Desalinizzatori verticali – demineralizzatori a scambio ionico con produzione di energia idroelettrica
Domanda di brevetto italiana n. 102016000057968 del 07.06.2016
Astratto
Lo stato dell’arte nello sviluppo del trattamento di desalinizzazione e demineralizzazione delle acque marine e salmastre è stato condizionato, come molti altri sistemi industriali, depurativi, energetici e di tutela ambientale, dall’assenza di sinergie tra pompe e turbine idrauliche e da un approccio scorretto alla forza di gravità, che non va vinta mediante sollevamento idraulico ma sostenuta, con una circolazione unidirezionale dell’acqua in serbatoi aperti, sedi superiori che fungono anche da dispositivi di prevenzione del riflusso idraulico. Grazie alla triplice sinergia tra le doppie pompe di alimentazione, le turbine e il riciclo dell’acqua in un recipiente aperto, applicando principi idraulici noti da secoli, come il principio dei recipienti comunicanti, le leggi di Bernoulli e di Pascal, e posizionando strategicamente le doppie pompe di aspirazione elettriche tra un’elevata prevalenza idraulica e le turbine, dimensionate per sfruttare lo stesso carico idraulico, le pompe, lavorando con un carico bilanciato e con un basso consumo energetico, conquistano lo stato di inerzia, consentendo la trasformazione dell’energia di pressione della colonna d’acqua intubata sovrastante la pompa in energia cinetica e il suo trasferimento alle turbine, che producono energia. Queste sfere, galleggianti, salgono verso lo scambiatore di ioni e scendono per gravità, svuotando l’acqua in tubi discendente. Mediante deviatori, il percorso rispetto al flusso viene modificato per immergere l’acqua nelle vasche di lavaggio e rigenerazione delle resine, per poi essere reinserita, indefinitamente, nel circuito di scambio ionico senza interruzione del ciclo di desalinizzazione e produzione di energia e senza costi per il riscaldamento dell’acqua o la sostituzione delle membrane. L’acqua demineralizzata utilizzata per il lavaggio delle resine viene prodotta proseguendo il processo attraverso un mini-impianto del tutto simile a quello principale, che parte dal serbatoio dell’acqua desalinizzata. Se si vuole produrre acqua desalinizzata in quantità industriali sufficienti a soddisfare il fabbisogno umano, anche gli impianti di desalinizzazione, così come i sistemi di purificazione, sollevamento e distribuzione dell’acqua, devono diventare produttori di energia, non consumatori, supportando, e non contrastando, le forze gravitazionali. La sostenibilità dei sistemi globali non si basa su tecnologie complesse, ma sulla sinergia tra sistemi semplici e razionali.
Descrizione
Allo stato attuale delle tecniche di desalinizzazione e demineralizzazione si distinguono tre tipologie di impianti: per evaporazione, per permeazione attraverso membrane e per scambio ionico. Attualmente, la differenza tra i tre sistemi sopra menzionati risiede soprattutto nel costo del trattamento. Il sistema evaporativo produce acqua priva di sali minerali e con pH acido, pertanto per l’utilizzo dell’acqua è necessaria una successiva mineralizzazione e neutralizzazione del pH.
La filtrazione con membrane comporta elevate pressioni di esercizio, quindi un elevato consumo energetico e un costo elevato delle membrane, che devono essere sostituite periodicamente.
Il processo con resine a scambio ionico prevede un complesso circuito di filtrazione, lavaggio e rigenerazione della resina, con flussi inversi che comportano la dispersione di parte delle resine nelle acque reflue dei processi.
