ITUA20164377A1 - Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione - Google Patents
Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione Download PDFInfo
- Publication number
- ITUA20164377A1 ITUA20164377A1 ITUA2016A004377A ITUA20164377A ITUA20164377A1 IT UA20164377 A1 ITUA20164377 A1 IT UA20164377A1 IT UA2016A004377 A ITUA2016A004377 A IT UA2016A004377A IT UA20164377 A ITUA20164377 A IT UA20164377A IT UA20164377 A1 ITUA20164377 A1 IT UA20164377A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- water
- ultrafiltration
- unit
- flow
- permeate
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 52
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 title claims description 42
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 7
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 32
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 26
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 18
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 9
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 9
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 6
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000036541 health Effects 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 229910052620 chrysotile Inorganic materials 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- ULEFFCDROVNTRO-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;disodium;dihydroxy(oxo)silane;iron(3+) Chemical compound [Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Fe+3].[Fe+3].O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O.O[Si](O)=O ULEFFCDROVNTRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;hydroxy(trioxido)silane;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])([O-])[O-].O[Si]([O-])([O-])[O-] CWBIFDGMOSWLRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 229910052612 amphibole Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 229910052610 inosilicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 208000018522 Gastrointestinal disease Diseases 0.000 description 1
- 208000008839 Kidney Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 229910052891 actinolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052885 anthophyllite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 208000014018 liver neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002366 mineral element Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 229910052889 tremolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/145—Ultrafiltration
- B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/16—Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2607—Application of a magnetic field
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/48—Mechanisms for switching between regular separation operations and washing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/50—Specific extra tanks
- B01D2313/501—Permeate storage tanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/04—Backflushing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/481—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/14—Maintenance of water treatment installations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
DISPOSITIVO E PROCESSO DI PURIFICAZIONE DELL’ACQUA MEDIANTE NANO E ULTRAFILTRAZIONE
DESCRIZIONE
Settore tecnico
La presente invenzione riguarda un sistema per la filtrazione di acqua, ad esempio acque potabili, industriali, derivanti da bonifiche da amianto e dai fluidi in genere, che contengono sostanze inquinanti, micro e nano organismi al di sopra dei 0,005 micron (5 nm).
Stato dell’arte
E’ noto che l’acqua può contenere diverse specie di inquinanti, ad esempio sostanze chimiche pericolose, microorganismi (tali come batteri,parassiti, protozoi, virus) e particolati come ad esempio l’amianto. La ricerca delle fibre di amianto nelle acque é un’analisi relativamente diffusa sia a livello nazionale che internazionale. La contaminazione da fibre di amianto nelle acque può essere di origine sia naturale che antropica. La presenza di inquinamento naturale delle sorgenti è legata alle caratteristiche geologiche locali, mentre l’inquinamento antropico, nelle acque, è dovuto principalmente alla presenza di una vasta rete di condutture in cemento-amianto. Amianto, è il nome commerciale attribuito ad alcuni minerali naturali a struttura microcristallina e di aspetto fibroso appartenenti alla classe chimica dei silicati. In questa definizione sono contenuti almeno trenta minerali, ma solamente sei hanno avuto importanza tecnologica e commerciale e ad essi si fa riferimento nella normativa italiana quando si parla di amianto. Questi fanno parte di due diversi gruppi mineralogici di silicati:
- fillosilicati;
- inosilicati.
Infatti, esistono:
A) l’amianto di serpentino (che appartiene ai fillosilicati): Crisotilo;
B) gli amianti di anfibolo (che appartengono agli inosilicati): Amosite, Crocidolite, Tremolite, Antofillite, Actinolite.
Da notare che fra tutti questi il Crisotilo rappresenta più dell’80% dell’intero mercato, mentre fra gli amianti d’anfibolo solamente la Crocidolite e l’Amosite hanno avuto importanza industriale.
