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Osmosi Inversa

Osmosi Inversa per il settore domestico


 

 

 

  • Principio di funzionamento impianti ad Osmosi Inversa.

 

In natura il principio osmotico e presente e ben visibile in parecchi fenomeni. Le piante traggono dal suolo acqua ed minerali proprio attraverso l'osmosi; il corpo umano procede al lavaggio del sangue nei reni attraverso una osmosi. Sempre nel corpo umano parecchie fenomeni vengono regolati attraverso l'osmosi. Spiegare il fenomeno è assai semplice. Ipotizziamo un recipiente con dentro dell'acqua. Una membrana semipermeabile (l'acqua può attraversare la membrana in una sola direzione) separa due soluzioni diverse, in una è presente una quantità di sali disciolti maggiore.

La diversa concentrazione delle due soluzioni crea una migrazione delle molecole d'acqua dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata in modo da portare le due soluzioni ad una concentrazione uguale. Questa migrazione molecolare crea quindi una pressione osmotica naturale sulla soluzione più concentrata.

 

 

 

Il termine osmosi inversa indica che se con una forza esterna esercitiamo una pressione artificiale sulla soluzione più concentrata e se la membrana semipermeabile è disposta nel giusto verso, otteniamo una migrazione delle molecole d'acqua verso la soluzione a bassa concentrazione, producendo quindi acqua pura e creando un aumento della concentrazione salina nella restante acqua.

Questo principio detto "osmosi inversa" viene applicato nel campo del trattamento delle acque potabili su di un sistema dinamico, dove l'alimentazione idrica è costante, viene prelevata l'acqua leggera (permeato) e scartata l'acqua con concentrazione salina elevata.

Le complessità costruittive non sono piccole, a cominciare dal cuore del processo, la membrana osmotica.

La porosità della membrana è ad un livello infinitesimale, le maglie sono larghe appena miliardesimi di metro. Il materiale che costituisce la membrana stessa è oggi prodotto sinteticamente, agli albori questo era un derivato della cellulosa. Oggi si impiegano dei materiali sintetici TFC.

 

 

  • Efficacia dell'Osmosi Inversa nel trattamento dell'acqua (già) potabile

 

La filtrazione mediante osmosi inversa ha una efficacia elevata, di fatto abbatte drasticamente la quasi totalità delle sostanze disciolte nell'acqua, sia quelle pericolose, sia quelle inerti o utili ad una corretta alimentazione. Sulla questione al centro di un dibattito scientifico non terminato, se l'acqua osmotizzata sia indicata per una corretta alimentazione rimandiamo ad una parte specifica acqua osmotizzata e salute umana.

Un aspetto che riteniamo importanete sottolineare è che l'acquisto o meno di un impianto ad osmosi inversa per il settore domestico non deve essere il frutto di suggestioni o di fobie magari prospettate ad arte. La scelta di dotarsi o meno di questo tipo di impianto deve essere legata al tema della salute umana e della corretta alimentazione di cui l'acqua è un fondamentale elemento. Bere acqua molto leggera può essere piacevole, necessario, o indicato. Tantissimi sono i fattori che influenzano questa scelta.

Dobbiamo rimarcare in maniera forte che l'acqua di rete è già potabile e non necessita di trattamento di potabilizzazione, volendo si può migliorare le caretteristiche organolettiche e/o quelle chimico-fisiche. Gli impianti ad osmosi inversa trovano applicazione nel settore domestico dove l'acqua è particolarmente dura o ricca di sali. In alcune zone dove forte è la presenza di nitrati (vicino al valore massimo di legge 50 mg/l) può avere senso l'utilizzo di questo tipo di filtrazione.

 

Nella tabella a seguire possiamo vedere l'efficacia del trattamento.

La percentuale indica la quantità rimossa.

