Come purificare l'acqua senza usare filtri ad osmosi inversa?
L'acqua è una risorsa essenziale per la sopravvivenza umana, ma con l'intensificarsi dell'inquinamento ambientale aumentano anche i tipi e le concentrazioni di inquinanti nelle fonti idriche.Tecnologia dell'osmosi inversa (RO), come mezzo efficiente di purificazione dell'acqua, è stato ampiamente utilizzato nel trattamento dell'acqua potabile e industriale. Tuttavia, l'osmosi inversa non è l'unico modo per purificare l'acqua.
In molti casi, in base alle diverse esigenze, anche l'uso di altri tipi di filtri può raggiungere un'efficace purificazione dell'acqua. Questo articolo esplorerà le soluzioni fattibili per la purificazione dell'acqua senza la tecnologia dell'osmosi inversa e le varie tecnologie di filtrazione su cui si basa.
Quali sono le tecnologie più diffuse di filtrazione dell'acqua senza osmosi inversa?
1. Filtrazione a carbone attivo:
La filtrazione a carbone attivo è una delle tecnologie di trattamento dell'acqua non a osmosi inversa più ampiamente utilizzate, specialmente nei distributori d'acqua domestici e nelle caraffe filtranti. Il carbone attivo ha una forte capacità di adsorbimento e può rimuovere materia organica, cloro residuo, odore e alcuni metalli pesanti dall'acqua. Il nucleo del filtro a carbone attivo risiede nella struttura microporosa del carbone attivo, che fornisce un'ampia superficie, in modo che le sostanze chimiche disciolte e il particolato nell'acqua possano essere catturati efficacemente.
Il processo di purificazione della filtrazione a carbone attivo comprende due fasi: adsorbimento e riduzione catalitica. Innanzitutto, quando l'acqua scorre attraverso il filtro a carbone attivo, la materia organica, il cloro residuo e altri inquinanti vengono adsorbiti sulla superficie del carbone attivo. Successivamente, il carbone attivo può anche convertire alcune sostanze nocive (come il cloro) in sostanze innocue attraverso un processo di riduzione catalitica. Sebbene la filtrazione a carbone attivo non possa rimuovere completamente tutti i solidi disciolti o i batteri nell'acqua, funziona bene nel migliorare il sapore dell'acqua, rimuovere gli odori e ridurre gli inquinanti organici.
2. Filtrazione meccanica:
La filtrazione meccanica è il metodo di purificazione dell'acqua più elementare, che viene solitamente utilizzato per rimuovere particelle di grandi dimensioni come particelle sospese, limo, ruggine e altre impurità nell'acqua. I filtri meccanici generalmente utilizzano schermi filtranti o elementi filtranti di diverse precisioni per intercettare fisicamente le impurità nell'acqua. La precisione di filtrazione di questo tipo di filtro può essere regolata in base alle esigenze e la precisione di filtrazione comune varia da 1 micron a decine di micron.
I filtri meccanici sono solitamente divisi in molti tipi, tra cui filtri a sabbia, elementi filtranti in fibra, elementi filtranti in ceramica, ecc. I filtri a sabbia sono solitamente utilizzati per trattare grandi fonti d'acqua, come l'acqua delle piscine o l'acqua industriale di grandi dimensioni. Gli elementi filtranti in ceramica sono utilizzati principalmente per la filtrazione dell'acqua potabile domestica. Possono non solo rimuovere le impurità particellari, ma anche bloccare efficacemente alcuni batteri.
3. Disinfezione UV:
La tecnologia di disinfezione UV non si basa sulla filtrazione fisica, ma utilizza l'elevata energia dei raggi ultravioletti per distruggere la struttura del DNA dei microrganismi nell'acqua per ottenere l'effetto di sterilizzazione e disinfezione. I filtri UV sono solitamente utilizzati per rimuovere batteri, virus e altri microrganismi nell'acqua senza influenzare il contenuto minerale nell'acqua.
I sistemi di disinfezione UV sono solitamente installati nella fase finale del trattamento dell'acqua perché hanno elevati requisiti di torbidità e trasparenza della qualità dell'acqua. Le particelle nell'acqua possono schermare i raggi ultravioletti, influenzando così l'effetto di disinfezione. Pertanto, l'acqua solitamente deve essere sottoposta a filtrazione meccanica e ad altre fasi di pretrattamento prima di utilizzare la disinfezione UV.
4. Scambio ionico:
La tecnologia a scambio ionico è spesso utilizzata per addolcire l'acqua dura. Riduce la durezza dell'acqua scambiando ioni di calcio e magnesio nell'acqua, prevenendo così la formazione di calcare in tubi e apparecchiature. La resina a scambio ionico è un materiale che può subire reazioni di scambio ionico. Assorbe ioni di calcio e magnesio nell'acqua e rilascia una quantità uguale di ioni di sodio.
Sebbene la tecnologia di scambio ionico sia molto efficace nel ridurre la durezza dell'acqua, non può rimuovere inquinanti organici, batteri o solidi disciolti nell'acqua. Pertanto, lo scambio ionico è solitamente utilizzato come collegamento nel sistema di trattamento dell'acqua in combinazione con altre tecnologie di filtrazione.
5. Tecnologia di ultrafiltrazione:
L'ultrafiltrazione è una tecnologia di separazione a membrana a pressione che si colloca tra l'osmosi inversa e la microfiltrazione. La dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione è solitamente compresa tra 0,01 e 0,1 micron, il che può rimuovere particelle sospese, batteri, virus e alcune sostanze organiche nell'acqua. A differenza dell'osmosi inversa, l'ultrafiltrazione non rimuove i minerali disciolti nell'acqua, quindi l'acqua trattata solitamente ha un sapore migliore.
