Processi di filtrazione / IWA Publishing

Processi di filtrazione

La filtrazione è un processo che rimuove le particelle dalla sospensione in acqua. La rimozione avviene mediante una serie di meccanismi che includono lo sforzo, la flocculazione, la sedimentazione e la cattura della superficie. I filtri possono essere classificati in base al metodo principale di cattura, ovvero l’esclusione di particelle sulla superficie del mezzo filtrante, ovvero lo sforzo, o la deposizione all’interno del mezzo, ovvero la filtrazione in profondità.

I filtri sono generalmente costituiti da una semplice barriera fisica sottile in metallo o plastica., Nel trattamento delle acque tendono ad essere utilizzati all’ingresso del sistema di trattamento per escludere oggetti di grandi dimensioni (ad esempio foglie, pesci e detriti grossolani). Questi possono essere manualmente o meccanicamente raschiato bar schermi. La distanza tra le barre varia da 1 a 10 cm. Gli schermi di aspirazione possono avere spaziatura molto più piccola creata da piastre ravvicinate o persino da un tessuto metallico fine. Questi ultimi sono solitamente destinati a rimuovere il limo fine e in particolare le alghe e sono indicati come microstrainers.,

Filtri, come comunemente inteso nel trattamento delle acque generalmente costituiti da un mezzo all’interno del quale è destinato la maggior parte delle particelle in acqua sarà catturato. Tali filtri potrebbero essere fabbricati come filtri a cartuccia monouso, che possono essere adatti per applicazioni domestiche (cioè per il trattamento del punto di utilizzo) e per applicazioni industriali su piccola scala. Esistono forme più grandi di filtri a cartuccia che possono essere puliti. Una versione è la filtrazione precoat in cui una superficie di supporto porosa viene data un rivestimento sacrificale di terra diatomee, o altro materiale adatto, ogni volta che il filtro è stato pulito., Inoltre, una piccola quantità di terra di diatomee viene applicata continuamente durante la filtrazione. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, i filtri utilizzati nel trattamento delle acque comunali contengono sabbia o un altro materiale granulare appropriato (ad esempio antracite, vetro frantumato o altro materiale ceramico o un altro minerale relativamente inerte) come mezzo filtrante. La filtrazione che utilizza tali filtri viene spesso definita filtrazione granulare approfondita.

I filtri di media granulari sono utilizzati in uno dei due modi distinti che sono comunemente chiamati filtrazione a sabbia lenta e filtrazione rapida a gravità o pressione., Quando i filtri sono usati come mezzi finali di rimozione delle particelle dall’acqua, allora i filtri possono avere bisogno di essere preceduti da un’altra fase della separazione solido-liquido (chiarificazione) quale sedimentazione (processi di sedimentazione), flottazione dell’aria disciolta (processi di flottazione) o possibilmente una fase preliminare di filtrazione.

Altri processi avvengono in recipienti simili a quelli utilizzati per la filtrazione granulare, e per alcuni aspetti i processi hanno somiglianze con la filtrazione, ma la filtrazione non è il loro unico o primario scopo., Pertanto, tali processi non sono considerati ulteriormente in questo articolo. Gli esempi includono vasi riempiti con carbone attivo granulare per la rimozione di sostanze organiche disciolte e vasi riempiti con resina a scambio ionico per la rimozione di ioni inorganici e organici. Esistono applicazioni di filtri che, mentre la filtrazione (rimozione di particelle) avviene, si intende anche un processo secondario, ad esempio la rimozione di ferro e manganese e la rimozione dell’arsenico.,

Filtri

C’è una grande varietà di filtri rispetto a come viene eseguito lo sforzo, con e da cosa (Purchas, 1971). La parte tesa potrebbe essere fatta di metallo o altro materiale inerte, ad esempio plastica, cotone o ceramica. Se il metallo, potrebbe essere semplicemente un foglio perforato, una griglia di barre, una pila di dischi o filo intrecciato. Se di plastica, potrebbe essere una griglia, tessuto o semplicemente un feltro fuso. Nei filtri a cartuccia la cartuccia solitamente monouso potrebbe essere semplicemente costituita da un materiale poroso e non comprimibile o essere avvolta su un supporto cilindrico., I filtri a cartuccia trovano applicazione generalmente in applicazioni su piccola scala come per il trattamento delle acque domestiche.