Tutti i processi richiedono un elevato consumo energetico per il riscaldamento o per la circolazione dell’acqua pressurizzata nei sistemi di filtrazione e rigenerazione. I costi operativi si aggirano intorno a 1,5 euro/mc per gli impianti ad osmosi inversa, che sono i più diffusi, ma anche i costi di investimento sono significativi, pari a circa 1000 euro per m³/giorno di acqua desalinizzata prodotta. È ovvio che, con questi costi di produzione e investimento, l’acqua desalinizzata può essere utilizzata solo per scopi potabili. È impensabile utilizzarla per l’industria e l’agricoltura. Con la soluzione proposta, l’uso agricolo e industriale diventerebbe una realtà competitiva anche rispetto ai pozzi e ad altri sistemi di depurazione, che sono comunque costretti a trattare acque inquinate o con scarse esigenze di minerali. Infatti, l’acqua di mare, essendo ricca di sali minerali, se la desalinizzazione diventasse sostenibile, potrebbe diventare il miglior fertilizzante naturale per i terreni, potendo inviare la stessa acqua trattata su misura per il terreno di destinazione, sia in termini di sali minerali che di alcalinità. Per il trasporto dell’acqua desalinizzata su distanze considerevoli non ci sono problemi, perché con le doppie pompe di alimentazione accoppiate alle turbine idrauliche, anche il trasporto e il sollevamento dell’acqua diventano una fonte di energia, non di consumo. In effetti, la chiave per risolvere molti problemi ambientali ed energetici, tra cui la desalinizzazione, è realizzare circuiti idraulici e idroelettrici utilizzando in modo diverso pompe e turbine.
Allo stato attuale, il sistema di desalinizzazione meno utilizzato è quello a scambio ionico, ma questo sistema è il più adatto ad essere impiegato in combinazione con pompe e turbine a doppia alimentazione, non necessitando di alte temperature o pressioni di esercizio elevate come i sistemi concorrenti. Pertanto, l’elevato costo delle resine e del liquido reagente, necessario per la rigenerazione, può essere ampiamente compensato dal basso consumo energetico, dalla produzione di energia da parte dell’impianto e dai bassi costi di gestione e manutenzione. Inoltre, con la soluzione descritta di seguito, si risolve anche il problema della dispersione delle resine in acqua e nei liquidi di processo, poiché le resine sono contenute e circolanti (in acqua e reagenti chimici) in sfere di polietilene perforate con fori di dimensioni inferiori alle stesse. Possiamo affermare che la nuova soluzione è l’opposto delle attuali soluzioni a scambio ionico, in cui le resine sono bloccate e il liquido le attraversa, sia nella fase di reazione che in quelle di lavaggio e rigenerazione. Con il sistema proposto, le resine circolano nell’acqua e nel liquido rigenerante a basse velocità, con lunghi tempi di contatto, che garantiscono contatti capillari. Per la circolazione si sfruttano principi fisici, non energetici. Oltre il 90% dell’energia prodotta nell’impianto può essere immessa nelle reti elettriche pubbliche. Pertanto, l’impianto è composto da una parte chimica, una elettromeccanica e una idraulica.
La chimica dello scambio ionico.
Dalla letteratura scientifica si apprende che lo scambio ionico è un processo in cui gli ioni di una determinata specie vengono sostituiti sulla superficie di un materiale di scambio insolubile (resina a scambio ionico) con ioni di una specie diversa disciolti in soluzione. Esso si compone di due fasi: cationica e anionica. Nell’impianto proposto, che si sviluppa verticalmente, queste fasi avvengono separatamente in tubi di grande diametro (5) che fanno transitare a bassa velocità un’adeguata quantità di sfere in polietilene perforate come un setaccio, contenenti granuli di resine anioniche o cationiche in quantità proporzionale ai sali da assorbire, selezionati con un diametro maggiore del passaggio dei fori. Le resine a scambio ionico possono essere naturali o sintetiche.
Le resine naturali sono zeoliti (alluminosilicati) utilizzate soprattutto per l’addolcimento dell’acqua e per la rimozione dello ione ammonio.
Le resine sintetiche sono formate da polimeri fenolici che si presentano generalmente sotto forma di piccole sfere con un diametro compreso tra 0,3 e 1,3 mm e una densità di 1,2-1,3 kg/l. Possono essere di due tipi:
a) struttura cellulare: traslucida, bassa elasticità, maggiore capacità;
b) struttura macroporosa: opaca, elevata porosità, minore capacità;
La struttura di base dei due tipi è tuttavia identica, essendo entrambe ottenute tramite copolimerizzazione. La realizzazione delle resine sintetiche avviene generalmente attraverso un processo di copolimerizzazione tra stirene e divinilbenzene. Lo stirene svolge la funzione di matrice della resina, mentre il divinilbenzene serve a conferirle consistenza. Le principali proprietà delle resine a scambio ionico sono:
– La capacità di scambio è espressa in meq/L o eq/kg. È definita come la quantità di una resina a scambio ionico che può contenere piombo.
