Tag: osmosi

  • Osmosi inversa a produzione diretta: attenzione al picco di pressione all’avviamento

    Osmosi inversa a produzione diretta: attenzione al picco di pressione all’avviamento

    Negli impianti ad osmosi inversa a produzione diretta, un punto critico non nasce durante il funzionamento normale, ma all’avviamento della pompa

    È proprio all’avviamento che il circuito raggiunge la pressione massima, anche se per un tempo molto breve, un frazione di secondo. Un aspetto spesso sottovalutato, ma fondamentale per l’affidabilità dell’impianto.

    Qui a seguire alcune indicazioni

    Perché la pressione è massima proprio all’avviamento

    Quando la pompa si avvia:

    • l’acqua è ferma
    • la portata è zero
    • il circuito è già in pressione

    In questa condizione tutta l’energia del motore della pompa si trasforma in pressione, perché non c’è ancora movimento dell’acqua che possa assorbirne una parte.

    Quando l’acqua inizia a scorrere, una parte dell’energia, si trasforma in energia cinetica ossia viene utilizzata per il movimento del fluido e la pressione si abbassa fino al valore di esercizio.
    Questo picco iniziale si verifica a ogni singola accensione.

    La regola pratica

    Nei picchi, la pressione da considerare non è solo quella di esercizio, ma quella di avviamento.
    Molti cedimenti nel tempo sono legati alla ripetizione dei picchi iniziali. Si formano microcricche che nel tempo lavorano, tecnicamente si dice che i componenti lavorano a fatica.

    La presenza di tubi in politetilene smorzano questo problema perchè in parte essendo elastici si dilatano il minino per assorbire il colpo. Mentre tutti gli altri compenti rigidi subiscono.

    Box tecnico – Spiegato semplice

    Avviamento
    Acqua ferma → tutta l’energia diventa pressione → pressione massima

    A regime
    L’acqua scorre → l’energia si divide → la pressione diminuisce

    Conclusione

    Negli impianti RO a produzione diretta, la fase più critica non è quando l’impianto lavora, ma quando parte. La scelta dei componenti deve necessariamente considerare questo aspetto. Ad esempio il diametro dei vessel è meglio tenerlo basso.

    Esempio il diametro interno di un vessel di una membrana 18/12 è circa 50 mm, mentre la 30/12 è circa 80 mm. Con una pressione di 10 bar nel primo caso abbiamo uno sfrorzo di circa 190 kg, mentre a pari pressione nel vessel 30/12 di 500 kg. I picchi arrivano anche a 60 bar, quindi rispettivamente 375 kg e 3 tonnellate !!!

    Negli impianti senza pompa il problema non si presenta, mentre negli impianti di frigogasatura la sovrapressione viene assorbita dal saturatore.

    Il By pass presente sulle pompe volumetriche ha una isteresi che gli impedisce di entrare in azione nel tempo utile

  • Il rilascio dei carboni, un problema sottovalutato

    Il rilascio dei carboni, un problema sottovalutato

    Il carbone che viene rilasciato dal filtro in fase di prima installazione o, peggio ancora, durante la sua azione nel tempo può creare seri problemi agli impianti di trattamento dell’acqua potabile.

    Microfiltrazione e rilascio di carbone attivo

    Se si tratta di un semplice filtro sottolavello collegato ad un rubinetto meccanico, il rilascio in fase iniziale pone pochi problemi, se non il fastidio di vedere in sospensione dei microgranuli di polvere di carbone. Se il rilascio avviene nel tempo, è indice di una scarsa qualità del sistema di filtrazione.

    Negli impianti più complessi dotati di organi elettromeccanici o di pompe, il rilascio di carbone dai filtri genera problemi tecnici di tenuta, con gocciolamenti o blocco degli organi di movimento.

    Nei frigogasatori, il rilascio di carbone è del tutto negativo per la carica batterica. Se la polvere di carbone entra nel saturatore vi rimane a lungo, creando un ottimo letto per la proliferazione batterica.

    Osmosi inversa e rilascio di carbone attivo

    Negli impianti ad osmosi inversa, la prefiltrazione a carboni attivi svolge diverse funzioni, la principale è quella di rimuovere il cloro presente nell’acqua di rete. Il cloro “brucia” le membrane in breve tempo (ecco perché non bisogna fare le sanificazioni degli impianti ad osmosi con prodotti a base di cloro).

    Quando si installa un nuovo impianto o si sostituiscono i filtri, grande cura deve essere posta per evitare che la polvere fine del carbone vada sulle membrane ed entri in circolo all’interno dell’impianto.