L’amianto si trova in natura in vene e fasci di fibre nelle litoclasi o all’interno della roccia madre. E’ presente naturalmente in molte parti del globo terrestre e si ottiene facilmente dalla roccia madre dopo macinazione e arricchimento, in genere, in miniere a cielo aperto.
L’amianto possiede peculiari caratteristiche quali:
- alta resistenza al calore, all’azione di agenti chimici e biologici, all’abrasione e all’usura; buone caratteristiche di frizione;
- una notevole resistenza meccanica associata ad un’alta flessibilità dovute alla sua struttura fibrosa;
- la possibilità, unica fra le fibre mineralogiche, di poter essere tessute essendo facilmente filabili;
- le capacità fonoassorbenti (nei confronti di vibrazioni e suoni) e termoisolanti ed anche isolanti nei confronti dell’elettricità; un alto potere adsorbente;
- la possibilità di legarsi facilmente con materiali da costruzione (calce, gesso, cemento) e con alcuni polimeri (gomma, PVC);
- la facilità con cui si può lavorare e applicare.
Per anni è stato considerato un materiale estremamente versatile a basso costo, con estese e svariate applicazioni industriali, edilizie e in prodotti di consumo.
La consistenza fibrosa è alla base delle proprietà tecnologiche, ma anche delle proprietà di rischio essendo essa una causa di gravi patologie a carico prevalentemente dell’apparato respiratorio. La pericolosità consiste nel fatto che questi minerali hanno la capacità di dividersi longitudinalmente in lunghe e sottilissime fibre, impropriamente dette fibrille, che possono essere rilasciate nell’ambiente circostante e quindi essere potenzialmente inalabili o ingerite.
I materiali contenente amianto (MCA), incluse le tubazioni in cemento amianto che hanno un contenuto di amianto ≥ 15%, di per se non comportano un rischio per la salute. La pericolosità infatti è funzione della loro attitudine a disperdere fibre libere di amianto nell’aria e nell’acqua. Fibre che possono essere introdotte nell’organismo umano per le vie respiratorie e per ingestione.
Da questo punto di vista i materiali si possono suddividere in due categorie:
FRIABILI: materiali che possono essere facilmente sbriciolati o ridotti in polvere anche con la semplice pressione manuale
COMPATTI: materiali che possono essere sbriciolati o ridotti in polvere solo con l’impiego di attrezzi meccanici (dischi abrasivi, frese, trapani, ecc.).
I materiali friabili sono molto pericolosi perché quando vengono manipolati o sono anche semplicemente sottoposti a urti, vibrazioni, correnti d’aria possono rilasciare fibre libere in aria.
I materiali compatti, (pavimenti in vinil amianto, lastre in cemento amianto materiali antiusura, tubi, ecc.) generalmente rappresentano un rischio limitatamente al fatto che le fibre si liberano a seguito di lavorazioni quali il taglio, la molatura, la foratura o azioni meccaniche che determinano rotture o abrasioni oltre che dallo stato di usura.
I rivestimenti a spruzzo e il materiale d’isolamento delle tubazioni, le carte e i cartoni, le funi e i tessuti sono materiali friabili.
I prodotti in cemento amianto in buone condizioni sono materiali compatti, mentre se sono molto deteriorati possono diventare friabili.
Alcuni studi hanno dimostrato che esiste una contaminazione di fibre di amianto nelle acque dovuto sia a un inquinamento naturale delle sorgenti legato alle formazioni geologiche locali, sia a un inquinamento dovuto alla presenza di una vasta rete idrica di condutture in cemento-amianto. E con l’invecchiamento si osserva un aumento di fibre liberate.
Il principale riferimento internazionale in materia di pericolosità delle fibre di amianto nell’acqua potabile e costituito dalle Linee guida sulla qualità per l’acqua potabile dell’Organizzazione mondiale della sanità (Oms).