È probabile che solo alcuni tipi di filtri trovino applicazione nel trattamento delle acque comunali. Alcuni richiedono pulizia manuale altri vengono puliti meccanicamente e anche automaticamente quando la caduta di pressione attraverso di loro raggiunge un valore specifico. Un trattamento delle acque funziona potrebbe avere un semplice filtro bar al suo ingresso per tenere fuori tronchi, grandi pesci e animali da nuoto., Successivamente ci potrebbe essere un filtro fine con la sua apertura abbastanza piccola da escludere tutti tranne il più piccolo dei pesci, foglie, ciuffi di alghe ecc. Generalmente, questo filtro dovrebbe essere pulito automaticamente. Dove le alghe potrebbero essere un problema distinto, il filtro della barra potrebbe avere barre ravvicinate e essere pulito automaticamente seguito da un microstrainer.

Un particolare tipo di filtro meccanico ha trovato applicazione limitata in piccoli impianti di trattamento delle acque comunali. Il mezzo di sforzo è un fascio di fibre. In modalità di filtrazione il fascio è attorcigliato stretto., Nella modalità di lavaggio il fascio non viene attorcigliato e i detriti intrappolati vengono rimossi invertendo il flusso d’acqua.

Filtri Precoat

Nella filtrazione precoat uno strato sottile di un mezzo inerte viene posato su una struttura di supporto per fornire una superficie porosa di tensione. Lo strato di precoat potrebbe essere creato con fibre sciolte o polveri (Purchas, 1971). Una piccola quantità di precoat o altro materiale simile potrebbe essere aggiunto continuamente durante la filtrazione in modo tale che anche una filtrazione approfondita abbia luogo., Quando la resistenza al flusso diventa troppo grande, i detriti accumulati e il mezzo inerte vengono scaricati e il ciclo ripetuto. Nella maggior parte dei casi il materiale precoat viene utilizzato una sola volta e non viene recuperato e riciclato.

È improbabile che la filtrazione precoat venga utilizzata in combinazione con la coagulazione e quindi la sua applicazione nel trattamento delle acque comunali è molto limitata.,

Filtri a sabbia lenti

Nella filtrazione a sabbia lenta la velocità di filtrazione è intenzionalmente lenta con l’uso di sabbia più piccola della sabbia utilizzata nei filtri a sabbia rapidi, in modo che le particelle non siano guidate lontano nel letto di sabbia tenuto all’interno del guscio del filtro. I meccanismi principali che si svolgono nei filtri a sabbia lenti è l’accumulo di uno strato di detriti sulla superficie del filtro (sforzare) e la cattura all’interno di circa i 20 cm superiori della sabbia. Questi detriti sono autorizzati a sviluppare attività biologica che contribuisce al trattamento dell’acqua che lo attraversa., Questo strato biologicamente attivo è spesso chiamato “schmutzdecke”. Poiché la velocità di filtrazione è relativamente lenta, la resistenza al flusso attraverso filtri a sabbia lenti si sviluppa lentamente e può richiedere fino a 3 mesi prima che diventi inaccettabile. Poiché la velocità di filtrazione è lenta, è necessaria un’ampia area per la filtrazione. Di conseguenza, i filtri di grandi dimensioni vengono puliti rimuovendo lo schmutzdecke con circa 5 cm di sabbia solitamente con mezzi meccanici., Alla fine la profondità della sabbia rimanente diventa troppo superficiale e la sabbia rimanente viene rimossa, pulita e sostituita con sabbia pulita aggiuntiva fino alla profondità iniziale originale.