Sostanze  organiche

 la percentuale indica

la quantità rimossa

 

Torbidità 99 %
Velatura  99%
 Cationi Metalli  
 Sodio  96 %
 Potassio  97%
 Calcio (durezza)  99%
 Alluminio  99%
 Ferro  99 %
 Manganese  99%
 Cationi Metalli pesanti  
 Rame  99%
 Piombo  99%
 Zinco  99%
 Mercurio  99%
 Cadmio  99%
 Cromo  99%
 Nichel  99%
 Anioni  99%
 Fluoruro  99%
 Fosfati  99%
 Cloruro  98%
 Nitrato  97%
 Solfato  97%
 Nitriti  97%
 Sostanze Organiche  
 Etano  98%
 Ottano  98%
 Benzene  99%
 Toulene  99%
Xilene  99%
 IPA (idrocaruburi poli A)  99%
 Trialometani THM  99%
 PCB  99%
 Tricolorometano  60 %


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 





Limiti e rischi

 Alcune sostanze come ad esempio l'acido carbonico, o l'ossigeno disciolto non vengono fermate dalla membrana. Nello stesso tempo alcune sostanze sono aggressive nei confronti delle membrane.

Le membrane oggi utilizzate TFC sono delicate e temono alcuni inquinanti, il cloro è un nemico acerrimo. Le acque salmastre devono essere trattate con membrane particolari. In alcune zone (rare) d'Italia, l'acqua di rete è contaminata dall'acqua marina, la presenza di cloruri è letale per i tradizionali impianti ad osmosi inversa e devono essere utilizzate membrane brackish, studiate appositamente per l'impiego in acque salmastre (il loro forte utilizzo è nel campo della produzione di acqua potabile direttamente dal mare)

Anche il cloro utilizzato per la disinfezione dell'acqua di rete produce un invecchiamento precoce della membrana, è importante porre prima della membrana filtri a carbone attivo. Questi devono essere mantenuti regolarmente, proprio per evitare di dover cambiare frequentemente la membrana, componente certamente più costoso.

L'acqua osmotizzata diperse non è più acida delle altre, sicuramente è più aggressiva essendo aumentato il potere solvente, nello stesso tempo l'assenza di Carbonato di Calcio e quindi dell'effetto tampone può far risaltare la presenza di alcuni acidi che la membrana non rimuove totalmente ad esempio l'acido carbonico.

Nel settore domestico due sono le tipologie costruttive degli impianti: ad accumulo e a produzione diretta.

  •  Osmosi Inversa con Accumulo

 Gli impianti ad accumulo sfruttano la presione di rete e a seconda della tipologia della membrana (dai 50 ai 100 GPD galloni al giorno) producono goccia a goccia l'acqua osmotizzata che viene accumulata all'interno di un serbatoio.

Lo schema a seguire e comodo per definire i diversi passaggi nei diversi stadi.

 

 

Il filtro 1 rimuove le sostanze in sospenzione, il filtro 2 a carboni attivi rimuove gli inquinati organici e i composti a base di cloro (protegge la membrana), 3 e' la membrana ad osmosi che separa il permeato inviandolo al serbatoio (j) dallo scarto inviato allo scarico, 4 e' il post filtro a Carboni attivi. 5 e' la lampada UV, obbligatoria per legge quando è presente un accumulo d'acqua non protetta dal cloro (DM 443/90). Questo obbligo è oggi superato dal nuovo DM 25 del Marzo 2012. Che non obbliga a vincoli tecnici tassativi, ma impone di garantire la qualità dell'acqua in uscita dall'accumulo, con la soluzione tecnica più opportuna.

A1 è la valvola di miscelazione che serve a regolare il tenore salino dell'acqua, miscelando l'acqua filtrata dalla multifiltrazione con quella osmotizzata, in questa maniera si evita di avere acqua estremamente leggera. Generalmente negli impainti ad osmosi si utilizza un prefiltrazione di non elevata qualità, in quanto serve solo a proteggere la membrana dall'attacco dei composti a base di cloro e per evitare che sostanze in sospenzione possano depositarsi sulla superficie della membrana osmotica. Nel caso si voglia utilizzare il prefiltro per ottenere acqua da miscelare con quella osmotizzata, è importante che questo sia di ottima qualità, se possiede un sistema batteriostatico tanto meglio, sono assolutamente vietati i filtri con funzione anticalcare basati che sfruttano i polifosfati.

