Osmosi inversa

Descrizione tecnologia:
Tecnologia utilizzata per la separazione (rimozione) del materiale particolato e colloidale dalla fase liquida di reflui zootecnici e/o digestato. Si basa sull’applicazione di un carico di pressione (forza motrice: differenza di carico idrostatico) e sulla presenza di una membrana (denominata “membrana densa”) che agisce da barriera selettiva consentendo il passaggio di determinati costituenti presenti nel liquido (permeato o filtrato) e trattenendone altri (concentrato o retentato). La separazione viene realizzata principalmente per mezzo di un meccanismo di soluzione/diffusione ed esclusione. L’esclusione è il meccanismo con il quale le particelle di piccole dimensioni vengono trattenute a causa della presenza di uno strato liquido adsorbito sulla superficie della “membrana densa”. La soluzione/diffusione, invece, è il meccanismo mediante il quale le specie ioniche vengono trasportate attraverso la “membrana densa” per diffusione, attraverso i pori delle macromolecole da cui la membrana stessa è costituita. Nell’osmosi inversa le dimensioni dei pori della “membrana densa” sono <2 nm , con un intervallo operativo tipico di 0,0001÷0,001 μm.

Attuali ambiti di applicazione:
Settore della dissalazione delle acque; settore della depurazione delle acque reflue (trattamenti avanzati delle acque reflue, potabilizzazione); industria farmaceutica e alimentare (processi di concentrazione/filtrazione di liquidi); settore della gestione dei rifiuti (trattamento di finissaggio su percolati di discarica).

Grado di sviluppo nel settore zootecnico:
Attualmente non rappresenta una tecnologia né particolarmente affermata né diffusa.

Matrici trattate:
Reflui zootecnici e/o digestato sottoposto a trattamenti preliminari (es. trattamenti di separazione S/L, depurazione, ultrafiltrazione). Le matrici sottoposte a osmosi inversa nell’ambito del Progetto sono: frazione liquida del digestato ottenuto da reflui di bovini da carne in co-digestione, frazione liquida di liquami bovini, digestato ottenuto a partire da insilato di mais, liquame suino, deiezioni avicole.

Prodotti ottenuti:
Il permeato risulta costituito da acqua, molecole estremamente piccole e specie ioniche, mentre i costituenti tipici rimossi (presenti nel concentrato o retentato) sono: molecole estremamente piccole, componenti responsabili delle caratteristiche collegate al colore e alla durezza del concentrato, solfati, nitrati, sodio, altri ioni.
L’azoto risulterà presente unicamente nel concentrato o retentato; l’osmosi inversa è infatti una delle poche tecnologie applicate nel processo di potabilizzazione delle acque in grado di eliminare i nitrati dall’acqua così depurata. Ne consegue che nel permeato l’azoto sarà praticamente assente.

Posizione nella linea di trattamento:
L’osmosi inversa, qualora introdotta in un sistema di gestione dei reflui zootecnici, rappresenta una tecnologia di trattamento finale. Nell’ambito del Progetto, azioni di monitoraggio specifiche sull’osmosi inversa riguardano le seguenti linee di trattamento:
  • [Insilato di mais, Reflui di bovini da carne] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> MBR (con membrane da ultrafiltrazione) --> Osmosi inversa
  • Reflui di bovini da latte --> Separazione S/L --> Fase liquida --> MBR (con membrane da ultrafiltrazione) --> Osmosi inversa (e/o Fitodepurazione)
  • [Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (compressione elicoidale + centrifuga) --> Fase Liquida --> Ultra Filtrazione → Osmosi inversa
  • [Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (vagli statici + nastropressa + compressione elicoidale) --> Fase Liquida --> Ultra Filtrazione --> Osmosi inversa