di acqua di osmosi.

A questo proposito, quando si installa un sistema ad osmosi inversa è sempre necessario un tubo per le acque reflue. Se necessario, queste acque reflue possono anche essere immesse in una cisterna da cui si scarica la toilette, a condizione che in casa siano installati due circuiti idraulici.

Costi correnti

A partire da una pressione di linea di 3 bar è possibile far funzionare un impianto ad osmosi inversa senza corrente elettrica. Se però non vuoi fare a meno del lavaggio automatico e di una stazione di igiene UV, hai bisogno di un collegamento a 230 V.

UN Cambio filtro ogni sei mesi costa circa 50 euro.

Lampade UV-C hanno una durata che va dalle 8.000 alle 10.000 ore, ovvero circa un anno, e costano circa 20 euro.

In totale ci sono dai 12 ai 15 euro di costi fissi mensili per l'operazione.

Economia

Chi, oltre all'aspetto igienico, vuole prestare attenzione anche agli aspetti economici, non vorrà lasciare che l'acqua utilizzata per il risciacquo finisca inutilizzata nello scarico.

Tuttavia, va tenuto presente che quest'acqua di risciacquo contiene "sostanze inquinanti" che vengono risciacquate in una concentrazione maggiore rispetto all'acqua normale, indipendentemente dalla sua origine, e quindi non dovrebbe essere utilizzata per compiti critici dal punto di vista igienico!

Tuttavia, non c'è niente di sbagliato nell'avere un approvvigionamento idrico separato, ad esempio per lo sciacquone del WC.