La letteratura scientifica è ricca di articoli che dimostrano la correlazione tra esposizione ad amianto per inalazione e patologie, più o meno gravi, soprattutto a livello delle vie aeree e polmonari.
Sono anche noti lavori scientifici pubblicati soprattutto nel decennio 1980/1990, che considerano la possibilità che l’amianto ingerito, ad esempio mediante acqua potabile, possa provocare patologie al livello gastroenterico. Molti di questi studi, specialmente quelli più recenti, hanno trovato una forte correlazione tra amianto ingerito, rilasciato dalle condutture in cemento amianto, ed alcune patologie quali cancro allo stomaco, al colon/colon retto, al fegato, ai reni.
A causa dello scarso rigore scientifico, talvolta mostrato da alcuni di questi studi, l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel 1994 è arrivata ad affermare che non esisteva alcuna prova seria che l’ingestione di amianto fosse pericolosa per la salute.
Non è stato ritenuto utile, pertanto, stabilire un valore guida fondato su considerazioni di natura sanitaria, per la presenza di questa sostanza nell’acqua potabile.
La riduzione delle concentrazioni dei comuni inquinanti nell’acqua potabile avviene con sistemi che si inseriscono o nei punti di ingresso delle case o nei punti di utilizzo dell’acqua. Tali sistemi utilizzano o un’azione meccanica, attraverso dei filtri, o un’azione adsorbente (ad esempio nel caso di sostanze chimiche, particolati, virus, batteri) attraverso membrane. Tra queste, la tecnologia di ultrafiltrazione ha avuto notevoli progressi negli ultimi trent’anni. L’ultrafiltrazione non è solo usata specificatamente nella separazione di specie liquide, ma ha sempre più vaste applicazioni nel trattamento industriale delle acque. Questa tecnologia può essere usata come pretrattamento nella dissalazione e nella produzione di acqua pura ed ultrapura per garantire elevate performances all’osmosi inversa e stabilità a lungo tempo delle acque.
L’ultrafiltrazione, dato che rimuove impurità quali materiali in sospensione (compreso l’amianto), colloidi e batteri, e che mantiene gli elementi minerali che sono utili al consumo umano, trova larga applicazione nella produzione di bevande e acque minerali. Le membrane di ultrafiltrazione nella tecnologia delle membrane devono le loro proprietà alla struttura anisotropa porosa. Basata sulla teoria del setaccio meccanico, l’ultrafiltrazione utilizza la differente pressione sui due lati della membrana per separare la parte liquida. La pressione normalmente applicata è di 0,03 e 0,6 MPa; i diametri medi dei pori variano dagli 0,005 allo 0,1 microns; il peso molecolare medio del trattenuto varia dai 1.000 ai 500.000 Dalton (1Da≈1,67*10-27 kg).
Sistemi che utilizzano membrane per ultrafiltrazione, in ambito domestico e in ambito europeo, sono raramente utilizzati. Maggiore diffusione in ambito domestico delle membrane di ultrafiltrazione è avvenuto negli USA soprattutto per il trattamento di acqua di pozzo per rendere potabile l’acqua eliminando eventuali virus, batteri e solidi sospesi.
Sistemi di ultrafiltrazione attualmente presenti sul mercato, in ambito domestico, utilizzano membrane polimeriche e prevede un lavaggio automatico delle stesse con lo scarico diretto degli inquinanti negli scarichi urbani.
Una delle maggiori problematiche di questi noti sistemi è la deposizione di calcare sulle pareti che nel tempo potrebbe ridurne le prestazioni delle membrane specie se il sistema rimane inattivo per alcuni giorni.
Scopo dell’Invenzione
Forma pertanto un primo scopo della presente invenzione la ideazione di un dispositivo ed un processo di purificazione dell’acqua che risolva gli inconvenienti dei sistemi di tipo noto.
