La produzione di acqua purificata è una componente fondamentale delle operazioni quotidiane all'interno dei laboratori, tuttavia oggigiorno sempre più frequentemente anche i laboratori devono tenere conto della connessione tra l’utilizzo di acqua e le tematiche legate alla sostenibilità.
Osmosi inversa: una soluzione efficace ed economica per la rimozione dei contaminanti
I sistemi per la produzione d’acqua ad uso laboratorio basati sulla tecnologia di osmosi inversa (RO) sono una soluzione comune per generare acqua pura e ultrapura per applicazioni di laboratorio. Il processo di osmosi inversa è infatti in grado di rimuovere oltre il 90% dei contaminanti ionici, la maggior parte dei contaminanti organici e praticamente tutto il particolato contenuto nell'acqua. Grazie alla sua eccezionale efficienza di purificazione, l’osmosi inversa è una tecnologia realmente economica per la rimozione della maggior parte delle impurità. Tuttavia il suo limite consiste in un basso livello di produzione di acqua purificata, vediamo perché.
Osmosi inversa: come funziona
L'acqua di alimentazione entra nella membrana sotto pressione e le molecole d'acqua la attraversano, mentre le sostanze inquinanti, inclusi particelle, solidi disciolti, colloidi, microrganismi e grandi molecole biologicamente attive, vengono trattenute e rimosse.
Tipicamente, il “permeato” o acqua purificata ottenuto dopo il passaggio attraverso la membrana di osmosi inversa è solo il 15-30% dell’acqua di alimentazione, mentre il “concentrato” o acqua di scarto, contenente la maggior parte dei sali, dei componenti organici ed essenzialmente tutte le particelle, viene scartato.
Di conseguenza, la natura del processo di osmosi inversa implica la produzione di una quantità significativa di acque di scarto contenenti le impurità rimosse che vengono scaricate.
Inoltre, quando il sistema RO si avvia, per proteggere le successive tecnologie di purificazione, può automaticamente convogliare l'acqua nello scarico fino a quando il permeato prodotto soddisfa le specifiche per il grado di acqua richiesto. Il volume di questa acqua di lavaggio iniziale può essere tipicamente di circa 5 litri; Per un sistema che funziona con il 15% di recupero dell'acqua, questo rappresenta meno dell'1,5% dell'acqua che va allo scarico durante la generazione di 60 litri di acqua purificata.
Come ridurre il consumo idrico dell’osmosi inversa
Per ridurre al minimo il volume di acqua inizialmente convogliata nello scarico, alcune tecnologie sul mercato sono progettate per dirottare le acque reflue nuovamente nell'alimentazione della stessa RO fino a quando inizia a funzionare come previsto. Successivamente, ritorna a funzionare come un normale RO a singolo passaggio, dove il concentrato viene indirizzato allo scarico. Anche se questo fornisce un risparmio d'acqua, risulta relativamente ridotto rispetto alla proporzione di acque reflue prodotte durante il normale funzionamento del RO. Pertanto, la riduzione del consumo idrico sarà esigua.
Un approccio più efficace per ridurre il consumo di acqua consiste nell'implementare un sistema che include più moduli RO collegati in serie. Questo sistema viene utilizzato nei modelli ELGA Labwater PURELAB® Chorus 2+ e PURELAB® Chorus 1 Complete. In questo modo, il flusso di concentrato proveniente dal primo modulo di osmosi inversa, viene utilizzato come alimentazione del secondo modulo RO, dove viene recuperata ulteriore acqua purificata da quello che viene generalmente considerato un prodotto di scarto. Di fatto, ciò significa poter generare più acqua purificata per litro di acqua di alimentazione e ridurre il volume inviato allo scarico fino al 50%.
Conclusioni:
Le crescenti preoccupazioni riguardo alla sostenibilità e alla necessità di ridurre i consumi di acqua mettono in risalto l'importanza di approcci più efficaci ed efficienti per la purificazione dell'acqua. Il successo delle tecnologie di purificazione in questo senso dipende non solo dalla capacità di rimuovere i contaminanti, ma anche da come viene gestito il processo per ridurre al minimo lo spreco di acqua.
L'adozione di sistemi che includono più moduli di osmosi inversa collegati in serie, può rappresentare un passo avanti significativo verso la riduzione del consumo idrico e un uso più responsabile dell’acqua.
Autore | ELGA Labwater
Hanno collaborato alla stesura di questo articolo Camilla Tronti, Marketing & Communications per ELGA Labwater e Veolia Water Technologies Italia e Alberto Trento, Business Development & Sales per ELGA Labwater in Italia. Camilla, laureata in World Politics and International Relations, lavora in Veolia Water Technologies dal 2017 e si occupa di marketing e comunicazione dal 2020. Alberto, PhD in biotecnologia, lavora in ELGA Labwater dal 2015 al 2018 e torna in azienda nel 2022.
