Perché il sistema ad osmosi inversa deve “aggiungere alcali”?

Introduzione

Nel funzionamento quotidiano e nella manutenzione di osmosi inversa sistemi di trattamento dell'acqua, l'aggiunta di alcali all'acqua di alimentazione è un compito frequente. Tuttavia, molte persone si chiedono: qual è lo scopo dell’aggiunta di alcali? Come possiamo evitare l'intasamento della membrana e garantire la stabilità del sistema? Oggi spiegheremo la logica fondamentale e gli aspetti operativi chiave dell'aggiunta di alcali all'acqua di alimentazione dell'osmosi inversa.

Perché aggiungiamo gli alcali all'acqua?

L'obiettivo principale dell'aggiunta di alcali è controllare con precisione il pH influente tra 8,0 e 8,5. All’interno di questo intervallo si ottengono due vantaggi chiave:

Prevenire la scala: Le membrane ad osmosi inversa sono vulnerabili alle incrostazioni di carbonato di calcio. Quando il valore del pH è inferiore a 8,0, gli ioni di calcio e magnesio nell'acqua si combinano facilmente con gli ioni carbonato per formare incrostazioni dure sulla superficie della membrana, con conseguente diminuzione della produzione di acqua e un forte calo del tasso di desalinizzazione. La regolazione del pH su 8,0-8,5 inibisce efficacemente la precipitazione del carbonato di calcio, riducendo l'incrostazione della membrana alla fonte.

Migliorare l'efficienza: Questo intervallo di pH migliora la ritenzione della sostanza organica da parte della membrana (come acido umico e colloidi) nell'acqua riducendo al contempo l'adsorbimento di alcuni contaminanti sulla membrana, estendendo indirettamente la durata della membrana.

Chiave per il funzionamento pratico: scegliere il reagente giusto e controllare i parametri

Come scegliere un agente di dosaggio alcalino? Confronto tra due opzioni tradizionali

Idrossido di sodio (NaOH): L'agente preferito. Regola efficacemente il pH, si dissolve rapidamente e non introduce ioni incrostanti come calcio e magnesio. Il rischio di contaminazione della membrana secondaria è estremamente basso, il che lo rende adatto a scenari di qualità dell'acqua.

Carbonato di sodio (Na₂CO₃): Un'opzione secondaria. Oltre a regolare il pH, reagisce con gli ioni calcio e magnesio presenti nell'acqua formando precipitati di carbonato di calcio (che devono essere rimossi tramite un prefiltro). Questo è adatto per situazioni in cui la durezza dell'acqua in ingresso è leggermente elevata (ma non superiore allo standard), raggiungendo due obiettivi contemporaneamente.

Tre parametri fondamentali da tenere d'occhio

pH: Importanza! Monitoralo in tempo reale con un pHmetro online. Se scende sotto 8,0 o sale sopra 8,5, regolare immediatamente la pompa dosatrice. Un valore inferiore a 8,0 è soggetto a incrostazioni, mentre un valore superiore a 8,5 può accelerare l'idrolisi e l'invecchiamento della membrana, aumentando il consumo energetico del sistema.

Dosaggio: Non esiste uno standard fisso. Deve essere calcolato in base al pH e alla durezza dell'acqua grezza. (Ad esempio, il dosaggio per l'acqua non depurata con un pH di 7,0 e una durezza di 150 mg/L differirà in modo significativo da quello dell'acqua non depurata con un pH di 6,5 e una durezza di 250 mg/L.) Il dosaggio manuale è severamente vietato. Si consiglia di utilizzare un pHmetro e una pompa dosatrice automatica per controllare le fluttuazioni.

Durezza influente: Se la durezza influente è >200 mg/L, la sola aggiunta di alcali non è sufficiente. È necessario utilizzare un inibitore delle incrostazioni insieme all'aggiunta di alcali per evitare che fini precipitati di carbonato di calcio aderiscano alla superficie della membrana.

Guida per evitare buche: se non presti attenzione a questi 3 punti, la membrana verrà presto rottamata

Il pretrattamento è essenziale

Se dopo l'aggiunta di alcali si formano precipitati fini nell'acqua (soprattutto quando si utilizza carbonato di sodio), è necessario filtrarli attraverso un filtro da 5 μm. In caso contrario, i precipitati entreranno nel modulo membrana e ostruiranno rapidamente i pori della membrana, provocando un improvviso aumento della pressione differenziale. Ispezionare regolarmente l'elemento filtrante e sostituirlo se sporco.

La diagnosi precoce e il trattamento precoce sono fondamentali per le incrostazioni della membrana

Un segno diretto di un'aggiunta impropria di alcali è il ridimensionamento della membrana. Prestare attenzione se si verificano le seguenti condizioni:

La resa idrica diminuisce di oltre il 10% rispetto al normale;

La pressione differenziale del sistema (acqua di alimentazione - acqua di scarico) aumenta di oltre il 20%;

Diminuzione significativa del rifiuto del sale.

In tal caso, spegnere immediatamente il sistema ed eseguire una pulizia chimica con una soluzione di acido citrico (1%-2%) per evitare che il calcare si indurisca e diventi inamovibile.

Controllare in anticipo la compatibilità chimica

Le sostanze chimiche alcaline non devono entrare in conflitto con i flocculanti di pretrattamento, i biocidi o altri agenti. Ad esempio, la miscelazione di alcuni flocculanti cationici con idrossido di sodio può produrre precipitati flocculanti, che possono contaminare la membrana. Prima di aggiungere alcali, consultare le istruzioni della sostanza chimica o condurre un piccolo test per confermare la compatibilità prima della messa in servizio.

Sommario

L'aggiunta di alcali all'acqua di alimentazione ad osmosi inversa non è un esercizio di "addizione casuale"; richiede un controllo preciso. La scelta della sostanza chimica giusta, il controllo del pH e l'esecuzione del pretrattamento sono fondamentali per prevenire la formazione di incrostazioni, proteggere la membrana e garantire un funzionamento stabile del sistema a lungo termine.