L'osmosi inversa e la dissalazione termica promuovono la sostenibilità idrica globale

Con la scarsità delle risorse idriche in tutto il mondo, la desalinizzazione è diventata una soluzione fondamentale per la sicurezza idrica.L'osmosi inversa (RO) e la desalinizzazione termica sono diventate i due approcci dominanti, ciascuno con vantaggi e applicazioni distinti.

L'osmosi inversa funziona forzando l'acqua di mare a passare attraverso membrane semi-permeabili sotto alta pressione, permettendo alle molecole d'acqua di passare bloccando sali, minerali e altre impurità.I moderni sistemi RO come NIROBOXTM hanno notevolmente migliorato l'efficienza e l'affidabilità di questa tecnologia.

Il processo di desalinizzazione comprende diverse fasi critiche:

1. Pre-trattamento:L'acqua di mare subisce molteplici fasi di filtrazione per rimuovere solidi sospesi, alghe e microrganismi che potrebbero danneggiare le membrane.e trattamento chimico per ottimizzare la qualità dell'acqua prima che raggiunga le membrane RO.

2. Pompaggio ad alta pressione:Le pompe specializzate aumentano la pressione dell'acqua per superare la pressione osmotica naturale, richiedendo in genere 50-80 bar per la desalinizzazione dell'acqua di mare.I dispositivi di recupero dell'energia possono recuperare fino al 60% di questa energia dal flusso di salamoia.

3Separazione della membrana:Il cuore del sistema utilizza elementi a membrana a spirale che possono rimuovere il 99,7% dei sali disciolti.Le moderne membrane composite a film sottile raggiungono tassi di flusso più elevati e una durata di vita più lunga rispetto alle precedenti versioni di acetato di cellulosa.

4. Dopo il trattamento:L'acqua prodotta riceve un aggiustamento minerale, un bilanciamento del pH e una disinfezione per soddisfare gli standard di acqua potabile o requisiti industriali specifici.

5- Gestione della salamoia:La salamoia concentrata richiede strategie di smaltimento attente, che in genere comportano uno scarico controllato con sistemi diffusori per ridurre al minimo l'impatto ambientale.

• I progetti modulari consentono una capacità scalabile da piccole comunità a grandi comuni
• Il consumo di energia è diminuito dell'80% dagli anni '70, raggiungendo ora una media di 3-4 kWh/m3
• L'impronta compatta consente la distribuzione in luoghi con spazio limitato
• Può trattare varie fonti d'acqua oltre all'acqua di mare, comprese le acque salmastre e le acque reflue

I processi termici, tra cui il flash a più fasi (MSF) e la distillazione a più effetti (MED), evaporano l'acqua di mare e condensano il vapore per produrre acqua dolce.Questi metodi continuano ad essere diffusi nelle regioni con accesso ad energia termica a basso costo.

Flash a più fasi (MSF):L'acqua di mare riscaldata scorre attraverso una serie di camere con pressioni progressivamente inferiori, causando un'evaporazione istantanea ("flashing") in ogni fase.Gli impianti MSF richiedono in genere 10-16 kWh/m3 di energia termica più 20,5-5 kWh/m3 di energia elettrica.

Distillazione multi-effetto (MED):Molti evaporatori funzionano in sequenza, ognuno utilizzando il calore latente del vapore della fase precedente.che richiedono 6-12 kWh/m3 di energia termica.

• Produce acqua costantemente di alta purezza indipendentemente dalla salinità del mangime
• Può utilizzare il calore di scarico delle centrali elettriche o dei processi industriali
• Meno sensibili alle variazioni della qualità dell'acqua di alimentazione rispetto ai sistemi a membrana
• Storia operativa lunga con affidabilità comprovata

La scelta tra la desalinizzazione termica e la desalinizzazione organica comporta molteplici considerazioni:

Requisiti energetici:Le centrali termiche diventano più competitive quando il calore di scarico è disponibile.

Qualità dell'acqua:I metodi termici producono acqua ultrapura, mentre l'RO può richiedere un ulteriore post-trattamento per determinate applicazioni.

Costi di capitale:Gli impianti termici di grandi dimensioni richiedono un investimento iniziale maggiore, ma possono avere costi operativi inferiori in scenari specifici.

Flessibilità operativa:I sistemi RO possono regolare più facilmente la produzione in funzione delle fluttuazioni della domanda.

Impatto ambientale:Entrambe le tecnologie generano salamoia concentrata, ma i sistemi RO generalmente producono volumi più piccoli.

L'industria continua a evolversi con diversi sviluppi importanti:

Sistemi ibridi:La combinazione di RO con i processi termici può ottimizzare l'utilizzo di energia e i tassi di recupero dell'acqua.

Integrazione delle fonti rinnovabili:Sono sempre più diffusi i sistemi di inversione a energia solare e gli impianti MED che utilizzano l'energia solare termica.

Materiali avanzati:Le nuove strutture chimiche e le nuove configurazioni delle membrane promettono un maggiore rigetto del sale e una maggiore resistenza all'inquinamento.

Valorizzazione della salamoia:Le tecnologie per estrarre preziosi minerali dai flussi di concentrato stanno attirando l'attenzione.

Con l'intensificarsi della scarsità di acqua a livello mondiale, sia l'osmosi inversa che la desalinizzazione termica avranno un ruolo cruciale nelle strategie di sicurezza idrica.fonti di energia disponibili, e requisiti specifici di qualità dell'acqua.