– La dimensione delle sfere di resina: l’importanza della dimensione risiede nel fatto che la cinetica e la velocità delle colonne di scambio ionico dipendono da essa. In generale, la velocità di scambio ionico è inversamente proporzionale al quadrato del diametro delle particelle.
La capacità di scambio cationico di una resina varia a seconda del tipo e della concentrazione della sostanza utilizzata per rigenerarla. Generalmente, la capacità di scambio di una resina sintetica varia tra 2 e 10 eq/kg di resina, mentre le zeoliti hanno una capacità di scambio cationico compresa tra 0,05 e 0,1 eq/kg di resina.
Spesso la capacità di scambio delle resine viene espressa in termini di grammi di CaCO3 per m3 di resina (g/m3) o grammi equivalenti per m3 (g eq/m3).
Livello rigenerativo: indica la quantità di rigenerante (HCl, H2SO4, NaOH) considerata al 100% necessaria per rigenerare un litro di resina. È espressa in grammi per litro di rigenerante di resina.
La capacità totale di scambio: rappresenta la concentrazione di siti attivi per unità di misura. Si riferisce a un’unità di volume (Eq/litro) o di peso (Eq/g) ed è un parametro specificato nelle schede tecniche delle resine.
La capacità operativa di scambio: è la quantità di ioni (Eq/litro o g CaCO3/litro) che una determinata resina a scambio in specifiche condizioni di lavoro in cui viene utilizzata.
Gli schemi procedurali variano a seconda dell’obiettivo del trattamento da effettuare.
Alcuni trattamenti classici realizzabili con le resine a scambio ionico sono: addolcimento, decarbonatazione (demineralizzazione parziale). Demineralizzazione completa, rimozione dei metalli pesanti specifica, ma sostanzialmente, scambio ionico, come l’ultrafiltrazione, se diventa sostenibile e l’energia è anche un ottimo sistema di purificazione di terze parti.
Come detto inizialmente, lo scambio ionico generalmente comporta lo scambio di uno ione presente sul gruppo funzionale della resina con uno ione avente la stessa carica presente in soluzione.
Tra queste, un caso particolare riguarda le cosiddette resine cationiche nel ciclo del sodio, del tipo R-Na, dove invece dell’idrogenazione delle resine cationiche nel ciclo acido, troviamo lo ione Na+. Queste resine, quindi, durante la fase di esaurimento non scambiano ioni H+, ma rilasciano ioni Na+ al posto di quelli che assorbono. Queste particolari resine si ottengono solitamente per salificazione delle resine cationiche acide del tipo R-SO3H, sostituendo lo ione H+ con lo ione Na+, e vengono utilizzate per rimuovere la durezza dell’acqua poiché lo ione Na+ ha una particolare affinità di scambio con gli ioni Ca++ e Mg++ secondo le reazioni sopra menzionate. La rigenerazione delle resine cationiche nel ciclo del sodio avviene tramite un lavaggio con salamoia (soluzione al 10% di NaCl). L’addolcimento implica quindi l’uso di una resina cationica forte nel ciclo del sodio, poiché si osserva che lo scambio avviene tra gli ioni Ca++ e Mg++ in soluzione e lo ione Na+ sulla resina. Si può considerare una demineralizzazione parziale, limitata alla rimozione degli ioni Ca++ e Mg++. Un tipico esempio di addolcimento si ottiene utilizzando resine cationiche nel ciclo del sodio attraverso reazioni come: CaSO4 + Na+ ↔ NaSO4 + Ca++. Questo si ottiene in soluzione di solfato di sodio solubile anziché di solfato di calcio, che è quasi insolubile. Mediante rigenerazione con soluzione di NaCl si ottiene la rigenerazione della resina, che ricarica gli ioni Na+ e rilascia gli ioni Ca++ che si legano al cloruro di Cl- formando cloruro di calcio (CaCl2) relativamente inerte. A differenza della demineralizzazione, l’addolcimento non rimuove i solidi disciolti, ma li modifica chimicamente.