Sommario dell’Invenzione
A tali scopi si è pervenuti con un dispositivo ed un processo di purificazione secondo almeno una delle rivendicazioni allegate, che preveda una fase di ultrafiltrazione dell’acqua mediante membrane ed un accumulo in un polmone di una quantità di permeato ultra filtrato, che periodicamente viene utilizzato per eseguire il lavaggio in controcorrente della membrana, creando così un flusso di acqua di lavaggio che prima dello scarico può essere sottoposta ad una ulteriore ultrafiltrazione.
Un primo vantaggio consiste essenzialmente nel fatto che il dispositivo dell’invenzione presenta una elevata efficienza di filtraggio e durata nel tempo, con interventi limitati di manutenzione e senza necessità di energia elettrica di rete.
Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che gli inquinanti trattenuti dalla ulteriore membrana di ultrafiltrazione non ritornano nell’ambiente attraverso lo scarico ma restano all’interno del sistema di purificazione.
Un ulteriore vantaggio consiste nel fatto che si evita il deposito di calcare sia sulla superficie delle membrane e sia sulle utenze della casa a causa della conversione strutturale del carbonato di calcio in aragonite mediante l’utilizzo di un magnete posto sulla linea di ingresso dell’acqua.
Lista dei Disegni
Questi ed ulteriori vantaggi saranno meglio compresi da ogni tecnico del ramo dalla descrizione che segue e dagli annessi disegni, dati quale esempio non limitativo, nei quali:
- la fig.1 mostra schematicamente un forma realizzativa del dispositivo dell'invenzione;
- la fig.2 mostra il risultati di un test SEM-EDX su un campione di acqua non filtrata, con l’indicazione della presenza di particelle asbestiformi;
- la fig.3 mostra il risultato del test SEM-EDX su un campione di acqua filtrata con un dispositivo ed un processo secondo l’invenzione.
Descrizione dettagliata dell’Invenzione
Con riferimento ai disegni allegati, è descritto un dispositivo di purificazione dell’acqua secondo l’invenzione.
Nella forma realizzativa preferita qui descritta, il dispositivo comprendente una linea di alimentazione 2 di acqua da purificare che immette in una unità di ultrafiltrazione 1, eventualmente tramite una unità di microfiltrazione 8 disposta a monte della unità di ultrafiltrazione 1 stessa.
Preferibilmente, l’unità di ultrafiltrazione 1 comprende una o più unità (nell’esempio descritto tre) moduli a membrana in ceramica nano porosa con un grado di filtrazione da 0,005 micron (5 nm) a 0,1 micron (100 nm) adatta per alimenti e in grado di eliminare dall’acqua particelle di amianto, microorganismi e nano/micro particelle in genere.
In una possibile alternativa, la membrana potrà essere una membrana polimerica.
L’acqua da purificare attraversa l’unità di purificazione e crea un flusso f1 di permeato pulito 4 che alimenta un polmone 6 ed una utenza di acqua purificata 11.
Secondo l’invenzione, il dispositivo comprende una valvola temporizzata 5 disposta su una linea 9 di scarico di acqua di lavaggio e di concentrato 3 uscente dalla unità di ultra filtrazione, che nell’uso può passare con cadenza predeterminabile da una configurazione chiusa in cui il permeato fluisce verso il polmone 6 e verso l’11, ad una configurazione aperta nella quale un contro flusso f2 di permeato può attraversare in successione l’unità di ultrafiltrazione 1 e la valvola temporizzata 5, effettuando un contro lavaggio della unità di ultrafiltrazione.
A valle della valvola 5, sulla linea 9 di scarico, è inoltre prevista una ulteriore unità di ultrafiltrazione 7 ed una uscita 10 dell’acqua di lavaggio.
Preferibilmente, anche l’unità di ultrafiltrazione 7 è una unità a membrana in ceramica (o polimerica) nano porosa del tipo sopra descritto.
