Che cos'è una membrana RO a bassissima pressione e come funziona?

An Membrana RO a bassissima pressione è un elemento ad osmosi inversa progettato per raggiungere la reiezione standard del sale a circa due terzi della pressione operativa di una membrana a bassa pressione convenzionale. Funzionando a circa 150 psi (1,03 MPa) invece di 225 psi (1,55 MPa), fornisce comunque un tasso di rifiuto del sale stabilizzato fino al 99,5%, il che significa minore energia della pompa, vasi più piccoli e costi operativi ridotti a lungo termine per qualsiasi sistema che tratti fonti d'acqua inferiori a circa 2000 ppm TDS.

Poiché richiede una pressione di azionamento inferiore per spingere l'acqua attraverso il foglio di membrana, questa linea di prodotti è spesso la scelta predefinita ovunque l'acqua superficiale, sotterranea, di rubinetto o municipale necessiti di una desalinizzazione profonda senza il costo di capitale di una stazione di pompaggio ad alta pressione. È realizzato in materiale composito a film sottile di poliammide aromatica, la stessa famiglia chimica utilizzata nella maggior parte dei moderni elementi di membrana RO industriali, ed è prodotto per servizio industriale continuo piuttosto che per filtrazione a ciclo breve nel punto di utilizzo.

Prestazioni principali e parametri operativi

Il vantaggio determinante di un elemento di membrana RO a bassissima pressione è che raggiunge una reiezione del sale paragonabile o migliore rispetto a una membrana a bassa pressione standard consumando notevolmente meno energia. In condizioni di test standard (soluzione di NaCl da 1.500 mg/l, 25 gradi Celsius, pH da 7,5 a 8,0, recupero del 15%), un tipico elemento di dimensione 8040 raggiunge una reiezione di sale stabilizzata del 99,5%, una reiezione minima non inferiore al 99,3% e un flusso di permeato vicino a 2200 GPD a seconda delle dimensioni esatte del modello.

Il divario tra le due famiglie di membrane diventa chiaro quando le pressioni di prova vengono confrontate fianco a fianco. Una membrana convenzionale a bassa pressione ha una pressione nominale di 225 psi, mentre la versione a pressione ultra bassa raggiunge lo stesso obiettivo di qualità dell'acqua a soli 150 psi, una riduzione di circa un terzo. Questa differenza riduce direttamente la potenza richiesta per le pompe di alimentazione e riduce lo spessore delle pareti, e quindi i costi, delle tubazioni e dei recipienti a pressione.

Specifiche del modello tipico per uso industriale

Gli elementi di livello industriale sono comunemente venduti in due dimensioni di alloggiamento, 4040 e 8040, abbinati rispettivamente a sistemi di piccole e medie e grandi dimensioni. Un elemento 4040 misura 4 pollici di diametro e 40 pollici di lunghezza, mentre un elemento 8040 ha 8 pollici di diametro e la stessa lunghezza di 40 pollici. Entrambi si adattano a recipienti a pressione standard, quindi l'aggiornamento di uno skid esistente da elementi convenzionali a bassa pressione a elementi a pressione ultra bassa di solito non richiede un nuovo design dell'alloggiamento.

I valori del flusso del permeato sono valori medi in condizioni di test con temperatura di alimentazione di 25 gradi Celsius, pressione di prova di 150 psi, concentrazione di NaCl da 500 a 2000 ppm e pH 7,5. I singoli elementi possono discostarsi dalla media indicata fino al 15%, il che è normale e tenuto in considerazione nella progettazione del sistema.

Membrana RO a bassissima pressione Element Series

Ciascun elemento della serie è ottimizzato per un diverso equilibrio di reiezione, flusso e tolleranza dell'acqua di alimentazione, in modo che i progettisti del sistema possano abbinare il modello esatto al profilo dell'acqua non depurata e all'obiettivo di produzione giornaliera.

ULP-4040HR

Elevato rifiuto

ULP-4040

Dazio standard

ULP-4040HF

Flusso elevato

ULP-8040-400HR

Grande sistema

ULP-8040-400

Alta produzione

Dove vengono utilizzate membrane RO a bassissima pressione

La combinazione di basso consumo energetico e reiezione affidabile rende questa famiglia di membrane una soluzione comune per un'ampia gamma di linee idriche industriali e comunali. La tabella seguente elenca i settori che lo utilizzano più spesso, insieme all'obiettivo di qualità dell'acqua solitamente richiesto da ciascuna applicazione.

In settori quali il fotovoltaico, le batterie al litio, l'acciaio, la produzione di energia, i prodotti chimici, la stampa e la tintura e la lavorazione chimica del carbone, questo tipo di membrana rimuove generalmente dal 95 al 99% dei sali disciolti, colloidi, sostanze organiche, batteri e pirogeni dal flusso di alimentazione, fungendo da barriera centrale dell'intero processo di trattamento dell'acqua.

Requisiti di pretrattamento e manutenzione del sistema

Le prestazioni stabili e a lungo termine dipendono fortemente da ciò che accade prima che l’acqua raggiunga la membrana. L'acqua di alimentazione deve soddisfare un indice di densità del limo pari a 5,0 o inferiore, una torbidità inferiore a 1 NTU e un livello di cloro libero inferiore a 0,1 mg/l. Le membrane composite a film sottile sono sensibili agli ossidanti, quindi qualsiasi residuo di cloro o forte ossidante lasciato nel flusso di alimentazione danneggerà la struttura dei pori della membrana nel tempo, manifestandosi come un aumento del flusso di permeato abbinato a una diminuzione del rifiuto del sale.

Un treno di pretrattamento standard include solitamente la filtrazione multimediale per eliminare solidi e colloidi sospesi, l'adsorbimento su carbone attivo per rimuovere cloro e sostanze organiche e la filtrazione a cartuccia a livello di 5 micron per catturare eventuali particelle rimanenti. Le sorgenti con elevata durezza necessitano di un sistema di dosaggio di addolcitore o antincrostante per impedire l'accumulo di carbonato di calcio e incrostazioni simili sulla superficie della membrana.

Quanta energia puoi effettivamente risparmiare

La motivazione economica per passare a una membrana a bassissima pressione si basa quasi interamente sull’energia della pompa. Prendiamo come esempio una stazione industriale di acqua pura che tratta 1000 metri cubi al giorno: abbassando la pressione operativa da 225 psi a 150 psi si riduce la domanda di energia della pompa ad alta pressione di circa il 30-40%. Ad una tariffa elettrica industriale di 0,8 RMB per kWh e 8.000 ore di funzionamento all’anno, ciò si traduce in un risparmio annuale stimato di elettricità da 150.000 a 250.000 RMB.

Una pressione operativa inferiore protegge anche l'hardware attorno alla membrana. Un minore stress da compattazione sul foglio della membrana rallenta il tasso di crescita della pressione differenziale nel tempo, mentre un carico meccanico più leggero su tubazioni e valvole ne prolunga la durata operativa. In condizioni di funzionamento normale con un adeguato pretrattamento, un elemento della membrana RO industriale a bassissima pressione dura in genere dai 3 ai 5 anni prima che sia necessaria la sostituzione e, per i sistemi comunali a funzionamento continuo, il risparmio cumulativo su quella finestra può ridurre significativamente il costo totale di proprietà.

Domande frequenti