Questi impianti sono semplici e quindi robusti, hanno bisogno di una pressione di rete minima: 3-4 bar. Nel caso questa pressione non sia disponibile bisogna ricorrere ad una pompa di spinta (pompa Buster)

 

  • Osmosi Inversa a produzione diretta.

 

Gli impianti a produzione diretta differiscono per l'assenza dell'accumulo. L'utilizzo di membrane opportunamente dimensionate e la presenza di una pompa di spinta garantisce una produzione sufficiente (tra 1 e 3 litri a seconda del modello)

lo schema illustra un impianto domestico di osmosi inversa a produzione diretta.

 schema impianto osmosi a produzione diretta

Il primo filtro serve a proteggere la membrana dalla presenza di cloro, due sono le membrane in parallelo, mentre la terza è messa in serie sullo scarto delle prime due. Questo permette di contenere lo scarto d'acqua. I vantaggi degli impianti a produzione diretta sono diversi, in primis l'acqua erogata è sempre fresca, non rimane in nessun accumulo, gli ingombri sono decisamente minori, non esiste limite all'erogazione (nell'accumulo una volta terminata l'acqua nel serbatoio bisogna aspettare che si riempa di nuovo). Di contro abbiamo il costo elevato e la complessità tecnica.

Gli impianti a produzione diretta sono compatti ed efficaci. Devono lavorare con pressione di rete e portata sufficiente, in difetto la pompa di spinta può andare in cavitazione deteriorandosi rapidamente. (Impianto prodotto da Dometic, Svezia)

Gli impianti a produzione diretta possono esistono anche nella versione sottozoccolo. Comodi perchè installabili nel vano sotto il mobile della cucina

  •  La normativa Italiana

Con l'ultimo decreto misteriale  del 25 febbario 2012 è cambiato drasticamente l'inquadramento legislativo. la produzione, l'importazione, la distribuzione di impianti ad  osmosi inversa per il trattamento dell'acqua potabile destinata al consumo umano è consentita a patto che i valori  di parametro dell'acqua erogata siano ocnformi al Dl 31/2001, nello stesso tempo deve essere dimostrata l'efficacia dell'impianto  prendendo un'acqua di riferimento a campione.  Nel manuale d'uso e manutenzione, così come nei fogli illustrativi, sulla scatola devono essere indicati quali valori di parametro vengono modificati dall'impianto. Non è ammesso propagandare l'acqua osmotizzata come toccasana, ma devono essere ben specificate caratteristiche ed effetti dell'acqua osmotizzata

Il tema della manutenzione periodica deve essere ben specificato, fornendo all'utente  tutte le indicazioni necessarie per mantere in efficienza il trattamento ad osmosi inversa. Nel libretto d'uso e manutenzione deve essere presente una procedura che se seguita scrupolosamente rispristina le condizioni di efficacia dell'impianto.

  • La manutenzione

 La manutenzione degli impianti ad osmosi come di tutti gli impianti di trattamento delle acque potabile è importante. Si raccomanda di seguire attentamente le indicazioni contenute nei manuali d'uso che obbligatoriamente devono accompagnare gli impianti.

Nel caso fossero smarriti o non disponibili forniamo qui alcune linee guida.

  • la manutenzione degli impianti ad osmosi inversa a produzione diretta comporta da una parte la sostituzione delle parti  di consumo e la pulizia e sanificazione dei condotti
  • come parti di consumo abbiamo i pre filtri e le membrane.  Entrambi sono governati, dalla qualità dell'acqua in ingresso, dalla quantità d'acqua trattata e del tempo trascorso.
  • Per i pre filtri a carbone attivo  generalmente 7-8000 litri e 12 mesi
  • Per le membrane osmostiche ogni 3-5 anni oppure prima se l'uso è forte o la qualità dell'acqua in ingresso scadente
  • La sanificazione serve a rimuovere i depositi ed eliminare l'eventuale crescita batterica nei condotti.  Attenzione a non suare prodotti che possono danneggiare le membrane, consigliamo acido citrico ed acqua ossigenata

Ci preme ricordare che l'acqua in ingresso è già potabile ed in assenza di manutenzione periodica o di corretta procedura, l'acqua in uscita potrebbe peggiorare di qualità rendendo inutile o addirittura rischioso l'utilizzo dell'apparecchio.

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