ANALISI DELLE PERFORMANCE DI UN IMPIANTO DI DESALINIZZAZIONE CON VALORIZZAZIONE ENERGETICA DELLA SALAMOIA

Increasing water demand and decreasing available resources are causing growing water scarcity in many regions of the world, and traditional methods of supplying water are now more inadequate than ever for the ever-increasing needs. Increasing water stress represents a significant threat to life on Earth, exacerbated by population growth and climate change. Global freshwater availability is limited, with most resources trapped in ice or underground. In this scenario, seawater desalination emerges as a crucial solution to bridge the gap between supply and demand. This process, which removes salts from the water, offers a constant, high quality water source, independent of weather conditions. However, challenges related to the required energy, high costs and environmental concerns, in particular the management of waste brine, must be efficiently managed, as this represents a critical by-product of the process, which still remains under-researched. The following study aims to analyse the water demand of a city in the Puglia region and to evaluate the installation of a reverse osmosis desalination plant, with particular attention paid to the quantities and characteristics of the brine produced. The work is divided into several phases: initially, the state of the art of the main desalination technologies is examined, comparing the different configurations on the market; then, a detailed study of the city's water demand is presented, with estimates on energy consumption and water costs, comparing the data with those of the current supplier; at the end, the management of the brine generated is examined in depth, with a focus on its reuse and energy recovery.

L'aumento della domanda idrica e la diminuzione delle risorse disponibili stanno causando una crescente scarsità d'acqua in molte regioni del mondo e i metodi tradizionali di approvvigionamento della stessa risultano oggi più che mai inadeguati al fabbisogno in costante crescita. Il crescente stress idrico rappresenta una minaccia significativa per la vita sulla Terra, aggravata dalla crescita demografica e dai cambiamenti climatici. La disponibilità di acqua dolce a livello mondiale è limitata, con la maggior parte delle risorse intrappolate nei ghiacci o nel sottosuolo. A fronte di questo panorama legato alla suddetta vitale risorsa, la desalinizzazione dell'acqua di mare emerge come una soluzione cruciale per colmare il divario tra domanda e offerta. Questo processo, che rimuove i sali dall'acqua, offre una fonte idrica costante e di alta qualità, indipendente dalle condizioni climatiche. Tuttavia, le sfide legate all’energia richiesta, ai costi elevati e alle preoccupazioni ambientali, in particolare la gestione della salamoia di scarto, devono efficientemente essere gestite, in quanto questa rappresenta un sottoprodotto critico del processo, che resta ancora poco approfondito. Il seguente studio si propone di analizzare la domanda idrica di un comune della regione Puglia e di valutare l'installazione di un impianto di desalinizzazione a osmosi inversa, con particolare attenzione rivolta alle quantità e alle caratteristiche della salamoia prodotta. Il lavoro si articola in diverse fasi: inizialmente, viene esaminato lo stato dell'arte delle principali tecnologie di desalinizzazione, confrontando le diverse configurazioni presenti sul mercato; successivamente, viene presentato uno studio dettagliato della domanda idrica del comune, con stime sul consumo energetico e sui costi dell'acqua, confrontando i dati con quelli dell'attuale fornitore; infine, viene approfondita la gestione della salamoia generata, con un focus sul suo riutilizzo e il recupero energetico.