Nell’esempio descritto, il dispositivo comprende inoltre un magnete permanente 8 associato alla linea di alimentazione 2 che ha lo scopo di indurre una conversione strutturale del carbonato di calcio in aragonite.
Con riferimento alla forma realizzativa illustrata, sono inoltre previste valvole di intercettazione 12 disposte per abilitare o inibire un flusso di acqua da e verso le linee di immissione e di uscita del dispositivo e linee di campionamento 15 provviste di ulteriori valvole di intercettazione 14, per prelevare un flusso di acqua o misurare la portata del flusso di acqua a monte e/o a valle della unità di ultrafiltrazione.
Nel funzionamento, l’acqua proveniente dalla rete idrica 2 contenente solidi sospesi e le sostanze a peso molecolare più alto della capacità di reiezione della membrana stessa, vengono trattenute nel “concentrato” 3, mentre l’acqua e i soluti a basso peso molecolare passano nel “permeato” 4 con un flusso f1 perpendicolare al flusso dell’acqua in entrata con una pressione preferita tra 1-6 bar.
Vantaggiosamente, la valvola temporizzata 5 che innesca il controlavaggio periodico delle membrane 1, può essere un temporizzatore automatico a batteria, in modo tale che il sistema non necessiti di corrente elettrica di rete.
Nell’esempio descritto, il controlavaggio avviene con un flusso di acqua f2 che attraversa le membrane perpendicolarmente all’asse “a” in direzione opposta all’uscita del permeato 4.
Come sopra descritto, l’acqua pulita necessaria al controlavaggio è assicurata da un polmone 6, ad esempio da 3-15 litri, precedentemente riempito dal permeato 4 e che in condizioni di apertura della valvola temporizzata 5 attraversa al’unità di ultrafiltrazione.
Preferibilmente, l’acqua di lavaggio 9, contenente gli inquinanti, prima di essere scaricata o eventualmente recuperata ad una uscita 10, percorre l’ulteriore membrana 7 che ha lo scopo di trattenere tutti gli inquinanti sino alla sua sostituzione periodica, ad esempio semestrale o annuale.
Questa operazione risulta essere di particolare utilità in quanto gli inquinanti, tra cui l’amianto, non ritornano nell’ambiente attraverso lo scarico, come comunemente avviene con i normali sistemi esistenti, ma chiudono il ciclo dell’inquinante sequestrandolo all’interno del sistema di purificazione.
Inoltre, nella presente invenzione, si evita il deposito di calcare sia sulla superficie delle membrane e sia sulle utenze della casa a causa della conversione strutturale del carbonato di calcio in aragonite mediante l’utilizzo del magnete 16 posto sulla linea 2 di ingresso dell’acqua.
Tale sistema permette inoltre la formazione di microcristalli di aragonite che a differenza del carbonato di calcio non si deposita sulle superfici ma tendono a sedimentare, con dimensioni sono tali che vengono trattenuti dalle membrane dell’ultrafiltrazione.
Con riferimento alle figure 2 e 3, sono stati eseguiti test utilizzando di volta in volta 30 L di acqua, preventivamente inquinata da 3 g di cemento amianto finemente macinato, e filtrata con l’ultrafiltrazione.
Un litro di permeato, cioè dopo la filtrazione, ed un litro di acqua inquinata da asbesto sono stati sottoposti ad indagine microscopica mediante microscopia elettronica a scansione accoppiata alla microanalisi (SEM-EDX).
Il SEM eseguito sul campione non filtrato mostra chiaramente la presenza di particelle morfologicamente riconducibili alla composizione del cemento e risulta evidente la presenza di materiale asbestiforme che per morfologia e composizione chimica è attribuibile al crisotilo e alla crocidolite.
I risultati sono mostrati nelle figura 2 (prima della filtrazione) e nella figura 3 (dopo la filtrazione).
Dopo la filtrazione l’acqua analizzata mediante il SEM-EDX non presenta alcuna particella asbestiforme, mostrando l’effettiva efficienza del filtro.
