L'industria della desalinizzazione in rapida crescita produce acqua potabile e per l'agricoltura nelle regioni costiere aride del mondo. Ma lascia come prodotto di scarto molta salamoia altamente concentrata, che di solito viene smaltito scaricandolo nuovamente in mare, un processo che richiede sistemi di pompaggio costosi e che deve essere gestito con attenzione per prevenire danni agli ecosistemi marini. Ora, gli ingegneri del MIT dicono di aver trovato un modo migliore.

In un nuovo studio, mostrano che attraverso un processo abbastanza semplice il materiale di scarto può essere convertito in sostanze chimiche utili, comprese quelle che possono rendere più efficiente il processo di desalinizzazione stesso.

L'approccio può essere utilizzato per produrre idrossido di sodio, tra gli altri prodotti. Altrimenti noto come soda caustica, l'idrossido di sodio può essere usato per pretrattare l'acqua di mare che entra nell'impianto di desalinizzazione. Questo cambia l'acidità dell'acqua, che aiuta a prevenire l'intasamento delle membrane utilizzate per filtrare l'acqua salata, una delle principali cause di interruzioni e guasti nei tipici impianti di dissalazione ad osmosi inversa.

Il concetto è descritto oggi sulla rivista Catalisi della natura e in altri due articoli del ricercatore del MIT Amit Kumar, professore di ingegneria meccanica Giovanni. H. Lienhard V, e molti altri. Lienhard è Jameel Professor of Water and Food e direttore dell'Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab.

"La stessa industria della desalinizzazione ne usa parecchio, " Kumar dice dell'idrossido di sodio. "Lo stanno comprando, spendere soldi su di esso. Quindi, se riesci a farlo in situ presso lo stabilimento, questo potrebbe essere un grande vantaggio." La quantità necessaria nelle piante stesse è molto inferiore al totale che potrebbe essere prodotto dalla salamoia, quindi c'è anche la possibilità che sia un prodotto vendibile.

L'idrossido di sodio non è l'unico prodotto che si può ricavare dalla salamoia di scarto:un'altra importante sostanza chimica utilizzata dagli impianti di desalinizzazione e da molti altri processi industriali è l'acido cloridrico, che può anche essere facilmente realizzato in loco dalla salamoia di scarto utilizzando metodi di trattamento chimico consolidati. Il prodotto chimico può essere utilizzato per la pulizia di parti dell'impianto di desalinizzazione, ma è anche ampiamente utilizzato nella produzione chimica e come fonte di idrogeno.

Attualmente, il mondo produce più di 100 miliardi di litri (circa 27 miliardi di galloni) al giorno di acqua dalla desalinizzazione, che lascia un volume simile di salamoia concentrata. Gran parte di questo viene risucchiato in mare, e le normative vigenti richiedono costosi sistemi di scarico per garantire un'adeguata diluizione dei sali. La trasformazione della salamoia può quindi essere sia economicamente che ecologicamente vantaggiosa, soprattutto perché la desalinizzazione continua a crescere rapidamente in tutto il mondo. "Lo scarico ecologico della salamoia è gestibile con la tecnologia attuale, ma è molto meglio recuperare risorse dalla salamoia e ridurre la quantità di salamoia rilasciata, "dice Lienhard.

Il metodo per convertire la salamoia in prodotti utili utilizza processi chimici noti e standard, compresa la nanofiltrazione iniziale per rimuovere i composti indesiderati, seguito da uno o più stadi di elettrodialisi per produrre il prodotto finale desiderato. Sebbene i processi suggeriti non siano nuovi, i ricercatori hanno analizzato il potenziale per la produzione di sostanze chimiche utili dalla salamoia e hanno proposto una combinazione specifica di prodotti e processi chimici che potrebbero essere trasformati in operazioni commerciali per migliorare la fattibilità economica del processo di desalinizzazione, riducendone l'impatto ambientale.

"Questa salamoia molto concentrata deve essere maneggiata con cura per proteggere la vita nell'oceano, ed è uno spreco di risorse, e costa energia per riportarlo in mare, "quindi trasformarlo in un bene utile è un vantaggio per tutti, dice Kumar. E l'idrossido di sodio è una sostanza chimica così onnipresente che "ogni laboratorio del MIT ne ha, " lui dice, quindi trovare mercati per questo non dovrebbe essere difficile.

I ricercatori hanno discusso il concetto con le aziende che potrebbero essere interessate alla fase successiva della costruzione di un prototipo di impianto per aiutare a elaborare l'economia reale del processo. "Una grande sfida è il costo, sia il costo dell'elettricità che il costo delle apparecchiature, " in questa fase, dice Kumar.

Il team continua anche a valutare la possibilità di estrarre altri, materiali a bassa concentrazione dal flusso di salamoia, lui dice, compresi vari metalli e altri prodotti chimici, che potrebbe rendere la lavorazione della salamoia un'impresa ancora più redditizia dal punto di vista economico.