Se in una cella divisa in due scompartimenti da una membrana semipermeabile, si introduce da un lato acqua salina e dall'altro acqua pura, l'acqua tende, per effetto della pressione osmotica, a passare dallo scompartimento dell'acqua pura a quello dell'acqua salina.
Se però si applica allo scompartimento dell'acqua salina una pressione esterna superiore a quella osmotica, il processo si inverte e si ottiene acqua pura dall'acqua salina.
Da ciò il nome di OSMOSI INVERSA che si da al processo.Esistono molteplici teorie che tendono a spiegare il meccanismo di permeazione di un solvente e di un soluto attraverso una membrana semipermeabile; quella che gode di maggior accredito è la teoria della solubilizzazione-diffusione.Secondo tale teoria i componenti della soluzione da dissalare si sciolgono nella membrana seguendo leggi di equilibrio e distribuzionie ben definite, quindi si diffondono attraverso la membrana in funzione delle differenze di concentrazione e pressione insistenti sui due lati della membrana.Pertanto, si può ammettere che il passaggio dei componenti attraverso la membranasemipermeabile è determinato da due grandezze:la concentrazione e la pressione esercitata.
Tali grandezze si evincono dalle formule I e II, che esprimono rispettivamente i flussi del solvente e del soluto di una soluzione di sale in acqua pura.
La prima espressione dimensiona il flusso dell'acqua pura attraverso la membrana semipermeabile; il suo valore è direttamente proporzionale alla pressione efficace esercitata sulla membrana, che è rapprentata dalla differenza tra la pressione applicata e quella osmotica.Quest'ultima varia in funzione della concentrazione del soluto nel solvente e può raggiungere il valore di 350 PSI (pound/square inch,pari a 0,068 atm) per un'acqua altamente mineralizzata quale quella di mare.
La seconda espressione dimensiona il flusso del soluto, che è direttamente proporzionale alla concentrazione insistente sui due lati della membrana; tale valore è costante ed indipendente dalla pressione esercitata.Pertando la qualità di un'acqua trattata mediante osmosi inversa è tanto migliore quanto più elevata è la pressione di lavoro poichè il flusso del soluto rimane invariato, mentre il flusso di acqua aumenta proporzionalmente alla stessa.
In un impianto ad osmosi inversa, in pratica si opera ad una pressione di circa 400 psi per il trattamento delle acque salmastre ed alla pressione di circa 800-900 psi per quella di acqua di mare.
Il sistema ad osmosi inversa inoltre, è caratterizzato da altre due grandezze adimensionali; la conversione ed il passaggio del sale.
La conversione Y rappresenta il rapporto percentuale tra la portata di acqua permeata e quella di acqua grezza, ed è espresso dalla fomula III.
Il passaggio di sale invece, identifica il rapporto percentuale tra la concentrazione del soluto nell'acqua permeata e quella nell'acqua grezza,e si esprime con la formula IV.
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