L’invenzione è stata descritta con riferimento ad una forma preferita di realizzazione, elementi equivalenti potranno essere utilizzati senza comunque uscire dall’ambito di tutela accordato.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di purificazione dell’acqua, comprendente: una linea di alimentazione (2) di acqua da purificare, almeno una unità di ultrafiltrazione (1) alimentata da detta linea di alimentazione (2), un polmone (6) alimentato dal permeato purificato (4) uscente da detta unità di ultra filtrazione, una valvola temporizzata (5) disposta su una linea (9) di scarico di acqua di lavaggio e concentrato (3) uscente da detta unità di ultra filtrazione, almeno una ulteriore unità di ultrafiltrazione (7) disposta a monte di una uscita (10) di acqua di lavaggio, in cui detta valvola (5) può passare con cadenza predeterminabile da una configurazione chiusa in cui detto permeato purificato (4) fluisce verso detto polmone (6) e verso una utenza (11), ad una configurazione aperta nella quale un contro flusso (f2) di permeato può attraversare in successione detta unità di ultrafiltrazione (1), detta valvola temporizzata (5) e detta ulteriore unità di ultrafiltrazione (7).
- 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente una unità di microfiltrazione (8) disposta a monte di detta unità di ultrafiltrazione (1) e alimentato da detta linea (2) di alimentazione.
- 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta unità di ultrafiltrazione (1) comprende una o più unità a membrana, preferibilmente una membrana polimerica o in ceramica nano porosa con un grado di filtrazione da 0,005 micron (5 nm) a 0,1 micron (100 nm) e preferibilmente a 0,05 micron (50 nm) adatta per alimenti e in grado di eliminare dall’acqua particelle di amianto, microorganismi e nano/micro particelle in genere.
- 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità ulteriore di ultrafiltrazione (7) comprende una o più unità a membrana, preferibilmente una membrana polimerica o in ceramica nano porosa con un grado di filtrazione da 0,005 micron (5 nm) a 0,1 micron (100 nm) adatta per alimenti e in grado di eliminare dall’acqua particelle di amianto, microorganismi e nano/micro particelle in genere.
- 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un magnete permanente (16) operativamente associato a detta linea di alimentazione (2) per indurre una fase di conversione strutturale del carbonato di calcio in aragonite.
- 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una disposizione di valvole di intercettazione (12) disposte per abilitare o inibire un flusso di acqua.
- 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente linee di campionamento (15) provviste di valvole di intercettazione (14) e disposte per prelevare un flusso di acqua o misurare la portata del flusso di acqua a monte e/o a valle della unità di ultrafiltrazione.
- 8. Processo di purificazione di un flusso di acqua alimentata da una linea di alimentazione (2), comprendente ultrafiltrazione dell’acqua alimentata da detta linea di alimentazione (2) mediante una unità di ultra filtrazione, accumulo in un polmone (6) di una quantità di permeato ultrafiltrato, lavaggio periodico in controcorrente di detta unità di ultra filtrazione mediante un flusso di lavaggio (f2) di permeato proveniente da detto accumulo, ulteriore ultrafiltrazione dell’acqua di lavaggio proveniente dalla unità di ultrafiltrazione.
- 9. Processo secondo la rivendicazione 8, comprendente una fase di microfiltrazione a monte di detta fase di ultrafiltrazione dell’acqua alimentata da detta linea (2) di alimentazione.
