Pretrattamento di desalificazione

Per realizzare un trattamento preparatorio continuo e affidabile dell'acqua d'alimentazione si usa un metodo speciale. Un pre-trattamento che non è adattato all'installazione può causare un sovraccarico del sistema. Quando cio' accade le parti del sistema devono essere pulite molto più spesso per ristabilire il rendimento e la ritenzione del sale. I costi di pulizia, le prestazioni del sistema ed il tempo di fermata sono molto significativi in tale situazione.
Il genere di sistema di pre-trattamento usato dipende notevolmente dalla qualità dell'acqua di alimentazione. Di conseguenza, un pre-trattamento sufficiente dell'acqua di alimentazione dipende da:

· La sorgente di acqua di alimentazione
· La composizione dell'acqua di alimentazione
· La funzione dell'acqua di alimentazione

Quando e' specificata la fonte di acqua d'alimentazione che necessita del trattamento, e' realizzata un'analisi completa dell'acqua completa ed esatta. Tale azione è una fase importante per la proggettazione di un sistema di trattamento preparatorio e dell'intero sistema di osmosi inversa, perché cio' determina spesso il tipo ed la consistenza del pre-trattamento.

Analisi dell'acqua di alimentazione

La maggior parte dei tipi di acqua che sono trattati in un sistema ad osmosi inversa sono:
- acqua salmastra a basso contenuto salino basso e contenuto di totale di solidi dissolti fino a 5.000 ppm, o
- acqua salmastra ad elevato contenuto salino e contenuto totale di solidi dissolti fra 5.000 e 15.000 ppm, o
- acqua di mare con un contenuto totale di solidi dissolto totale intorno a 35.000 ppm

L'acqua di mare con un contenuto totale di solidi dissolto intorno a 35.000 ppm, è considerata acqua di mare standard, a causa della relativa abbondanza globale. Globalmente, le differenze nel contenuto totale di solidi dissolti totale dell'acqua di mare possono essere molto sufficienti. Il Mar Baltico per esempio, ha un contenuto totale di solidi dissolti di circa 7.000 mg/L, mentre il contenuto totale di solidi dissolti del Mar Rosso è di 45.000 mg/L.
Sono stati determinati valori standard per le concentrazioni di solidi dissolti in acqua marina. Durante l'analisi dell'acqua di mare, si dovrebbe tenere sempre presente che le influenze della terra hanno grande influenza nella composizione dell'acqua marina. Un campione prelevato in mare aperto può avere una composizione molto differente rispetto a un campione che è prelevato vicino alla costa.
Il fattore di limitazione per il trattamento dell'acqua di mare con un sistema di osmosi d'inversione è la pressione osmotica, dovuta ad un contenuto totale di solidi dissolti alto. Il fattore limitante per il trattamento dell'acqua salmastra con un
sistema di osmosi inversa è pricipalmente la sua natura chimica. Essa porta a precipitazione e sfaldatura (causate dalla presenza di carbonato di calcio e solfati). La composizione chimica delle acque salmastre varia notevolmente ed è
molto dipendente dalla locazione.
Per generare un soddisfacente progetto di processo, dovrebbe essere effettuata un'analisi molto precisa dell'acqua. Su un'analisi dell'acqua vengono registrate le concentrazioni di sali inorganici e di altri dati relativi all'acqua di alimentazione. L'analisi dell'acqua dovrebbe essere completamente bilanciate. Quando questo non avviene dovrebbero essere aggiunti ioni sodio o ioni cloro per per neutralizzare lin bilancio dell'acqua.

Prevenzione e controllo della sfaldatura

Lo scaling è l'accumulazione dei sali (parzialmente) insolubili in una membrana. Quando un'installazione di osmosi inversa raggiunge un recupero del 50%, la concentrazione dei sali nel flusso del concentrato è la doppia rispetto alla concentrazione dei sali nel flusso di acqua d'alimentazione. Quando il recupero aumenta, aumentano anche le probabilità di sfaldatura.
A causa di cio' è molto importante che i limiti di saturazione dei sali (parzialmente) insolubili non siano superati.
I sali parzialmente insolubili che causano problemi a un sistema ad osmosi inversa sono pricipalmente carbonato di calcio (CaCO₃), solfato di calcio (CaSO₄) e silicio, ma anche fluoruro del calcio (CaF₂), solfato di bario (BaSO₄) e solfato di stronzio (SrSO₄).