La filtrazione lenta della sabbia era il metodo principale di filtrazione dell’acqua potabile prima che la filtrazione rapida della sabbia fosse sviluppata. Anche se ha un grande ingombro, molti filtri a sabbia lenti sono ancora utilizzati. Gli sviluppi per renderli più convenienti hanno incluso:

• La rimozione, il lavaggio e la sostituzione della sabbia sono stati meccanizzati il più possibile.,
• La necessità di rimuovere la sabbia è stata resa il più possibile prevedibile in modo che le attrezzature e la manodopera siano utilizzate in modo efficiente.
• I tassi di filtrazione sono stati aumentati il più possibile per migliorare l’economia e contribuire alla prevedibilità della necessità di rimozione della sabbia.
• Il pretrattamento, incluso lo stoccaggio e la gestione dell’acqua grezza, viene applicato per ridurre l’impatto dei solidi in sospensione e contribuire alla prevedibilità.,
• Il carbone attivo granulare è stato utilizzato in alcuni filtri per sostituire la parte inferiore della sabbia per aiutare con la rimozione di pesticidi, gusto e odore e altre sostanze organiche in tracce che il meccanismo biologico non affronta in modo efficace.

Esistono due requisiti importanti per il corretto funzionamento dei filtri a sabbia lenti. In primo luogo, l’acqua che entra nei filtri non deve contenere alcun disinfettante o altra sostanza chimica che possa interrompere l’attività biologica dello schmutzdecke., In secondo luogo, se il pretrattamento viene effettuato con coagulazione, la maggior parte delle particelle floc risultanti deve essere rimossa come parte del pretrattamento, altrimenti il floc accelererà la velocità con cui si sviluppa la resistenza al flusso attraverso il filtro.

Filtri rapidi a gravità e pressione

La filtrazione granulare approfondita può essere effettuata sotto gravità (filtrazione rapida a gravità) o sotto pressione (filtrazione a pressione). I meccanismi di base della rimozione delle particelle sono fondamentalmente gli stessi in entrambe le modalità di gravità e pressione., Le principali differenze tra le due modalità sono probabilmente idrauliche, in particolare la distribuzione del flusso tra i filtri e il controllo del flusso attraverso i singoli filtri.

Il materiale filtrante è solitamente sabbia, ma è possibile utilizzare altro materiale relativamente inerte, ma la scelta dipende dai costi e da quali altri obiettivi potrebbero esserci. In alcuni casi, parte della sabbia potrebbe essere sostituita con antracite. La densità inferiore dell’antracite consente di utilizzare una granulometria più grande in modo tale che dopo il controlavaggio l’antracite più grande si trovi sopra la sabbia più piccola., In questo modo la filtrazione avviene attraverso prima un supporto più grande e poi un supporto più piccolo per aiutare a sfruttare meglio la profondità del letto filtrante.

Il principale meccanismo di filtrazione in profondità è la cattura della superficie. L’area del supporto disponibile per l’acquisizione della superficie dipende dalla profondità e dalle dimensioni del supporto. La profondità e le dimensioni regolano anche lo spazio disponibile per lo stoccaggio dei detriti catturati. La forma del grano del mezzo filtrante influisce anche sulla cattura e sullo stoccaggio, in quanto le particelle angolari sono preferibili alle particelle arrotondate., La scelta delle dimensioni deve tenere conto della rapidità con cui il mezzo potrebbe essere bloccato dai detriti catturati e della facilità con cui può essere lavato. Indipendentemente dalla scelta del materiale di supporto, la dimensione tende ad essere limitata all’intervallo da 0,5 a 2,0 mm. La massima applicazione della filtrazione in profondità nel trattamento delle acque comunali è dopo la coagulazione, forse anche con un chiarimento preliminare., La scelta della chimica della coagulazione, la sua applicazione e qualsiasi chiarimento, regolano la natura e la quantità delle particelle da rimuovere dalla filtrazione, che a loro volta influenzano la scelta del mezzo filtrante, la profondità e la velocità di filtrazione.

Nel trattamento dell’acqua potabile, la filtrazione in profondità è spesso l’ultima e talvolta l’unica barriera fisica alle particelle. Pertanto l’affidabilità delle prestazioni dei filtri è importante per garantire la qualità dell’acqua al termine del trattamento conforme agli standard., Gli standard definiti dai regolamenti pertinenti sono diventati sostanzialmente più rigorosi man mano che si sono sviluppati negli ultimi 50 anni. L’affidabilità dell’esclusione delle oocisti di Cryptosporodium è stata di particolare preoccupazione.

