In questo post vi presenteremo diversi metodi di separazione olio / acqua e
analizzeremo possibilità di utilizzarli per migliorare l'efficienza di skimmer
e delle unità di pompaggio.
Separazione per gravità
differenziale: Il metodo di separazione più antico e più esteso. Di solito il primo
passo nel trattamento delle acque oleose. Governato dalla legge di Stokes si
basa sulla diversa densità dei due liquidi immiscibili:
- Quanto più diversa è la densità dei fluidi migliore la separazione è.
- Per raggiungere una maggiore efficienza si richiedono lunghi tempi di permanenza e gocce di olio di grandi dimensioni.
Normalmente, l’efficienza di separazione è compresa tra il 20% e il 60%.
Tuttavia, per accelerare il processo può fare uso di coalescenza.
Tipi separatore:
- separatori API
- separatori circolari
- separatori a piastre (parallelo e ondulato)
- Curved-Plate Finger separatori
Separazione rotazionale: È stata concepita per
accelerare i processi di separazione per gravità, poiché la forza centrifuga è
molto maggiore della gravità. Una differenza del 5% tra le densità è
sufficiente per separare i fluidi, ma maggiore è tale differenza più
velocemente avviene la separazione e minore è il consumo di energia.
L'efficienza di separazione è compresa tra 77% e 91%. Utilizzando la
coalescenza questi valori possono aumentare.
Tipi di dispositivi:
- Centrifuga: l’acqua oleosa viene spostata lungo un percorso circolare dal moto rotatorio del dispositivo.
- Cicloni: Il liquido è costretto in movimento circolare a causa di iniezione tangenziale del fluido (olio/acqua).
- Vortex: La separazione di miscele olio/acqua è ottenuta trasmettendo un moto di rotazione alla miscela, in un recipiente cilindrico.
Il filtraggio è uno dei più
antichi metodi utilizzati. E 'molto efficace per la rimozione di idrocarburi in
sospensione in particolare.
- Multimedia: consiste nel far passare la miscela olio / acqua attraverso una serie di strati di differenti materiali solidi di dimensioni e densità diverse. Il grande vantaggio è la bassa caduta di pressione per alte portate senza ridurre la qualità dell'effluente.
- Filtri ad Assorbimento ed Adsorbimento: Il carbone attivo, ed il grafene durante gli ultimi anni, hanno dimostrato una elevata capacità di adsorbimento. La saturazione delle cartucce e la rigenerazione dei materiali sono i principali problemi che i ricercatori si trovano ad affrontare oggi per superare la barriera di fattibilità. Efficienza tra il 95 e il 100%.
Membrana: Negli ultimi decenni sono
state sviluppate membrane idrorepellenti e materiali idrofili. Per essere
efficaci, le membrane devono essere scelte a seconda delle caratteristiche
della sostanza da separare, però trovarano delle difficoltà nel separare
idrocarburi viscosi. È ancora una tecnologia molto costosa ed il suo utilizzo può
essere giustificato se fatto all’ultima fase di filtrazione per rimuovere le
ultime tracce di idrocarburi da acqua.
Elettrodialisi: La separazione avviene
attraverso l'applicazione di una corrente elettrica. È stata trovata una
maggiore applicazione nel campo degli impianti di dissalazione.
Osmosi inversa: Applicando una
pressione alla sostanza per il trattamento di olio e acqua vengono separati
sulla superficie della membrana poiché hanno una dimensione molecolare maggiore
di acqua, che può passare attraverso la membrana.
Ultrafiltrazione: Simile al dell'osmosi
inversa funziona a pressioni molto più basse.
Coalescenza: Aiuta al ragruppamento
delle gocce d’idrocarburo in soluzione acquosa. In generale aiuta a velocizzare
i processi di separazione di cui sopra (gravitazionale, di rotazione, di
filtrazione). In alcuni casi si possono raggiungere valori di efficienza del
90-98%
Altre tecnologie:
- Separazione elettromagnetica
- Separazione termica
- Separazione ultrasuoni
- Separazione cromatografica
Per ottenere una separazione quasi perfetta dovremo far uso di una
successione di diversi metodi utilizzati in cascata con la giusta combinazione
per soddisfare le esigenze di ciascun caso.
Osmosi inversa, ultrafiltrazione e l'adsorbimento con carbone attivo o
grafene sono i metodi più potenziali, ma comportano costi elevati di gestione,
soprattutto a livello energetico, e attrezzature ausiliarie. Intanto la separazione
per gravità ha bisogno di grandi volumi di lavoro e lunghi tempi di permanenza per
cui viene utilizzata come pretrattamento. Mentre i filtri, a causa della loro
facilità di saturazione e costi elevati in alcuni casi sono adatti per uno
stadio finale di separazione in cui ben raggiungere un'efficienza del 100%.
Da questo analisi delle tecnologie di separazione segue che l'azione più
appropriata per migliorare le prestazioni di skimmer è l’utilizzo della coalescenza
e della separazione rotazionale.
