Dissalazione di acqua di mare tramite membrane a osmosi inversa con recupero di energia

Una delle tecnologie di dissalazione che ha conosciuto un notevole sviluppo in questi anni si basa sul processo a Osmosi Inversa (Reverse Osmosis, RO) attraverso l’utilizzo di membrane. La carenza di acqua dolce in molte regioni del mondo ha incentivato l’espansione di questa tecnologia per la produzione di acqua potabile a partire dall’acqua di mare. Questo processo presenta due flussi principali: il permeato (acqua potabile) e il concentrato di salamoia (ad alta pressione). Il flusso di permeato deriva dall’acqua di mare dissalata, mentre il flusso di salamoia è costituito dal concentrato salino. Per produrre il permeato deve essere applicata all’acqua in ingresso nel sistema una pressione elevata, in modo che essa, spinta attraverso la membrana, vinca la pressione osmotica dei sali. La pressione osmotica rappresenta il potenziale chimico (“forza”) dell’acqua, la quale tende a raggiungere l’equilibrio da entrambi i lati della membrana; questo potenziale è dato dai sali presente nell’acqua ed è funzione della pressione, della temperatura e della concentrazione di solidi disciolti (TDS). La pressione osmotica teorica per l’acqua di mare standard, con 33 g/L di solidi disciolti totali, è circa 27 bar. Tale pressione, che al termine del processo può risultare molto più alta a causa dell’aumento di concentrazione salina, deve essere contrastata dall’azione della pompa ad alta pressione. Per supportare quest’ultima è possibile utilizzare dei dispositivi di recupero energetico (ERD), i quali trasferiscono l’elevata energia posseduta dal flusso di salamoia al flusso di alimentazione di acqua di mare. Con il contributo degli ERD, il consumo energetico dell’intero impianto si aggira tra 3,5 kWh/m3 e 4,5 kWh/m3, mentre il costo di produzione dell’acqua potabile risulta compreso tra 0.5 e 1 $/m3.