Il letto del mezzo filtrante granulare viene pulito applicando il controlavaggio., Questo in genere comporta: lo svuotamento acqua fino a quando la sua superficie superiore è allo stesso livello della parte superiore del supporto, allentando il letto con aria (aria setacciare), l’applicazione di acqua upwash ad un tasso abbastanza grande da solo fluidise la parte funzionale del letto filtrante, consentono un breve intervallo per la media di stabilirsi e iniziare a riempire il filtro con l’acqua sopra il letto, mentre aprendo la presa in modo che la filtrazione inizia lentamente. Un controlavaggio più rigoroso può essere ottenuto se il lavaggio dell’acqua viene avviato a una velocità ridotta mentre si verifica la pulizia dell’aria (lavaggio combinato aria-acqua)., Le vecchie installazioni di filtri a volte hanno altre caratteristiche come rastrelli meccanici o vampate di superficie che operano durante l’upwash. La viscosità dell’acqua dipende dalla temperatura dell’acqua. Pertanto, è importante che il tasso di upwash tenga conto della temperatura dell’acqua per garantire la fluidizzazione del mezzo filtrante.

È usuale avere almeno quattro filtri, in modo che la filtrazione possa continuare mentre un filtro viene lavato. I grandi lavori di trattamento hanno molti più di quattro in un gruppo e possibilmente due o più gruppi indipendenti di filtri.,

I problemi con il funzionamento di filtri approfonditi includono:

• Perdita di supporti durante il controlavaggio,
• Controlavaggio inefficace con conseguente legame del fango del supporto e dei suoi sintomi associati.
• Filtro corto funziona a causa di una rapida velocità di headloss o precoce sfondamento di particelle.,

Questi sono di solito indicatori del calibro di tasso di upwash errato, problemi con il sistema di underdrain, dosaggio eccessivo di polielettrolita, presenza di alghe filtro-bloccanti, scelta inappropriata di uno o entrambi i media filtranti dimensioni e profondità, o semplicemente uno o entrambi inadeguata coagulazione e chiarificazione prima. La risoluzione dei problemi dovrebbe anche verificare in che misura la distribuzione del flusso tra i filtri in una banca o in un gruppo è equa o meno.

Nuove forme di filtri granulari

Esistono numerose forme relativamente nuove di filtri granulari., Ognuno è un “cavallo per un corso” con il suo specifico insieme di vantaggi e svantaggi e quindi l’adeguatezza relativa per le applicazioni certan.

Filtri di upflow

Nella normale filtrazione di media granulari in profondità il flusso di acqua scende attraverso il letto filtrante, tranne durante il controlavaggio. L’upflow dell’acqua durante la filtrazione è possibile; offre un vantaggio ma pone anche problemi., Con il controlavaggio dei media filtranti, normalmente i media sono incoraggiati a stratificare con il materiale più grande e più denso verso il fondo del letto filtrante e il più piccolo e leggero verso l’alto. Ciò significa che nella filtrazione verso il basso, la filtrazione viene progressivamente attraverso supporti sempre più grandi, a meno che il supporto non sia ben classificato prima dell’installazione. Ciò contraddice la geometria ideale del letto di filtrazione attraverso i media progressivamente più piccoli. Ne consegue che un modo per evitare questa situazione è quello di filtrare verso l’alto., La filtrazione verso l’alto consente di sfruttare meglio la capacità dei media di raccogliere e immagazzinare solidi. Tuttavia, man mano che il letto filtrante accumula depositi e la resistenza a fluire attraverso di esso aumenta, il letto diventa progressivamente più probabile che venga interrotto idraulicamente. Due approcci sono stati utilizzati per limitare questa interruzione idraulica. Il filtro Immedium utilizza una semplice griglia metallica di circa 15 cm sotto la parte superiore del letto per aiutare a mantenere il letto compattato. Il filtro Biflow applica la filtrazione di downflow alla parte superiore del letto per mantenere la parte inferiore con la filtrazione di upflow compattata.,