La decarbonatazione è anche una demineralizzazione parziale in cui si utilizza una resina cationica debole seguita da uno stripping dell’anidride carbonica formatasi attraverso una torre di degassamento. Solo i cationi legati al bicarbonato vengono scambiati con la resina cationica debole. L’acidità che si genera nell’acqua a causa del rilascio di ioni idrogeno da parte della resina e della presenza dello ione HCO3-, porta allo spostamento dell’equilibrio dei carbonati verso la produzione di acido carbonico H2CO3 e quindi di CO2 libera secondo la reazione:
R-COOH + HCO3X ↔ R-COOX + H + + HCO3-; HCO3- + H + ↔ H2CO3 ↔ H2O + CO2 ↑
La degassificazione con CO2 permette di spostare la reazione verso destra e di eliminare l’H2CO3. Questo processo consente la rimozione dei sali legati ai bicarbonati, da cui il nome di decarbonatazione o demineralizzazione parziale.
Allo stato dell’arte si distinguono cinque tipi di resine sintetiche a scambio ionico:
1) resine cationiche forti, 2) resine cationiche deboli, 3) resine anioniche forti, 4) resine anioniche deboli, 5) resine chelanti selettive per metalli pesanti.
– Le resine cationiche forti si comportano in modo simile a un acido forte e sono altamente ionizzate sia nella loro forma acida (R-SO3H) che in quella salina (RSO3Na) in un ampio intervallo di valori di pH.
– Le resine a cationi deboli presentano un gruppo funzionale acido debole, tipicamente un gruppo carbossilico (COOH). Queste resine si comportano come acidi deboli e, come tali, hanno un basso grado di dissociazione.
Le resine anioniche forti sono fortemente ionizzate grazie a gruppi basici forti come l’anione idrossile (OH) e possono essere utilizzate in tutto l’intervallo di pH. Grazie al gruppo idrossile OH sono spesso utilizzate per la deionizzazione dell’acqua.
– Le resine anioniche deboli sono portatrici di gruppi basici deboli e pertanto presentano un grado di ionizzazione che dipende dal pH, generalmente si ionizzano in intervalli di pH ristretti.
Le resine chelanti selettive per metalli pesanti si comportano come resine cationiche forti, presentando tuttavia un elevato grado di selettività nella capacità di chelare i cationi di metalli pesanti.
Si noti che le reazioni di scambio ionico sono vere e proprie reazioni chimiche di equilibrio e come tali reversibili. A questo proposito, il ciclo di lavoro di una resina è composto da due fasi: – la fase operativa detta anche “esaurimento” durante la quale le reazioni vanno da sinistra a destra (vale a dire, si ha la sostituzione degli ioni presenti sui gruppi funzionali con quelli presenti nella soluzione) e che terminano con la saturazione di tutti i gruppi funzionali. Questa fase, nell’impianto in questione, si svolge nei tubi a scambio ionico (5).
– La fase di carica detta anche “rigenerazione” in cui la reazione viene lasciata procedere da destra a sinistra ricaricando i gruppi funzionali con ioni originari della resina. Nella soluzione proposta, la rigenerazione avviene facendo passare le sfere di polietilene perforate, con la resina incorporata, in tunnel di immersione del liquido rigenerante e lavaggio (E), costituito da:
– Soluzioni basiche, tipicamente sostanze basiche tipo NaOH, NH4OH, nel caso di resine anioniche. In tal caso, ricaricare le resine con ioni OH-.
-Soluzioni acide, tipicamente a base di acidi forti (HCl, H2SO4) nel caso di resine cationiche. In questo caso, le resine vengono ricaricate con ioni H+.
