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Processi a membrana per il trattamento dell'acqua inquinata

L'acqua potabile costituisce già un problema per molti paesi e si prevede che in un futuro non molto lontano possa diventarlo anche per l'Europa. La possibilità di disporre di acqua potabile di alta qualità e ad un prezzo quanto più ridotto possibile è di vitale importanza. A partire dal 1988, le direttive europee hanno introdotto norme molto severe sulla qualità e la potabilità dell'acqua. Un trattamento efficace dell'acqua inquinata ai fini del riutilizzo contribuirebbe notevolmente a risolvere il problema della penuria idrica. L'obiettivo principale dell'attuale progetto consiste nel migliorare ed aggiornare i processi di depurazione dell'acqua più efficaci, ovvero quelli basati sull'uso di membrane.

Cambiamento climatico e Ambiente

Gli impianti a membrana per il trattamento delle acque potrebbero consentire l'utilizzo delle risorse idriche inquinate attualmente non trattabili. Le membrane, infatti, sono molto efficaci per la desalinazione e la depurazione delle acque. Inoltre, rispetto agli impianti termici di desalinazione, i processi a membrana offrono un potenziale di elevato risparmio energetico e di notevole riduzione dei costi. Purtroppo, a causa del problema dell'incrostazione (fouling), fino ad oggi l'uso delle membrane è stato piuttosto limitato e circoscritto ad alcune fonti idriche. Il fouling, in sostanza, è l'ostruzione della membrana dovuta agli agenti inquinanti. Tale fenomeno richiede l'immediata pulitura e talvolta addirittura la sostituzione della membrana. Le attività di ricerca nell'ambito dell'attuale progetto si sono concentrate sulla ricerca di soluzioni, per ridurre il fouling ed evitare il rapido deterioramento della membrana. Un successo in questo senso, infatti, si tradurrebbe immediatamente in un miglioramento degli impianti di depurazione delle acque. Gli obiettivi della ricerca sono stati raggiunti grazie allo sviluppo di vari metodi innovativi, fra cui l'analisi di un nuovo impianto di pretrattamento ad alimentazione avanzata, basato sull'utilizzo di una membrana ultrafiltrante. Le tecniche di controllo dell'incrostazione sono state migliorate grazie all'impiego di nuovi dosaggi antiprecipitanti (anti-scalant), materiali che in pratica hanno la capacità di ripulire la membrana dall'incrostazione. Infine, sono stati definiti i criteri per la scelta degli impianti di pretrattamento ottimali, a seconda del tipo di materia prima e della membrana utilizzata. Attualmente i processi a membrana più diffusi sono quatto: microfiltrazione (MF), ultrafiltrazione (UF), nanofiltrazione (NF) e osmosi inversa (RO). Sulla base di test pilota, sono stati altresì definiti i criteri per la progettazione e il funzionamento dei processi a membrana per acque ad elevata incrostazione. L'ottimizzazione della progettazione, soprattutto nel caso di fonti idriche problematiche come i fiumi inquinati e le acque salmastre, si traduce in una riduzione dei costi, ma anche in un consumo energetico molto ridotto. Per ulteriori informazioni sui criteri di scelta e di progettazione dei processi a membrana, cliccare sul seguente link: cliccare qui. Il processo di desalinazione dell'osmosi inversa comporta tre tipologie di fouling: colloidale (fouling organico), biofouling e incrostazione. Per quanto riguarda il fouling colloidale della membrana, sono stati ottenuti risultati sperimentali su una serie di importanti parametri. Inoltre, è stato possibile condurre uno studio esaustivo della letteratura esistente in materia, nonché una valutazione critica della documentazione relativa al fouling colloidale. Per maggiori informazioni sul miglioramento degli indici di fouling per le acque di alimentazione nell'osmosi inversa cliccare sul seguente sito: cliccare qui. I partner del progetto hanno sviluppato inoltre una speciale camera sperimentale che consente di effettuare osservazioni in tempo reale con microscopio ottico durante la filtrazione o il controlavaggio della membrana. Le osservazioni ottiche forniscono informazioni preziose sullo sviluppo dei depositi responsabili dell'incrostazione. Per ulteriori informazioni sulla camera sperimentale, cliccare sul seguente link: cliccare qui. Questo progetto di ricerca ha ridotto notevolmente i costi e migliorato l'efficacia energetica dei processi di purificazione delle acque. Una migliore scelta dei dosaggi antiprecipitanti (anti-scalant), nuovi accorgimenti per la riduzione del fouling e una maggiore produttività e durata delle membrane utilizzate nell'osmosi inversa – grazie alla migliore qualità dell'acqua pretrattata – apporteranno enormi benefici alla cittadinanza e alle industrie dell'acqua. Le tecnologie sviluppate troveranno ampie applicazioni nel settore agricolo e alimentare, nell'industria della desalinazione, nelle aziende di trattamento delle acque e presso i produttori di antiprecipitanti.

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