Una riserva per l’uso di filtri upflow come fase finale di rimozione dei solidi nel trattamento dell’acqua potabile è che il flusso di controlavaggio è nella stessa direzione di filtrazione. Un’altra riserva è che la svolta del filtro può accadere improvvisamente. Di conseguenza, è più probabile che i filtri di upflow si trovino in applicazioni in cui la protezione della qualità dell’acqua trattata non deve essere rigorosa come richiesto per il trattamento dell’acqua potabile, anche se potrebbe essere opportuno utilizzarli come fase di chiarificazione prima della normale filtrazione in profondità.

a., Filtri Immedium

Il filtro Immedium è stato sviluppato nei Paesi Bassi nel 1960. La caratteristica principale è l’uso di una semplice griglia metallica attraverso il letto filtrante circa 15 cm sotto la parte superiore della sabbia. La griglia ritarda l’inizio della rottura delle particelle nell’acqua. La griglia aiuta a mantenere la compattazione della sabbia e ritarda l’inizio della penetrazione localizzata del flusso in quanto l’acqua trova percorsi di minor resistenza attraverso la sabbia., Si raggiunge un punto in cui il flusso attraverso un percorso di resistenza così basso è troppo grande perché le particelle possano essere rimosse ed è abbastanza grande da fluidificare la sabbia nella parte superiore del percorso di flusso. Ciò può essere osservato sulla superficie superiore del letto dalla comparsa di “fori di soffiaggio”.

b. Filtri Biflow

Il filtro Biflow è stato sviluppato come alternativa al filtro Immedium. Come suggerisce il nome, il flusso per la filtrazione è in due direzioni. La maggiore proporzione di flusso è verso l’alto dalla base del letto filtrante, mentre la proporzione più piccola è verso il basso dalla parte superiore del letto filtrante., I due flussi si incontrano un breve percorso lungo il letto dove c’è una griglia di uscita attraverso il letto. Quando il filtro ha bisogno di lavare entrambi i flussi vengono fermati e aria setacciare applicato per alcuni minuti prima di acqua upwash viene effettuata per lavare i detriti. L’upwash combinato di aria e acqua può essere eseguito solo se il filtro è stato progettato per questo.

c. Filtri per supporti di galleggiamento

Mentre nei filtri Immedium e Biflow la sabbia del filtro viene mantenuta compatta, nei filtri per supporti di galleggiamento il supporto viene scelto per essere galleggiabile e viene trattenuto nel filtro da una rete di tensione sopra il supporto., Il supporto è selezionato per avere una bassa densità e di conseguenza è di solito una plastica. Durante la modalità di filtrazione il supporto è in uno stato compattato sotto la rete di fissaggio. Quando i supporti devono essere lavati per pulire i detriti catturati, la velocità di upflow viene ridotta per rilasciare la compattazione e l’aria viene fatta gorgogliare attraverso il letto. I filtri per fluidi galleggianti sono stati utilizzati nel trattamento dell’acqua come fase di chiarificazione prima della normale filtrazione

d. Filtri a letto mobile

Tutti i filtri per fluidi granulari sopra descritti hanno un flusso passante per la filtrazione fermato mentre sono sottoposti a controlavaggio., In un filtro a letto mobile, il corpo filtrante è in continuo movimento in modo che la filtrazione non venga interrotta per il lavaggio della sabbia. La sabbia nella zona di filtrazione si muove lentamente verso il basso a causa del proprio peso contro l’upflow dell’acqua filtrata. Nella base conica del filtro la sabbia viene portata idraulicamente in un tubo verticale attraverso il centro del letto filtrante. Quando la sabbia viene trasportata attraverso il tubo, i depositi filtrati vengono rilasciati., Nella parte superiore del tubo sopra il letto filtrante, la sabbia si deposita dall’acqua di lavaggio e ritorna alla parte superiore del letto filtrante mentre l’acqua di lavaggio sporca viene tenuta separata dall’acqua filtrata che emerge dalla parte superiore del filtro. Affinché la percentuale di acqua persa nel flusso di lavaggio sia ridotta, le unità mobili del letto devono essere azionate vicino alla capacità di progettazione.