L’alta concentrazione di ioni H+ e OH-, nei due casi, provoca, per la legge dell’azione di massa, lo spostamento della reazione verso sinistra con conseguente carica delle resine e rilascio degli ioni in soluzione che nella fase di esaurimento (5) erano stati assorbiti dalle resine. Si ottiene così un eluato generalmente composto da vari cloruri metallici (se si usa HCl, lo ione H+ carica la resina, mentre lo ione Cl- si lega al catione rilasciato dalla resina) o dai vari sali di sodio nel caso di utilizzo di NaOH (lo ione OH- carica la resina, mentre lo ione Na+ si lega agli anioni rilasciati nella rigenerazione dalla resina per dare sali di sodio).
ES.: Ca +++ 2HCl → CaCl 2 +2H + ; SO4 — + 2NaOH → Na2SO4 + 2OH .
Le resine a scambio ionico, per il fatto che scambiano ioni idrogeno (cationici) e ioni idrossido (anionici), sono più propriamente definite resine cationiche nel ciclo acido (RH) e resine anioniche nel ciclo basico (R-OH), a causa delle caratteristiche degli ioni rilasciati che rendono l’acqua acida o basica.
Di seguito sono riportate alcune delle reazioni di scambio ionico per le resine sintetiche:
Resina cationica forte:
R-SO₃H + Na⁺ ↔ R-SO₃Na + H⁺ ; 2R-SO₃Na + Ca²⁺ ↔ ( R-SO₃ ) 2Ca + 2Na⁺ .
Resine cationiche deboli:
R-COOH + Na + ↔ R-COONa + H + ; 2R-COONa + Ca 2 + ↔ (RCOO) 2 Ca + 2Na +
Resina anionica forte:
RR’ 3 NOH + Cl – ↔ RR’NCl + OH – .
Resina anionica debole:
RNH₃OH + Cl⁻ ↔ RNH₃Cl + OH⁻ ; 2RNH₃Cl + SO₄²⁻ ↔ ( RNH₃ ) ₂SO₄ + 2Cl⁻ .
Esempio di scambio e rigenerazione .
Rimozione degli ioni sodio (Na+) e calcio (Ca2+) dall’acqua mediante una resina cationica forte. Reazione: R-H + + Na + → R-Na + + H + ; 2R – Na + + Ca2 + → R2 – Ca2 + + 2Na +
Rigenerazione:
La rigenerazione viene effettuata con acido cloridrico (HCl) e cloruro di sodio (NaCl)
R – Na + + HCl → R – H + + NaCl; R 2 – Ca 2+ + 2NaCl → 2R – Na + + CaCl 2 .
La selettività di una resina, ovvero la capacità di uno ione presente in soluzione nei siti attivi di scambiarsi con essi piuttosto che con altri, dipende dalla natura e dalla valenza dello ione, dal tipo di resina, dalla sua saturazione, nonché dalla concentrazione di uno specifico ione in soluzione. Generalmente tale selettività rimane valida in un intervallo di pH ristretto. Tipicamente, la scala di selettività, o se vogliamo dire l’affinità di scambio della resina cationica, risulta essere:
Li + < H + < Na+ < NH4 + < K + < Rb + Ag + Mg 2+ < Zn 2+ < Co 2+ < Cu 2+ < Ca 2+ < Sr 2+ < Ba 2+ ; mentre per le resine anioniche è: OH – <<< F – < HCO – < Cl – < Br – < NO 3 – < ClO 4 –
Negli attuali sistemi di scambio ionico, la fase operativa prevede, generalmente, il passaggio di acqua in un serbatoio di resina riempito con un flusso d’acqua che deve essere mantenuto entro determinati limiti per garantire tempi di scambio adeguati. I dati caratteristici sono molto variabili in funzione della quantità di sali e del pH: il flusso operativo è compreso tra 5 e 50 litri/h/litro di resina. È molto difficile gestire e controllare l’intero processo, soprattutto se si deve desalinizzare un grande flusso d’acqua. Anche la fase rigenerativa, attualmente, non è facile da gestire. Essa è suddivisa in tre sottofasi.
