Dal mondo della medicina una tecnica mutuata dalla dialisi che potrebbe consentire di trattare in modo del tutto innovativo le acque reflue. A tracciare la rotta sono i ricercatori della Rice University, in collaborazione con la Guangdong University of Technology, che hanno scoperto l’adattabilità di un approccio molto conosciuto nel trattamento dei pazienti con insufficienza renale, e che servirebbe a “filtrare” le acque reflue organiche ad alta salinità.
Chi produce le acque reflue
Questo tipo di “rifiuto” è il risultato di processi industriali anche molto complessi, in primis quelli derivanti dalla petrolchimica, poi la farmaceutica e la produzione tessile, che generano reflui organici ad elevata concentrazioni di sali. Nei confronti dell’elevato livello di salinità, gli attuali metodi di trattamento biologico e di ossidazione avanzata usati nel filtraggio delle acque reflue, risultano inefficaci.
I metodi termici, sebbene tecnicamente fattibili, sono ad alta intensità energetica e soggetti a corrosione, intasamento e inefficienze operative che possono aumentare i costi e complicare la manutenzione. Da qui la necessità di nuove metodologie, che consentano di attivare la necessaria circolarità dell’acqua.
“I metodi tradizionali spesso richiedono molta energia e ripetute diluizioni“, ha affermato Yuanmiaoliang “Selina” Chen, co-autore principale, mentre “la dialisi elimina molti di questi punti dolenti, riducendo il consumo di acqua e le spese generali operative“.
Come funziona la dialisi applicata alle acque reflue
Nel processo di dialisi comunemente si utilizza una macchina specifica, chiamata dializzatore, che filtra i rifiuti e i liquidi in eccesso dal sangue umano; sangue che viene prelevato dal corpo del paziente, purificato nel dializzatore e poi reinfuso attraverso un ago o un tubo separato. Nello studio pubblicato su Nature Water, il team ha scoperto che imitando questo stesso metodo è possibile separare i sali dalle sostanze organiche con una diluizione minima delle acque reflue, superando le principali limitazioni dei metodi convenzionali.
Il team di ricerca ha impiegato una combinazione di esperimenti di dialisi su scala di laboratorio e una modellazione completa del trasporto per valutare le prestazioni della dialisi nella separazione di sali e composti organici. Ed i risultati sembrano molto promettenti.
“La dialisi è stata sorprendentemente efficace nel separare i sali dagli organici nei nostri test”, ha affermato Menachem Elimelech, autore corrispondente dello studio e professore di ingegneria civile e ambientale, “è una scoperta entusiasmante con il potenziale di ridefinire il modo in cui gestiamo alcune delle nostre sfide più difficili in materia di acque reflue”. Insomma, sembra che il percorso individuato dai ricercatori ha il potenziale per ridurre gli impatti ambientali, abbassare i costi e consentire il recupero di risorse preziose in una gamma di settori industriali.
Da rifiuto a nuova risorsa con la dialisi
I ricercatori hanno scoperto che la dialisi rimuoveva efficacemente il sale dall’acqua senza richiedere grandi quantità di acqua fresca, stabilendo una modalità di flusso controcorrente bilaterale: da un lato dell’impianto passavano acque reflue organiche ad alta salinità, dall’altro un flusso di acqua dolce senza alcuna pressione idraulica applicata. Monitorando i flussi di sale e acqua, hanno evidenziato che i sali si diffondevano attraverso la membrana nel dializzato, mentre il flusso di acqua rimaneva trascurabile e poiché la dialisi si basa sulla diffusione anziché sulla pressione, sali e sostanze organiche attraversavano la membrana a velocità diverse, rendendo la separazione più efficiente.
In nome della circolarità
“Abbiamo scoperto che uno dei maggiori vantaggi della dialisi per il trattamento delle acque reflue è il potenziale di recupero delle risorse“, ha affermato Elimelech. “Oltre al semplice trattamento delle acque reflue, possiamo anche recuperare sali o sostanze chimiche preziosi, contribuendo a un’economia più circolare“. Chiaro è che sebbene la dialisi da sola non purifichi completamente le acque reflue, ne riduce efficacemente la salinità, rendendo più efficienti altri trattamenti, come i processi biologici, l’ossidazione avanzata o i sistemi a scarico zero di liquidi.
“La dialisi offre una soluzione sostenibile per il trattamento di flussi di rifiuti complessi e ad alta salinità, conservando acqua dolce, riducendo i costi energetici e minimizzando l’incrostazione“, ha affermato ancora Elimelech, secondo il quale questo “approccio basato sulla diffusione potrebbe rivoluzionare il trattamento di alcune delle acque reflue industriali più difficili“.