Filtri di cella

Esiste una dimensione massima a cui è possibile costruire un filtro normale se l’intero letto filtrante deve essere sottoposto a controlavaggio contemporaneamente., Se il letto del filtro può essere lavato in sezioni, il guscio del filtro può essere più grande. Un letto può essere backwashed nelle sezioni avendo il letto del filtro diviso dalle pareti dal pavimento del filtro appena sopra il letto in moda da potere disporre un cappuccio sopra la sezione da backwashed. La cappa è montata su un portale che corre su binari lungo la parte superiore delle pareti laterali principali del filtro. Questo approccio si traduce in costi di ingegneria civile ridotti ma maggiori costi di ingegneria meccanica, rispetto a un numero maggiore di filtri di area di filtrazione totale equivalente., L’affidabilità operativa di un filtro a celle dipende molto dal funzionamento del sistema a portale e cappa e dall’efficacia con cui la cappa si sigilla con le pareti di una cella.

Filtri automatici di risucchio

Quando i depositi si accumulano in un letto filtrante, la resistenza al flusso attraverso il letto aumenta. Il flusso può essere mantenuto costante avendo una valvola di scarico che viene progressivamente aperta e fornire meno resistenza al flusso attraverso di essa per compensare la maggiore resistenza al flusso attraverso il letto. In questo modo il livello (testa) dell’acqua sopra i media rimane relativamente costante., In alternativa, il flusso al filtro è mantenuto costante e il flusso attraverso il filtro rimane relativamente costante con il livello di acqua sopra il letto aumentando. Se il filtro è contenuto in un guscio profondo, il livello crescente di acqua può essere utilizzato per innescare un sifone. Quando il livello raggiunge un livello predeterminato, il sifone viene attivato e viene utilizzato per aspirare l’acqua attraverso il filtro per causare il controlavaggio. Un rischio è che il tasso di upwash dell’acqua possa essere inadeguato per un efficace controlavaggio., Tuttavia, il design si presta a confezionare impianti e situazioni in cui la qualità e la quantità di particelle da rimuovere rimane relativamente costante. È improbabile che il design sia adatto per il trattamento dell’acqua potabile.

Filtri orizzontali e radiali

a. Filtri orizzontali

Invece del flusso di acqua che sale o scende attraverso un letto filtrante, può essere orizzontalmente attraverso il letto. Se il letto filtrante è contenuto in un serbatoio rettangolare, la velocità di filtrazione rimane costante lungo la lunghezza (ingresso-uscita) del filtro., Il filtro può essere lavato idraulicamente come richiesto. Sarebbe necessario che il materiale filtrante principale fosse il più uniforme possibile in modo che non vi sia una distorsione distinta attraverso la profondità dovuta alla stratificazione dei media per dimensione tramite il controlavaggio, o il controlavaggio sia organizzato per mantenere i media misti. Un filtro orizzontale può essere diviso in due o più sezioni ciascuna con un supporto di dimensioni diverse, con una mesh verticale tra ciascuna per mantenere separati i supporti di dimensioni diverse. Il backwash di ogni sezione dovrebbe tenere conto di questo.,

Filtri orizzontali sono stati utilizzati riempiti di ghiaia (ciottoli) di dimensioni selezionate in situazioni del terzo mondo per l’uso come chiarificatori. Poiché le dimensioni della ghiaia precludono il normale controlavaggio, i filtri vengono regolarmente puliti drenando e irrigando e occasionalmente rimuovendo la ghiaia per il lavaggio.

b. Filtri radiali

Un filtro radiale è un filtro orizzontale ma con larghezza crescente del letto filtrante nella direzione del flusso. La forma definitiva del letto filtrante è anulare in sezione trasversale con flusso dal centro alla periferia., La velocità di filtrazione diminuisce man mano che l’acqua progredisce attraverso il corpo filtrante, consentendo una rimozione progressivamente più efficiente delle particelle.