a) Lavaggio in controcorrente (backwash): acqua in flusso ascendente, velocità di flusso pari a 10-15 m/h, 50-70% dell’espansione del letto di resina. Questo lavaggio serve a eliminare eventuali percorsi preferenziali formatisi durante la fase di scambio e a rimuovere le impurità che potrebbero essersi formate nel letto durante la fase di scambio. La durata di questa fase, negli impianti esistenti, è di circa 15 minuti.
b) La rigenerazione può essere acida o basica a seconda che si tratti rispettivamente di una resina a scambio cationico o anionico. Le soluzioni sono soluzioni diluite di acido o base la cui percentuale disciolta dipende dalla forza (grado di dissociazione) della stessa. Ad esempio, per ricaricare una resina cationica si possono utilizzare soluzioni acide come:
5 – 10 % di HCl con flusso di 3 -4 l/h/l di resina.
1 – 3 % di H2SO4 con flusso di 10 – 15 l/h/l di resina.
c) Lavaggio finale che viene effettuato con acqua demineralizzata a flusso discendente in due fasi:
una prima fase al flusso della fase rigenerativa per lavare l’acido residuo;
una seconda fase alle condizioni operative per un volume totale di acqua pari a 6 – 9 volumi di resina.
I nuovi sistemi elettromeccanici e idraulici di scambio ionico.
La lunga introduzione, sopra riportata, che riassume lo stato dell’arte dei processi chimici e fisici che governano il complesso sistema di scambio ionico, è essenziale per comprendere le ragioni che hanno portato alla nascita di questa invenzione. Infatti, i cicli di lavoro degli attuali sistemi che utilizzano lo scambio ionico sono il punto di partenza per la progettazione di questi nuovi impianti, che non devono stravolgere i principi di base, ma solo renderli più economici, soprattutto combinandoli con la produzione di energia idroelettrica a basso costo, che la vendita agli operatori, di fatto, riduce il costo della desalinizzazione. Infatti, l’energia idroelettrica prodotta senza il classico salto idraulico è molto più economica dell’attuale energia idroelettrica, non richiedendo la costruzione di dighe e bacini. Si tratta semplicemente di sfruttare l’energia di posizione dell’acqua posta nella parte alta di un sistema idrico, che rimane sempre piena per sfruttare le condizioni idrauliche favorevoli a fini energetici. Pertanto, gli impianti, con scambio ionico, combinati con la produzione di energia, oltre alla desalinizzazione e alla demineralizzazione, potrebbero avere anche altre applicazioni di depurazione, in modo che anche l’acqua dolce, in molti casi, anche quando estratta dal sottosuolo, debba essere privata di sostanze indesiderate a causa delle numerose infiltrazioni dovute a sostanze chimiche utilizzate in agricoltura, nell’industria, nelle attività urbane, infiltrazioni di solventi e metalli radioattivi rilasciati in prossimità delle trivellazioni con il sistema di fratturazione idraulica con solventi e materiali inerti ad alta pressione. Certamente, anche l’ultrafiltrazione può essere combinata con la produzione di energia idroelettrica, riducendo i costi operativi, ma la maggior parte dell’energia verrebbe consumata nello stesso impianto, mentre il costo per la sostituzione delle membrane usurate non verrebbe risolto. Inoltre, è necessario chiarire che lo stato dell’arte non riguarda la desalinizzazione dell’acqua di mare, ma solo delle acque salmastre, poiché la desalinizzazione dell’acqua di mare costerebbe circa 3,5 volte i costi attuali, che già non sono sostenibili per un’ampia scala di occupazione. Infatti, nel processo di osmosi inversa, l’acqua desalinizzata viene messa in comunicazione con acqua dolce attraverso una membrana permeabile solo al solvente; applicando sul lato della soluzione salina una pressione superiore a quella generata dall’osmosi, si inverte la normale direzione di diffusione e il solvente tende a lasciare la soluzione con un contenuto di sali più elevato. Il processo non è ancora utilizzato per la desalinizzazione dell’acqua di mare, poiché, essendo la pressione osmotica tra l’acqua di mare (salinità media: 35 g/l) e l’acqua distillata pari a circa 22 bar, la pressione corrispondente necessaria per ottenere un flusso apprezzabile di solvente attraverso la membrana può anche superare i 100 bar. Il processo è invece un’applicazione per la desalinizzazione di acqua salmastra con una salinità inferiore a 10 g/l. Nella stessa proporzione aumenteranno anche i costi energetici dei processi evaporativi,mentre con lo scambio ionico proposto aumenta solo il costo degli additivi chimici e delle quantità di resine necessarie.