    La polvere tappa le membrane riducendo drasticamente la loro efficienza; nello stesso tempo i granelli possono ostruire elettrovalvole ed organi meccanici.

    In gergo si dice che i filtri debbano essere “scarbonati”, ossia sottoposti a un lavaggio preventivo prima di essere inseriti nell’impianto.

    La qualità del carbone ha la sua parte

    Se è vero che uno sbuffo di carbone è inevitabile, è anche vero che questo sbuffo deve essere transitorio.

    Il carbone attivo, a seconda dell’origine e del trattamento, ha qualità diverse. Se di origine vegetale, si deve preferire materiale in partenza fibroso e lavato acido. Il carbone attivo originato da una combustione controllata delle noci di cocco fornisce un buon prodotto che, se lavato acido, diminuisce ulteriormente il rilascio in fase di utilizzo.

    Per proteggere le membrane è bene inserire a valle del filtro di carbone granulare (GAC) un filtro a sedimenti. Leggi il nostro articolo.

    Negli impianti di spillatura, dove non è possibile fare uno spurgo, è fortemente consigliato far fluire acqua dal condotto dell’acqua a temperatura ambiente per impedire il deposito nel carbonatore. Il consiglio è di far fluire acqua senza interruzione per evitare depositi negli organi elettromeccanici.

  • Reverse osmosis with very hard water: strengths and special cases

    Reverse osmosis is a drastic water treatment, in fact osmotic membranes have the ability to remove up to 96% of the substances dissolved in water.

    It is a treatment that removes most of the dissolved salts, and intervenes effectively where the water is extremely rich in salts and there is a need to reduce them, whether they are harmful or simply in abundance.

    Where the presence of nitrates is high, the treatment with reverse osmosis is indicated, as it is indicated in areas where the PFAS rise

    Where the water is very hard due to the presence of calcium or magnesium carbonates, treating the water with reverse osmosis makes sense to meet the needs of drinking light.

    Be careful not to consider the homogeneous abatement capacity, which is capable of reducing all substances by the same percentage. Osmotic membranes do not always have the ability to stop all the substances dissolved in the water, one of those that “pierce” is the co2 present in the water in the form of carbonic acid

    A special case for reasoning

    We have recently been contacted by an installer with a particular case.

    The osmotic water was weakly sparkling. Having ascertained that there were no co2 addition systems downstream, we asked for the value of the inlet conductivity of the water. 1600 micro Siemens with a hardness over 50 ° F

    The mystery was soon explained, the membranes discard the carbonates and not the carbonic acid, where the water is rich in carbonates and is also rich in carbonic acid which is nothing but CO2 in solution in the water. In fact, it is the presence of carbonic acid that prevents limestone from precipitating, and if the carbonic acid evaporates, the limestone precipitates.

    In some cases the phenomenon is perceived with a metallic / bitter taste, in extreme cases, as a weak carbonation. When measuring the pH of the permeate, a very low value must be read (often below what is required by the legislation (pH 6.5), we will write later on the subject, this is an indication of the presence of Co2 in the water

    How to solve the problem

    By adjusting the mixing valve it is possible to mitigate the unpleasant perception, where this adjustment is not possible or sufficient it is necessary to “buffer” the presence of carbonic acid, using a filter with dolomitic calcite. We recommend that you insert an ultrafiltration to protect yourself from the risk of bacterial load.

    Very hard water, however, tends to ruin the treatment systems in an anticipated manner.

    The electromechanical and mechanical parts of a direct production osmosis plant suffer the wear and tear of time in an anticipated manner if it does not intervene with an effective pre-treatment. The use of filters to inhibit the precipitation of limestone upstream of the system are highly recommended.

  • Reverse osmosis systems with direct production, some construction choices

    In the domestic environment, the need of water treated with osmosis without accumulation has led to the development of direct production plants. The water is treated at the moment without accumulation. The choice of project must take into account various aspects linked to each other.

    • The effectiveness
    • The duration in time
    • System costs
    • Operating costs

    Finding the right balance point is not so obvious

    Membranes in series or in parallel?

    In the past, it was common to put the membranes in series. The waste from the first membrane was sent to the second, with the advantage of saving water. But the water saving was not sufficient to justify replacing the last membrane with a high frequency. This is because the wasted water left a large amount of deposit on the last membrane. The clogging of the membranes created: poor performances, a regulation of the conductivity that was not easy and the duration of the consumable parts was limited in time.