- 10. Processo secondo la rivendicazione 8 o 9, comprendente una fase di induzione mediante magnete permanente della conversione strutturale del carbonato di calcio in aragonite in corrispondenza di detta linea di alimentazione (2) a monte di detta fase di ultrafiltrazione.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITUA2016A004377A ITUA20164377A1 (it) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITUA2016A004377A ITUA20164377A1 (it) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITUA20164377A1 true ITUA20164377A1 (it) | 2017-12-15 |
Family
ID=57133331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITUA2016A004377A ITUA20164377A1 (it) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | ITUA20164377A1 (it) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3553031B1 (en) * | 2018-04-10 | 2023-09-13 | Ginger Water Processing Technology Co., Ltd. | Energy saving desalination system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070181496A1 (en) * | 2004-03-26 | 2007-08-09 | Zuback Joseph E | Process and apparatus for purifying impure water using microfiltration or ultrafiltration in combination with reverse osmosis |
| US20070278151A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Musale Deepak A | Method of improving performance of ultrafiltration or microfiltration membrane processes in backwash water treatment |
| US20090166276A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Norimitsu Abe | Water treatment system |
| US20130161262A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Donald E. Henley | Process for single system electrocoagulation, magnetic, cavitation and flocculation (emc/f) treatment of water and wastewater |
-
2016
- 2016-06-15 IT ITUA2016A004377A patent/ITUA20164377A1/it unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070181496A1 (en) * | 2004-03-26 | 2007-08-09 | Zuback Joseph E | Process and apparatus for purifying impure water using microfiltration or ultrafiltration in combination with reverse osmosis |
| US20070278151A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Musale Deepak A | Method of improving performance of ultrafiltration or microfiltration membrane processes in backwash water treatment |
| US20090166276A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Norimitsu Abe | Water treatment system |
| US20130161262A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Donald E. Henley | Process for single system electrocoagulation, magnetic, cavitation and flocculation (emc/f) treatment of water and wastewater |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3553031B1 (en) * | 2018-04-10 | 2023-09-13 | Ginger Water Processing Technology Co., Ltd. | Energy saving desalination system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106554130A (zh) | 一体化生物过滤污水处理装置 | |
| WO2007149606A3 (en) | Drinking water filtration device | |
| SG193619A1 (en) | Dissolved-air flotation-type pretreatment apparatus | |
| CN205603428U (zh) | 一种充分净化的污水处理设备 | |
| MX2010004285A (es) | Metodo y aparato para la purificacion de corrientes salobres y el retiro de material particulado de las mismas. | |
| ITUA20164377A1 (it) | Dispositivo e processo di purificazione dell’acqua mediante nano e ultrafiltrazione | |
| RU2258045C1 (ru) | Способ получения воды для инъекций из вод природных источников и установка для его реализации | |
| US11192813B2 (en) | Filter system including an activated carbon block for removing particles, organic contaminants, and microorganisms from a fluid | |
| CN206970356U (zh) | 含微污染水的净化系统 | |
| CN205479576U (zh) | 一种小型水利清洁阀门装置 | |
| CN205398316U (zh) | 石墨烯水体净化多级滤芯装置 | |
| CN104743703A (zh) | 一种适用于震后灾区的无动力应急净水器 | |
| CN201473365U (zh) | 一种全膜法进行废水回用的装置 | |
| KR100974184B1 (ko) | 역삼투막을 이용한 계곡수 또는 지하수 처리 소규모 수도시설 장치 | |
| CN208526317U (zh) | 一种净水膜桶及净水设备 | |
| JP2007301453A (ja) | 塩水の精製方法 | |
| EA017680B1 (ru) | Фильтр | |
| TWM582422U (zh) | Hollow fiber membrane filter | |
| CN203525381U (zh) | 一种纤维束毛细虹吸过滤装置 | |
| RU2006130355A (ru) | Способ комплексной очистки сильно загрязненной воды | |
| CN206395984U (zh) | 一种混凝土外加剂生产用水综合回收利用系统 | |
| CN109775915A (zh) | 电厂污水处理方法 | |
| CN207079112U (zh) | 一种纯水设备 | |
| CN103505919A (zh) | 纤维束毛细虹吸过滤装置 | |
| IT201800000485A1 (it) | Processo per la rimozione di sostanze fluorurate da percolati di discarica |