Gli scienziati sviluppano nuovi rivestimenti non tossici per rendere la desalinizzazione dell'acqua di mare più pulita e più rispettosa dell'ambiente

I ricercatori di KAUST hanno sviluppato rivestimenti che possono essere utilizzati per pulire le membrane di desalinizzazione. I rivestimenti non tossici possono fornire un'alternativa più sicura ed efficace alle sostanze chimiche nocive nei sistemi di osmosi inversa utilizzati per la desalinizzazione dell'acqua di mare.

Il processo di desalinizzazione dell'osmosi inversa utilizza la pressione per filtrare l'acqua di mare attraverso una membrana semi-permeabile per produrre acqua potabile fresca. Sebbene questa tecnologia sia più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ad altri metodi di desalinizzazione, le sue prestazioni possono essere ostacolate dalla crescita di batteri e altri microrganismi sulla superficie della membrana.

La Dott.ssa Maria Fernanda Nava Ocampo ha dichiarato: "Questo biofilm forma uno strato che non consente all'acqua di passare facilmente", ha affermato Johannes Vrouwenvelder. "Uno dei maggiori problemi con tutti gli attuali metodi di controllo del biofouling è che non possono rimuovere completamente il biofilm dal sistema a membrana, con conseguente incrostazione permanente. Ciò porterà a un aumento del consumo energetico e allo scarico di sostanze chimiche di controllo in mare.

Sebbene altri rivestimenti siano solitamente fatti di sostanze chimiche nocive, il nuovo rivestimento in polielettrolita evita la necessità di attaccare collegamenti tossici alla membrana. Può anche essere tranquillamente lavato fuori dal sistema con acqua salata e un maggiore flusso, in modo che non ci sia biofilm sulla superficie della membrana.

Nava-Ocampo ha dichiarato: "Il vantaggio del nostro rivestimento è che aderisce alla superficie attraverso l'interazione elettrostatica, quindi non dobbiamo usare sostanze chimiche". "Possiamo anche rivestire il film senza pretrattarlo. Il film rimane Nel sistema, abbiamo solo bisogno di passare il rivestimento attraverso la stessa corrente utilizzata per la desalinizzazione.

Il team ha testato il rivestimento che hanno creato utilizzando un simulatore di incrostazioni a membrana, un piccolo dispositivo che simula le condizioni in un impianto di desalinizzazione dell'osmosi inversa. Hanno fatto circolare il rivestimento cinque volte nel sistema per formare uno strato sulla superficie della membrana e hanno aggiunto nutrienti biodegradabili per promuovere la crescita del biofilm.

Dopo 8 giorni, i ricercatori hanno lavato il sistema con una soluzione ad alto flusso e ad alto sale per 24 ore per rimuovere il rivestimento. Il team ha confrontato le prestazioni del film rivestito con il controllo non rivestito.

Utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione, i ricercatori hanno scoperto che il rivestimento è rimasto stabile nell'acqua salata, rendendolo adatto alla desalinizzazione. Aumentando l'intensità del flusso d'acqua e la salinità dell'acqua, il team è stato in grado di rimuovere con successo il rivestimento e il biofilm attaccato dalla membrana.

Dopo questo processo di pulizia, il flusso di liquido attraverso la membrana rivestita è stato il doppio di quello del controllo non rivestito.

"Ciò dimostra che la nostra tecnologia ha un migliore potenziale di pulizia", ha affermato Nava-Ocampo. "Il prossimo passo è renderlo più efficace e duraturo su scala più ampia."