    Even using three membranes, of which the last received the waste of the first two, did not resolve the issues, (even if the production of permeate was much higher)

    The membranes in parallel meet the requirement of working in a homogeneous way, with the replacement of both in the same period.

    Today are used 1812 or 2012 membranes, their duration depends on the use, the quality of the incoming water and the construction choices. Membranes must always remain as much as possible without surface deposit. To work well and last over time, the membrane is “water hungry”. A ratio of 1 to 2, i.e. one liter of permeate every two discarded, is the threshold beyond which it is good not to go.

    The operating pressure that regulates the flow rate cannot exceed for two reasons: if we slow down the waste, the deposits increase, and at the same time we strain the system components, the vessels

    Single membrane or two membranes in parallel?

    Today the plants work with membranes for a capacity that varies between 300 and 400 GPD (4bar 20 ° C), with an hourly production that varies between 90 and 110 liters per hour (always in the absence of recirculation).

    The difference between the use of a single membrane 3012 of 300, 400 or even 500 GPD and the pair of two membranes of 150-200 GPD lies in two factors: the surface of the closure cap of the vessel and the internal flow rate.

    At 9 bar the thrust on the cap of the 1812 is about 190 kg while at the same pressure the thrust on the cap of the 3012 is more than double 420 kg. The component is much more stressed and at risk of breaking.

    Another aspect that should not be underestimated is the internal speed of the water on the membrane, it is inversely proportional to the square of the radius. The more the diameter increases, the slower the water flows. In membranes 3012, the operating pressure cannot be pushed upwards and at the same time the concentrated waste ratio must drop to ensure a sufficient speed for surface self-cleaning. The more membranes increase in diameter, the more they are ‘hungry for water’ for the same production.

  • L’osmosi inversa ferma i Virus ?

    Una leggenda metropolitana dura a morire sostiene che l’impianto ad osmosi inversa sarebbe una barriera meccanica capace di fermare particelle con grandezza nell’ordine di 20 miliardesimo di metro, ossia per  tutte le sostenza,  compresi quindi i microrganismi, con dimensione maggiore della porosità della membrana.

    La membrana dell’impianto ad osmosi in effetti ha la capacità di fermare i microrganismi, dai batteri di dimensione micrometrica, sino ai virus di dimensione nano metrica.  Il prefisso micro  indica una riduzione di un milione di volte più piccolo del metro, mentre il prefisso nano  indica una riduzione nell’ordine del miliardesimo.

    Membrana ed impianto ad osmosi inversa sono però due cose distinte.  Se è vero che la membrana ha la capacità di fermare anche i virus (come l’ultra filtrazione e la nano filtrazione del resto)  non è sempre vero che l’impianto non è una barriera assoluta ed esistono dei punti critici da tener presente.

    Impianto ad osmosi inversa e regime di funzionamento

    Negli impiati idraulici il regime di funzionamento può essere transitorio o permanente. Nel primo caso si tratta di un utilizzo temporaneo o comunque non stabile in cui portata e pressione cambiano nel tempo, mentre il regime permanente presuppone una pressione ed una portata costanti nel tempo.    Il regime permanente è quello più semplice da analizzare nei fattori di rsichio, mentre il regime termporaneo pone diverse questioni.

    In questo schema si vede in maniera chiara come è strutturata una membrana ad osmosi inversa per impiant domestici

    Nella parte cerchiata di verde  sono evidenziati gl OR, ossia le guarnizionidi tenuta, che servono da calzamento della membrana nel suo vessel.

    Se è vero che la membrana ha una tollerranza di 0.00002 mm, nel caso di queste guarnizioni siamo nell’ordine di 0,1 mm.

    Finchè il regime è permanente, con portata abbondante, il fatto che ci sia  un mini falla,  questa ha poca importanza, l’acqua prodotta è del tutto sana.

    Il problema si pone quando il regime è temporaneo e ci sono lunghi fermi macchina. Attraverso questa “falla” passano oltre la membrana eventuali microrganismi presenti.

    Accoppiamento Vessel – Membrana

    Questo è uno dei punti critici, che associato a prefiltri di bassa qualità porta alla proliferazione batterica a valle della-delle membrane.

    Accoppiamento vessel membrana

    Per ridurre questo fattore di rischio, oltre alla buona qualità dei vessel raccomandiamo l’utilizzo di prefiltrazione di buona qualità con adittivi antimicrobici come ad esempio i sali d’argento.