Sistemi di ultrafiltrazionesono comunemente utilizzati per il trattamento dell'acqua potabile domestica, della produzione di bevande e dell'acqua farmaceutica. I suoi vantaggi sono il basso consumo energetico, l'elevata efficienza di trattamento e la lunga durata della membrana. Sebbene l'ultrafiltrazione non possa rimuovere tutti gli inquinanti come l'osmosi inversa, nella maggior parte dei casi è sufficiente a soddisfare il fabbisogno idrico giornaliero.
6. Distillazione:
La distillazione è un antico ed efficace metodo di purificazione dell'acqua che utilizza il processo di evaporazione e condensazione dell'acqua per separare le impurità dall'acqua. Durante il processo di distillazione, l'acqua viene riscaldata fino all'ebollizione, il vapore acqueo sale e si condensa in acqua pura, e i sali, i minerali e la maggior parte della materia organica nell'acqua grezza rimangono nel riscaldatore.
La distillazione può rimuovere efficacemente la maggior parte degli inquinanti presenti nell'acqua, tra cui batteri, virus, metalli pesanti e solidi disciolti. Tuttavia, a causa del dispendio di tempo e dell'elevato consumo energetico del processo di distillazione, è più adatta all'uso in laboratori, istituzioni mediche o situazioni di emergenza, piuttosto che al trattamento giornaliero delle acque su larga scala.
Come scegliere un filtro a osmosi non inversa?
Sebbene i sistemi a osmosi inversa siano molto apprezzati per le loro capacità di filtrazione ad alta efficienza, non tutte le esigenze di trattamento dell'acqua devono basarsi sulla tecnologia a osmosi inversa. In base alle caratteristiche della qualità dell'acqua della fonte idrica, ai requisiti di trattamento e alle considerazioni economiche, anche la scelta di un filtro non a osmosi inversa adatto è una soluzione efficace per il trattamento dell'acqua.
In termini di trattamento dell'acqua potabile domestica, se la durezza dell'acqua del rubinetto è moderata e non vi sono eccessivi solidi disciolti o inquinamento da metalli pesanti, i filtri a carbone attivo e le apparecchiature di ultrafiltrazione sono sufficienti per soddisfare le esigenze quotidiane. Tali filtri possono non solo migliorare il sapore dell'acqua, ma anche rimuovere cloro residuo, odore e la maggior parte delle sostanze nocive. Se l'acqua domestica contiene un'elevata durezza, puoi anche prendere in considerazione l'aggiunta di un dispositivo di scambio ionico per ridurre la formazione di calcare.
Per l'acqua industriale, in particolare per l'acqua che deve essere addolcita, gli scambiatori ionici sono apparecchiature indispensabili. Se nell'acqua sono presenti molte impurità, sono essenziali anche dispositivi di filtrazione meccanica e ultrafiltrazione. Inoltre, per prevenire l'influenza dei microrganismi sui prodotti o sulle apparecchiature di produzione, i sistemi di disinfezione ultravioletta sono comunemente utilizzati anche nel trattamento delle acque industriali.
I filtri portatili a carbone attivo e gli sterilizzatori a raggi ultravioletti sono attrezzature comunemente utilizzate nelle spedizioni all'aperto o nelle emergenze. I filtri portatili a carbone attivo sono piccoli e leggeri, adatti all'uso all'aperto, mentre gli sterilizzatori a raggi ultravioletti possono trattare rapidamente ed efficacemente i microrganismi nell'acqua per farla raggiungere gli standard di potabilità.
Quali sono i vantaggi e i limiti dei filtri non a osmosi inversa?
Sebbene i filtri non a osmosi inversa funzionino bene nel trattamento dell'acqua, non sono superiori ai sistemi a osmosi inversa in tutti i casi. Pertanto, comprendere i vantaggi e i limiti di queste tecnologie di filtrazione è fondamentale per la corretta selezione e utilizzo delle apparecchiature per il trattamento dell'acqua.
1. Vantaggi:
● Basso consumo energetico: la maggior parte dei filtri non a osmosi inversa (come i filtri a carbone attivo e i filtri meccanici) hanno un basso consumo energetico e costi operativi relativamente bassi, il che li rende adatti per un utilizzo a lungo termine.
● Elevata velocità di elaborazione: i filtri a osmosi non inversa solitamente hanno un'elevata velocità di elaborazione, soprattutto quando non è richiesta una filtrazione ad alta precisione, e possono soddisfare rapidamente grandi esigenze idriche.
● Manutenzione semplice: la maggior parte dei filtri non a osmosi inversa ha una struttura semplice ed è relativamente facile da manutenere. Gli utenti devono solo sostituire l'elemento filtrante o pulire regolarmente l'apparecchiatura.
2. Limitazioni:
● Impossibilità di rimuovere i solidi disciolti: i filtri non a osmosi inversa hanno difficoltà a rimuovere i sali disciolti, i metalli pesanti e alcuni inquinanti organici nell'acqua e l'effetto del trattamento è limitato.
● Elevati requisiti di qualità dell'acqua: alcune tecnologie (come la disinfezione ultravioletta e l'ultrafiltrazione) hanno elevati requisiti per la qualità dell'acqua in ingresso. Se la qualità dell'acqua è troppo scarsa, l'effetto di filtrazione potrebbe essere influenzato.
● Requisiti di trattamento multistadio: per raggiungere gli standard ideali di qualità dell'acqua, i filtri non a osmosi inversa richiedono solitamente un'azione combinata multistadio, il che aumenta la complessità e il costo del sistema.