Prima di iniziare la descrizione del processo, è opportuno fornire le didascalie delle figure che illustrano l’impianto.
Legenda alfabetica: (A) vasca di arrivo dell’acqua salata; (B) filtro di ingresso dell’acqua salata con valvola di ritegno incorporata; (C) tubo di ricircolo dell’acqua e pressurizzazione dinamica o cinetica della pompa elettrica; (D) livello nominale della vasca superiore; (E) circuito di lavaggio e rigenerazione delle resine a scambio ionico; (F) miscelazione del serbatoio superiore e troppopieno dell’acqua desalinizzata; (G) mini impianto di produzione di acqua deionizzata; (H) vasca di stoccaggio dell’acqua desalinizzata; (I) rete di distribuzione dell’acqua desalinizzata; (L) serbatoio di accumulo dell’acqua demineralizzata; (M) serbatoio del liquido di rigenerazione.
Legenda numerica: (1) pompa di alimentazione doppia rovesciata sul lato di aspirazione; (2) turbina sommersa con alternatore incorporato; (3) livello nominale della vasca dell’acqua per la desalinizzazione; (4) tubo per l’alimentazione dell’acqua per la desalinizzazione; (4.1) pezzo speciale per l’introduzione delle sfere con resine nel tubo di scambio ionico (forato nella parte inferiore); (5) tubo di scambio ionico; (5.1) cono tronco perforato incorporato nel tubo 5; (5.2) pezzo speciale per l’espulsione delle sfere dal tubo 5 (forato su tutta la superficie esterna e collegato al tubo 6 tramite la slitta 5.3); (5.3) slitta in lamiera metallica per la guida delle sfere nel tubo 6; (6) tubo di discesa delle sfere per lo svuotamento; (6.1) pezzo speciale per la deviazione delle sfere dal circuito di scambio ionico al circuito di rigenerazione (forato sul fondo per il drenaggio dell’acqua); (7) valvole a ghigliottina automatiche per arrestare il movimento delle sfere (sono sempre aperte quando la sonda di livello minimo indica che il tubo 6 è vuoto d’acqua; (7.1) valvole a ghigliottina automatiche per arrestare il movimento delle sfere (aprire una alla volta); (8) primo tunnel per il lavaggio a immersione delle resine; (9) percorso guidato delle sfere nel tunnel di immersione con un telaio aperto di barre di acciaio inox mediante salite e discese con scivoli per la raccolta del liquido di svuotamento delle sfere; (10) tunnel per la rigenerazione delle resine a immersione; (11) secondo tunnel di lavaggio a immersione delle resine; (12) pompa di aspirazione del fango dal serbatoio di arrivo; (13) pompa elettrica di aspirazione del fango di lavaggio della resina; (14) pompa elettrica di aspirazione del fango di rigenerazione delle resine; (15) telaio di supporto dell’impianto di demineralizzazione; (16) tubo di alimentazione dell’acqua demineralizzata; (17) valvola a galleggiante per l’alimentazione dell’acqua demineralizzata; (18) valvola a galleggiante per l’alimentazione del liquido di rigenerazione; (19) valvola di intercettazione motorizzata; (20) valvola di intercettazione manuale; (21) valvola di ritegno; (22) sonda di controllo della salinità; (23) sonda di controllo del pH. (24) sonda di controllo del livello minimo dell’acqua del tubo di svuotamento delle sfere; (25) agitatore sommerso.
La figura “1” mostra lo schema generale dell’impianto in verticale, dove è possibile osservare in sezione gli elementi riportati nelle legende, mentre le figure 2, 3 e 4 riportano le sezioni dei piani altimetrici A, B e C.