    La mancanza di valvola di non ritorno sullo scarto, pone problemi di retrocontaminazione che se associatio ad un regime transitorio può diventare serio. (abbiamo studiato dei connettori con UV C LED come firewall sullo scarto)

     

     

     

     

     

  • Osmosi inversa e fenomeni di retrocontaminazione di carica batterica

    Gli impianti di trattamento dell’acqua potabile, osmosi inversa compresa, rimuovono il cloro presente nell’acqua di rete rendendola esposta alla crescita di carica batterica e di microrganismi in genere. E’ una questione di non poco conto, anzi in alcuni casi può essere una questione assai seria.

    Osmosi inversa e carica batterica: i punti critici per la retrocontaminazione

    La carica batterica, in assenza di clorocopertura, o comunque di una protezione specifica a temperatura ambiente di 22 °C, in acqua ferma e in presenza di alimenti, si duplica ogni 29 minuti. Notoriamente si indica nel rubinetto di erogazione la possibile intrusione della carica batterica che risale i condotti dell’impianto per poi annidarsi in tutte le zone dove l’acqua scorre poco o è addirittura ferma.

    Punti critici sono gli organi elettromeccanici come i pressostati, le valvole di erogazione o anche i semplici raccordi rapidi. Proprio per questo gli impianti costruiti con competenza, presentano il minimo possibile di punti critici a valle delle membrane. Il mito della membrana come barriera assoluta contro batteri e virus e microrganismi in generale deve essere comunque sfatata. Se è vero che il film di cui è costituita la membrana ha una porosità sotto i 20 miliardesimi di millimetro ed è quindi una barriera efficace, è anche vero che Vessel, tenute, ed OR non hanno lo stesso grado di affidamento.

    Spesso l’acqua osmotizzata viene miscelata con parte dell’acqua in ingresso, filtrata oppure direttamente dall’acquedotto. Questa pratica serve a correggere un residuo fisso a volte troppo basso e non adatto per un acqua destinata al consumo umano. Anche in questo caso i filtri possono essere oggetto ci retrocontaminazione, soprattutto se di cattiva qualità.

    Ci interessa qui porre l’attenzione su un aspetto molto delicato e allo stesso tempo poco preso in considerazione: lo scarico dell’acqua di scarto nella rete fognaria. La normativa attuale, che di fatto non è più un regolamento tecnico, impone comunque la presenza di una valvola di non ritorno sul tubo di scarico, proprio per impedire una possibile e grave contaminazione attraverso lo scarico.

    E’ vero che le membrane fanno da barriera, ma vale quanto detto poc’anzi. Le valvole di non ritorno sono comunque deboli e non rappresentano certo una barriera efficace contro la retrocontaminazione. Di fatto è il continuo lavaggio dei condotti dall’acqua di scarto che tiene pulito e impedisce  fenomeni di contaminazione. Ci teniamo a sottolineare che nel caso l’acqua di scarto sia miscelata al permeato (come ci è capitato di vedere in alcuni impianti !!!!) il rischio di contaminazione batterica  è elevato.

    Abbiamo applicato la nostra tecnologia UV LED agli impianti ad osmosi inversa per ridurre il rischio di retrocontaminazione.

    Dettaglio Uv led in uscita permeato
    Dettaglio dell’uscita permeato e scarto

    L’uscita del permeato è oggi protetta da un firewall che impedisce il passaggio “lento” di un’eventuale contaminazione batterica.  I Led emettono luce UV nello spettro C ad una lunghezza intorno ai 260 nm con una potenza irradiante di 1 watt.

    L’uscita dello scarto è anch’essa protetta con la stessa tecnologia. Le boccole sono in Teflon (PTFE neutro) in quanto uno dei pochi materiali non fragile e permeabile alla luce UV.

    La luce UV led è fredda, l’acqua non si scalda e non ci sono rischi di alterazione del sapore.

    La durata di vita dei led è di 6 anni, la manutenzione e la loro sostituzione è semplicissima.

    Non si tratta di rivoluzione ma sicuramente di un passo avanti nel realizzare impianti sempre più sicuri con le protezioni necessarie verso rischi e punti deboli delle apparecchiature.

    I test che abbiamo condotto sui nostri dispositivi UV LED hanno dimostrato la loro efficacia nel creare un firewall  contro i fenomeni di retrocontaminazione attraverso i tubi  dell’acqua (pieni o vuoti che essi siano).

    Per maggiori informazioni sulla nostra tecnologia UV spider  rimandiamo ad articoli specifici o alla pagina prodotto