Filtri a membrana

Storicamente il panno è stato utilizzato per filtrare l’acqua. In microstraining l’acqua viene filtrata attraverso tessuto fatto da filo finemente tessuto. In entrambi i casi il tessuto o il tessuto è una sorta di membrana, anche se grossolana. La moderna tecnologia consente la produzione di membrane da materiali sintetici, di spessore inferiore a circa 1 mm ed essere semi-permeabili., Essendo semi-permeabile significa che la membrana è selettiva in ciò che le particelle submicron dimensioni possono e non possono passare attraverso di essa che è nel flusso di alimentazione. Durante il funzionamento, i componenti permeabili nell’acqua passano attraverso la membrana con l’acqua, mentre i componenti impermeabili di dimensioni submicroniche vengono trattenuti sul lato di alimentazione. Di conseguenza, il flusso di prodotto è relativamente privo di componenti impermeabili e il flusso di rifiuti è ricco di componenti impermeabili. Il flusso d’acqua attraverso una membrana semipermeabile si ottiene mediante pressione, solitamente prodotta mediante pompaggio.,

Esistono quattro categorie di membrane liberamente definite dai tipi di materiali rifiutati, dalla pressione di esercizio e dalla dimensione nominale dei pori. La classificazione della dimensione dei pori è approssimativa, in quanto, per esempio un high-end membrana UF può avere simili permeabilità di un low-end NF membrana:

• Microfiltrazione (MF) – circa 0,1 µm pori, impermeabile alle particelle, alghe, animalcules e batteri
• Ultrafiltrazione (UF) – circa 0,01 µm pori, impermeabile alle piccole colloidi e virus
• Nanofiltrazione (NF) – circa 0.,001 µm pori: impermeabile alla materia organica disciolta (DOM) e agli ioni bivalenti
• Osmosi inversa (RO) – efficacemente non poroso: impermeabile agli ioni monovalenti

Il meccanismo predominante in MF e UF è teso, o semplice esclusione di dimensioni. In NF e RO la separazione delle specie disciolte comporta il trasferimento di massa, un processo di diffusione che dipende dalla concentrazione, dalla pressione e dalla velocità di flusso attraverso la membrana (flusso). Di conseguenza, la filtrazione a membrana di solito si riferisce a MF e UF ma non a NF e RO, mentre NF è solitamente considerata una forma di RO.,

Lo spessore delle membrane significa che devono essere formattate in modo da fornire resistenza strutturale, quindi non collasseranno a causa della differenza di pressione su di esse, forniscono una vasta area per la filtrazione ma sono compatte e possono essere pulite in modo efficace. Sono generalmente strutturati come tubi sottili (fibre cave) o come un foglio arrotolato. Una bobina è un sandwich della membrana semi-permeabile, una rete di separazione, un sottile foglio di materiale impermeabile e un secondo strato di rete sottile. Gli strati di rete forniscono i canali per il flusso all’ingresso e dal lato di uscita della membrana.,

È usuale includere una fase preliminare di trattamento prima della filtrazione a membrana per proteggere la membrana dall’essere sporcata troppo rapidamente dal materiale escluso, sebbene ci siano anche modi per utilizzare i filtri a membrana per rallentare la velocità di incrostazione della membrana prima di dover applicare un processo di pulizia. Il processo di pulizia di routine e frequente è il lavaggio per rimuovere i detriti accumulati sul lato dell’alimentazione. Tuttavia, nel tempo c’è una lenta perdita di prestazioni della membrana che può essere recuperata solo mediante pulizia chimica.,

La filtrazione a membrana (MF, UF e NF di fascia bassa) è diventata relativamente comune nel trattamento dell’acqua potabile, ad esempio per la rimozione del colore da acqua di qualità altrimenti relativamente buona, evitando così le complessità associate alla coagulazione e per l’esclusione affidabile del Cryptosporidium.

MWH (2005) Principi e progettazione del trattamento delle acque (2nd Edtn.), Wiley

Purchas D. B. (1971) Industrial Filtration of Liquids (2nd Edtn), Leonard Hill, UK

Stuetz R., (2009) Principi dei processi di trattamento delle acque e delle acque reflue, IWA

Pubblicazioni correlate

Rimozione del cromo esavalente mediante scambio anionico e riduzione con coagulazione e filtrazione – M McGuire, N Blute, G Qin, P Kavounas, D Froelich, L Fong
Data di pubblicazione: apr 2008-ISBN-9781843396208

---