La sfaldatura da carbonato di calcio può essere evitata tramite l'aggiunta di acidi. La aggiunta di anti-scalanti può impedire la precipitazione dei sali dello stronzio e del bario, dei silicati e del ferro. Bisogna tenere sempre presente che gli anti-sfaldanti si possono aggiungere al biosfogliamento (microrganismi che sporcano). Ciò si puo' evitare restringendo le richieste dei prodotti chimici applicati ed usando i prodotti chimici con una composizione diversa.
L'uso degli anti-sfaldanti non può essere sempre evitato. la diminuzione del recupero del 25% ridurrà le probabilità di sovra-saturazione dei sali precipitanti (scaling).
Gli elementi di membrana avranno bisogno di sostituzione entro uno o due anni, perché cio' causa la limitazione dell'uso di anti-scalanti. Questo metodo è applicato per installazioni relativamente piccole, come installazioni che producono l'acqua potabile da acqua di mare per uso domestico.
Un altro metodo di pulizia consiste nall'apertura della valvola del concentrato ad un successivo risciacquo a bassa pressione.

Prevenzione della sfaldatura da sostanze colloidali

Negli elementi di osmosi inversa l'inquinamento colloidale può seriamente ridurre le prestazioni facendo diminuire il rendimento. Un segno anticipato tale inquinamento è solitamente una aumento del gradiente di pressione. Le fonti di tale inquinamento nell'acqua di alimentazione possono variare notevolmente. Sono solitamente batteri, argilla, e prodotti di corrosione del ferro.
I prodotti chimici che sono usati durante il pre-trattamento possono anche causare sporcamento delle membrane. La migliore tecnica disponibile per la determinazione del potenziale sporcante dell'acqua d'alimentazione da colloidi è la misura dell'MFI
(Modified Foulig Index). Questo è un tipo di misura importante che viene realizzata prima della proggettazione di un sistema di pre-trattamento. Tale misura deve essere fatta regolarmente quando si usa un sistema ad osmosi inversa.

Per per effettuare un MFI di (inferiore a) cinque, esistono un certo numero di metodi di pre-trattamenti per ridurre il MFI:
- filtrazione a sabbia e a candela
- ultra e micro filtrazione
- coagulazione e flocculazione
Prevenzione del bio-sfogliamento

Tutta l'acqua superficiale contiene microrganismi, alghe, funghi, virus e organismi più alti. I microrganismi sono sostanze inquinanti colloidali, perché non sono mai più grandi di 1-3 nm. A causa di cio', i batteri possono essere rimossi con le tecniche che rimuovono i colloidi.
Le conseguenze della crescita biologica all'interno di un sistema della membrana influenzano negativamente il sistema, proprio come gli altri inquinanti. I sintomi dello sporcamento possono variare da una pressione maggiore sul lato della membrana, a formazioni telescopiche (che spingono a parte la membrana) e al dammeggiamento della membrana. A volte una bio-pellicola può svilupparsi nel permeato, inducendo nuovo inquinamento.

Il numero di microrganismi nell'acqua superficiale, nell'acqua di alimentazione e nel concentrato può fornirci importanti
informazioni sul grado di contaminazione dell'acqua. I tipi e la quantita' di sostanze nutrienti presenti nell'acqua
d'alimentazione sono fattori che determinano la crescita del biofilm. Nonostante il fatto che ci siano parecchi ricercatori che indagano sullo sviluppo di biofilm, non è stato ancora completamente compreso.
Il modo migliore per scoprire bio-sfogliamento durante la sua fase di sviluppo e' controllare una superficie di prova nel flusso dell'acqua di alimentazione. Il 'Campionatore Robin' e' un dispositivo semplice, che espone piccole superfici di prova all'acqua. Questi controlli di superficie possono essere realizzati regolarmente e possono essere testati per sviluppo atttaccamento di bio-film.
Un attento controllo periodico dei filtri a candela e delle condutture può anche essere utile. La presenza di mucose o di odori strani può essere un'indicazione della presenza di biofilm.

 

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