Trasformazione
La resa di acqua pura di un impianto di osmosi inversa dipende dall’uso della membrana e dalla pressione dell’acqua. Le comuni membrane commerciali per piccoli impianti vengono offerte con rese giornaliere da 30, 90 e 150 litri. Dato che il contenitore per le membrane è uguale per tutti i tipi, è sempre possibile una trasformazione. In ogni caso è necessario sostituire la valvola di risciacquo o il limitatore di flusso, perché altrimenti l’acqua di scarto non è più proporzionata a quella pura. La relazione acqua pura/acqua di scarto, che secondo i valori dell’acqua solitamente si trova tra 1 : 2,5 e 1 : 4, non è però migliorabile aumentando la pressione dell’acqua, per esempio per mezzo di un pompa. Soltanto nell’area di pressione inferiore, dove quella di rete è troppo esigua per l’utilizzo di un impianto di osmosi, può essere avvertito un miglioramento. In questo caso, comunque, ci si trova in un campo nel quale un impianto di osmosi inversa non può funzionare senza l’aumento di pressione generato da una pompa.
Le pompe per aumentare la pressione
Una pompa di questo tipo, ad ogni modo, a causa della pressione più elevata, determina sempre un aumento della produzione dell’acqua di osmosi con un contemporaneo incremento dell’acqua di scarto. Un apparecchio con una resa giornaliera di 90 litri a 3 bar di pressione di rete e una temperatura dell’acqua di 5 °C non riesce a fornire 50 litri al giorno, con 4 bar e una temperatura identica si arriva appena a 60, e solo arrivando a 6 bar e 5 °C si hanno alla fine 90 litri in 24 ore. In ogni caso la quantità dell’acqua di osmosi dipende anche dalla temperatura. Rimanendo nell’esperimento precedente, però, e aumentando la temperatura a 15 °C, con i valore di pressione sopra espressi otterremo 65,85 e quasi 130 litri di resa giornaliera. In inverno, quando l’acqua è ovviamente più fredda, cala pertanto a che la produzione d’acqua.
Una pompa di pressione con alimentatore.
Se si vuole o si deve aumentare la produzione giornaliera a causa di una maggiore necessità, questo è sostanzialmente possibile con una pompa di pressione, ma non è per forza la via più conveniente. Da un lato una pompa di questo genere consuma corrente (circa 25 W), dall’altro non deve funzionare di continuo. Generalmente è consigliabile l’impiego di un timer, anche quando l’impianto viene gestito con un controllo del livello. Si può utilizzare un timer meccanico programmandolo con due ore di funzionamento e due di pausa. Questo timer viene inserito nella presa del controllo di livello, Se nel recipiente di riserva manca acqua di osmosi viene dapprima azionato l’orologio che farà in modo che sia la valvola magnetica sia la pompa di pressione abbiano energia elettrica, ma non per un tempo superiore a due ore. Prima della pompa di pressione e della valvola a magnete va sempre posizionato un filtro fine per una protezione dallo sporco grossolano. A causa di una valvola magnetica che non si chiude, infatti, il nostro recipiente di scorta tracimerebbe, a meno che questo non disponga di una tubazione per un deflusso di emergenza verso uno scarico.
Pompe per permeato
Le pompe per l’aumento della pressione non dovrebbero essere confuse con le pompe per permeato che funzionano senza corrente. Queste aumentano la pressione dell’acqua di osmosi per mezzo di quella dell’acqua di scarto, per spingerla ad esempio verso un serbatoio. Per gli acquariofili queste pompe sono poco interessanti, nel migliore dei casi quando l’acqua di osmosi che esce direttamente dall’impianto deve essere spinta in alto per diversi metri e magari anche attraverso dei rubinetti di regolazione verso diversi acquari. Una cosa però è rilevante in questo contesto: l’acqua di osmosi esce dall’impianto quasi priva di pressione cosicchè, se si chiude l’uscita dell’acqua di osmosi, l’acqua di scarto continua a defluire. Per questa ragione un impianto di osmosi viene controllato attraverso una valvola a magnete posta all’ingresso dell’apparecchio. Chi chiude soltanto l’uscita dell’impianto di osmosi continuerà a produrre acqua di scarto. .
