L’osmosi inversa è il processo in cui, applicando ad una soluzione più concentrata una pressione maggiore della pressione osmotica, si forza il passaggio delle molecole di solvente dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata. Nella pratica, l’osmosi inversa si realizza mediante una membrana che trattiene il soluto da una parte, mentre consente il passaggio del solvente dall’altra.
Il principio di funzionamento è quello della filtrazione tangenziale, che è sfruttato anche nella micro, ultra e nanofiltrazione. L’osmosi inversa è utilizzata nel trattamento dell’acqua per la desalinizzazione, per la rimozione di molecole inquinanti, metalli pesanti, fitofarmaci, materiali radioattivi, etc.
Mentre le membrane di micro, ultra e nanofiltrazione trattengono batteri, sospensioni e colloidi, sostanze organiche, proteine, ioni bi e trivalenti e sali, le membrane di osmosi inversa riescono a trattenere anche gli ioni monovalenti: quindi tale processo rappresenta la tecnica di filtrazione dell’acqua più fine esistente.
Le caratteristiche dell’acqua dopo l’impianto dipendono sia dal tipo di membrana usato, sia dalle caratteristiche dell’acqua in ingresso; tuttavia, nel caso dell’osmosi inversa si eliminano i sali fino al 99,6%, producendo così acque simili a quelle distillate e demineralizzate, che possono poi essere utilizzate nei processi produttivi.
La vita delle membrane dipende dalla qualità dell’acqua di alimento e può variare da pochi mesi fino a vari anni, purché le acque grezze siano state opportunamente depurate.
Essendo una filtrazione a livello molecolare, i pori delle membrane tendono a intasarsi. L’acqua di alimento deve essere pertanto opportunamente pretrattata e preparata prima di essere inviata all’impianto osmosi. Quindi il pretrattamento dell’acqua influenza la vita delle membrane, la gestione dell’impianto e, naturalmente, i costi e i vantaggi di questo processo.
I batteri, le alghe e le sostanze organiche portano a una caduta di rendimento delle membrane perché formano sulla superficie una pellicola che si oppone al passaggio dell’acqua dai pori, diminuendo il flusso.
Anche gli agenti ossidanti creano problemi perché danneggiano le membrane sulla superficie, devono quindi essere neutralizzati prima della filtrazione su membrana osmotica.
Così come ferro e manganese devono essere rimossi perché creano problemi alle membrane.
I trattamenti chimici rivestono un ruolo fondamentale per il corretto esercizio e funzionamento di tali impianti.
Si utilizzano antincrostanti e disperdenti idonei ad evitare lo sporcamento delle membrane grazie all’azione disperdente e sequestrante nei confronti di calcio, magnesio, silice, ioni ferrosi, solfati, etc.
Vengono usati battericidi per il controllo dei fenomeni biologici che porterebbero a cadute di efficienza delle membrane.
Si impiegano prodotti per il lavaggio delle membrane, in modo da ripristinarne le migliori condizioni di funzionamento.