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Il problema della carenza di risorse idriche sta diventando sempre più evidente, e la tecnologia di desalinizzazione dell'acqua di mare è diventata uno dei metodi importanti per risolvere il problema.

La desalinizzazione dell'acqua di mare è il processo di rimozione del sale e dei minerali in eccesso dall'acqua di mare per ottenere acqua potabile. Attualmente, esistono oltre venti tecnologie di desalinizzazione dell'acqua di mare a livello mondiale. Queste tecnologie possono essere suddivise principalmente in due categorie: una è rappresentata dalle tecnologie termiche di desalinizzazione come la distillazione multi-effetto e la distillazione a flash multi-stadio; l'altra è rappresentata dalle tecnologie membranarie come l'osmosi inversa.

Le membrane ad osmosi inversa sono una tecnologia di separazione efficiente. Sia nella vita quotidiana che nella produzione industriale, possiamo sempre trovare l'utilizzo delle membrane in vari settori come le energie rinnovabili, la biomedicina e il trattamento dell'acqua.

Attualmente, il metodo con membrana di osmosi inversa è diventato la tecnologia di desalinizzazione più diffusa a livello globale, rappresentando circa il 69% della capacità installata. L'osmosi inversa, nota anche come filtrazione membranica, è un processo fisico con la tecnologia di base costituita dalla membrana desalinizzante. Si utilizzano pompe d'acqua ad alta potenza per forzare l'acqua di mare verso la membrana desalinizzante, che può trattenere sostanze più grandi di 0,0001 micron consentendo ai molecole d'acqua di passare. Durante il processo di desalinizzazione, vengono inoltre filtrati in gran parte batteri e elementi traccia presenti nell'acqua. Tuttavia, questo metodo richiede che l'acqua venga pre-trattata per rimuovere il cloro residuo e le particelle grosse prima di entrare nella membrana per evitarne il danneggiamento.

Negli ultimi anni, è emersa una nuova tecnologia di desalinizzazione, ovvero la tecnologia di desalinizzazione con accoppiamento termico-membrana, come la pervaporazione. Il principio della desalinizzazione per pervaporazione è che, sotto l'impulso della differenza di pressione di vapore sui due lati della membrana, le molecole d'acqua nel mare passano attraverso la membrana in forma di flusso liquido, subiscono un cambiamento di fase e infine attraversano la membrana in forma gassosa, per poi essere condensate e raccolte.

La pervaporazione ha il vantaggio di un basso consumo di energia rispetto ad altre tecnologie di desalinizzazione membranare. Il suo consumo energetico è stimato intorno a 5-7 kWh/m³, inferiore a quello della tecnologia dell'osmosi inversa. Pertanto, il costo di produzione dell'acqua è previsto di essere di circa ￥4,5-12,9 (CNY) al metro cubo, rendendola una delle tecnologie di desalinizzazione più economiche.