La valvola a magnete
C’è un’altra ragione per la quale non bisognerebbe mai installare una valvola a magnete all’uscita dell’impianto di osmosi: le comuni valvole a magnete utilizzate in acquariologia, anche quando sono adatte all’acqua, non devono essere applicate con un liquido di rete aggressivo. Che si tratti di acqua di pozzo, piovana, di osmosi o di acquario, tutti questi tipi di acqua non hanno un bilanciamento calcio/anidride carbonica e sono di conseguenza aggressive. Attaccano pertanto i metalli, e dalla valvola magnetica sciolgono rame, cromo o nickel, e tutto questo raramente fa bene all’acquario. Per aumentare la produzione dell’osmosi sono molto più consigliabili altri percorsi rispetto all’impiego di una pompa di pressione. Attraverso l’utilizzo di una membrana dalla resa maggiore con un contemporaneo adeguamento della produzione dell’acqua di scarto, da un impianto di 90 litri si può facilmente ottenerne uno da 150. Esiste anche la possibilità di impiegare un secondo impianto. Un metodo elegante consiste nel predisporre due membrane in sequenza, per produrre più acqua pura.
Un automatismo per il riempimento con due galleggianti e una valvola magnetica collegata.
La prima membrana non è provvista di valvola di risciacquo; l’uscita della sua acqua di scarto viene collegata con l’ingresso della seconda membrana. È possibile in questo modo collegare fino a quattro membrane. La valvola di risciacquo, in ogni caso con una maggiore resa di scarto, si trova nell’uscita dell’acqua di scarto dell’ultima membrana. Chi dovesse avere ulteriori necessità deve avvalersi di impianti con membrane più grandi. A proposito di impianti più grandi, gli apparecchi con una pre demineralizzazione totale, in questo caso i responsabili della durezza sostituiti da uno scambiatore di ioni precedentemente installato con sodio e cloruro, sono più cari dei piccoli impianti sino ad ora citati. Certo con queste apparecchiature si riesce ad ottenere una relazione tra acqua pura e di scarto di 1 : 1, perché non è più possibile una precipitazione del calcio, dato che il calcare disciolto è stato sostituito dal sale da cucina facilmente solubile. In ogni caso gli elevati costi di acquisto rendono convenienti tali impianti solo per grandi necessità d’acqua.
La relazione acqua pura/ acqua di scarto
La durata di una membrana dipende dalla relazione acqua pura/acqua di scarto. Più acqua di scarto viene prodotta più lunga sarà la “vita” della membrana. In ogni caso queste membrane non sono molto care, e nel caso di quantità di acqua di scarto molto elevate i costi per una nuova sono minori di quelli relativi all’acqua di scarto prodotta. Con durezze fino a 10° di durezza totale e carbonatica è consigliabile una relazione acqua pura/acqua di scarto da 1 : 2 a 1 : 3, mentre sopra i 10° di durezza (se il KH e il GH sono così alti o più alti) da 1 : 3 a 1 : 4. Un valore più elevato ha senso solo in condizioni del tutto estreme. Gli impianti di osmosi producono un’acqua il cui valore di conducibilità si colloca solitamente tra 20 e 50 ÌS/cm. Dei buoni scambiatori di ioni riescono a portarla a 0,05 ÌS/cm.
A sinistra una cartuccia adatta ad un contenitore da 10 pollici, a destra un filtro monouso.
Gli impianti di osmosi tuttavia rimuovono anche sostanze che non decadono in ioni. Quanti pesticidi, ormoni, solventi con altri composti organici, teoricamente presenti nell’acqua di rubinetto, siano effettivamente trattenuti non posso affermarlo. Alcuni articoli riferiscono tuttavia che, delle ridotte quantità d’acqua di rubinetto portarono ad una moria di pesci, soprattutto di Discus. L’acqua completamente demineralizzata non determinò alcun miglioramento, quelli di osmosi invece sì. Poteva essere presente nell’acqua qualcosa che una membrana osmotica riusciva a trattenere, ma non uno scambiatore di ioni. La ragione, in ogni caso, non è però mai stata chiarita.