Vincenzo BELGIORNO | Brevetti

Il processo brevettato, denominato USAME (UltraSound Adsorption and MEmbrane), consente di incrementare i rendimenti di trattamento nelle soluzioni liquide, riducendo la formazione di fouling sulla superficie delle membrane e garantendo un possibile riutilizzo delle acque trattate. In particolare, in questo brevetto, è stato sviluppato un processo di filtrazione combinato con adsorbimento e sonicazione. La filtrazione su membrane è un processo atto a rimuovere i solidi presenti in forma disciolta e colloidale nelle soluzioni liquide filtrate, non permette la riduzione delle concentrazioni di sostanza organica. Il limite operativo riscontrato è legato alla formazione del fouling, generato sia dalla presenza di sostanza organica che dalle particelle che ostruiscono i pori della membrana stessa. Il trattamento USAME consente di raggiungere elevati rendimenti di rimozione della sostanza organica grazie all’impiego di processi di adsorbimento ed ossidazione avanzata ad ultrasuoni. Inoltre, la presenza combinata degli ultrasuoni garantisce la riduzione, o quasi l’azzeramento, della formazione del fouling biologico. Questo processo si rivela come un passo fondamentale per la risoluzione dei principali problemi legati alla filtrazione su membrane.

L’adsorbimento è un processo chimico fisico che comporta l’accumulo di specie chimiche inizialmente presenti in soluzione su di un’opportuna  interfaccia. In questo modo si ha un trasferimento di massa, in quanto uno o più costituenti presenti in fase liquida vengono trasferiti a un’altra fase. La sostanza rimossa dalla fase liquida e raccolta sull’interfaccia  prende il nome di adsorbato, mentre il solido sul quale avviene l’accumulo si definisce adsorbente. L’adsorbimento rende possibile la rimozione di composti disciolti che sono causa di sgradevoli odori, sapori, colori o tossicità.

La sonicazione, dall’altro lato, produce fenomeni di cavitazione nelle soluzioni acquose. La cavitazione è la formazione, lo sviluppo e il collasso di cavità all’interno di un liquido. Il violento collasso di dette bolle di cavitazione genera onde d’urto che formano radicali liberi molto reattivi che comportano l’ossidazione della sostanza organica. Tali processi sono legati ai tempi di contatto, alla potenza irradiata ed alle caratteristiche del reattore utilizzato e del liquido trattato.

Sebbene gli Ultrasuoni siano applicati in diversi campi tecnici sin dalla prima metà del ventesimo secolo, l’utilizzo in combinazione con la filtrazione delle acque risulta estremamente innovativo e USAME rappresenta una nuova realtà perseguibile nel campo dei trattamenti delle soluzioni liquide.