Membrane piatte avvolte a spirale

Principio fisico

La configurazione spirale avvolta nasce per massimizzare la superficie filtrante in un volume contenuto e per ridurre il costo di produzione di metro quadrato. Più “buste” di membrana (formate incollando due fogli e separati internamente da uno spaziatore di permeato) sono avvolte attorno a un tubo centrale forato. Tra una busta e l’altra si interpone uno spaziatore di alimentazione (feed spacer) che genera turbolenza per ridurre il fouling.

Specifiche tecniche

Standard di mercato: moduli 2540 (2,5"×40", 2–3 m²), 4040 (4"×40", 8 m²), 8040 (8"×40", 35–40 m²). Lo standard dimensionale è codificato così tutti i moduli si possono scambiare tra produttori diversi.

• Densità superficie: 600–1.000 m²/m³ di housing (massima tra le configurazioni RO/NF).
• Pressione operativa: dipende dalla membrana (3–80 bar).
• Limite solidi sospesi: SDI < 5 obbligatorio, SDI < 3 raccomandato per durata 5+ anni.
• Pulibilità: media. Il feed spacer trattiene fouling e ne complica la rimozione.

Configurazione

Da 1 a 8 moduli sono inseriti in serie in un tubo di pressione (pressure vessel) in vetroresina. I tubi sono raggruppati in stadi: il concentrato di uno stadio diventa l’alimentazione dello stadio successivo per aumentare il recupero complessivo (configurazione “Christmas tree”).

Pre-trattamento

Critico per la spirale: il feed spacer è una trappola per particelle e biofilm. SDI a monte sotto 3, filtro 5 µm assoluto, anti-incrostante calibrato sull’LSI dell’acqua, declorazione obbligatoria.

Vita utile e fouling

Vita utile dipende dalla membrana: 2–4 anni domestico, 4–7 anni industriale ben gestito. Il fouling si accumula sul feed spacer ed è difficile da rimuovere completamente con il CIP. La conformità all’UNI EN 1488 obbliga a documentare la pressione differenziale per stadio e il flusso normalizzato.

Pulizia CIP

Stesso protocollo della membrana installata. Per spirali con biofouling avanzato si possono usare lavaggi a pressione differenziale invertita (in alcune membrane consentite dal produttore).

Costi

Modulo 4040 standard: 80–150 €. Modulo 8040 industriale: 350–700 €. Pressure vessel in vetroresina per 6 moduli 8040: 1.200–2.500 €.

Quando usarla

Spirale è la scelta default per RO/NF civile e industriale fino a media-alta scala. Si passa a configurazioni alternative (fibre cave per SWRO, dischi piatti per applicazioni di laboratorio) solo per casi specifici.