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Filtro in Pressione

Descrizione

Filtrazione acque reflue su sabbia e carboni attivi

Categoria/tipologia: trattamento di affinamento.
Ambiti d’uso: impiantistica industriale, recupero acque, rimozione inquinanti particolari.
Portata: variabile.
Riferimenti normativi e garanzie: Decreto Ministeriale 12 giugno 2003, n. 185.
Materiali: acciaio, vetroresina, polipropilene, composti.
Trattamenti depurativi spinti, riutilizzo acque in ambito domestico e industriale.


Ci sono due tipi fondamentali di concetto di filtrazione in pressione per l’acqua: filtri di tipo meccanico e per adsorbimento o reazione. I primi (come per esempio la sabbia) trattengono le particelle per dimensione, gli altri trattengono invece il materiale che si lega alla superficie delle particelle. La pezzatura del materiale e le caratteristiche (dimensione dei pori, superficie, ecc.) influenzano l’efficienza del trattamento.
Fondamentale è la caratterizzazione del refluo in ingresso; per esempio se sono presenti diversi inquinanti, saranno adsorbiti prioritariamente alcuni rispetto ad altri.

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Principi di progettazione

Il filtro in pressione si differenza dai filtri aperti che vengono spesso chiamati a gravità; realizzati in contenitori chiusi messi in pressione da un sistema di pompe (sollevamento). Gli impianti possono essere a gestione manuale o, come molto più frequentemente si opera, con un controllo elettronico.
Il filtro rappresenta un comparto di affinamento del trattamento del refluo e pertanto segue normalmente i trattamenti secondari o altri trattamenti specifici (come il chimico fisico).
I parametri principali per individuare il corretto dimensionamento del filtro sono le portate da trattare (espresse in m3/h o l/s), il tipo di inquinante da rimuovere e la sua concentrazione (caratterizzazione del refluo mediante analisi).
Il filtro è pensato per lavorare in continuo, per questo per un buon funzionamento è necessario realizzare un accumulo a monte, che permetta di equalizzare le portate. Infatti il serbatoio ha il compito di assorbire i picchi di portata in ingresso e permette di dimensionare il filtro sulla portata media.
Da notare però che la corretta portata da considerare non sarà la reale media sulle 24 ore, ma quella calcolata sui tempi reali di filtrazione, quindi al netto delle operazioni di controlavaggio e manutenzione.
Le portate nominali sono specificate dai produttori di filtri; particolare attenzione va posta nella scelta di questo parametro progettuale: esso infatti si riferisce a dati e sperimentazioni di acque in ingresso con caratteristiche standard definite nelle singole schede tecniche.
È importante quindi operare con opportuni coefficienti di sicurezza tanto più il refluo trattato differisce da quello specificato.
Un accumulo a valle può essere necessario in particolare modo se si utilizzano i filtri per l recupero dell’acqua: appare chiaro che i tempi e le portate richieste per esempio per uso irriguo, non siano le stesse in uscita dai filtri.
Le principali categorie di filtri si possono così suddividere:
filtri a sabbia: utilizzati per rimuovere i solidi sedimentabili e parte di inquinanti organici;
filtri a carboni attivi: utilizzati per trattenere gli inquinanti mediante adsorbimento;
filtri dearsenificatori;
filtri deferrizzatori;
Per il funzionamento della filtrazione, oltre al filtro propriamente detto, è necessario aggiungere tutti i sistemi necessari al funzionamento: valvole manuali o elettrovalvole, by-pass, scarichi di troppo pieno, centraline per la gestione dei controlvaggi, sensori di minimo e massimo per il gruppo di pressurizzazione, filtri a maglia e strumentazione per la gestione automatica (per esempio un PLC).

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Gestione e manutenzione

I filtri in pressione sono una soluzione impiantistica relativamente facile da installare, che richiede semplici operazioni di manutenzione; operazioni che vanno svolte da personale qualificato soprattutto nel caso della sostituzione del materiale filtrante, che va correttamente smaltito da ditte autorizzate. Specialmente i carboni attivi hanno una durata limitata nel tempo. Dopo un uso prolungato, infatti, la superficie si satura di inquinanti adsorbiti. Il materiale filtrante deve quindi essere sostituito a intervalli regolari, secondo le istruzioni del produttore e in base all’utilizzo medio in termini di portata tratta. Durante la vita utile del materiale filtrante sono previste operazioni di controlavaggio (backwash) gestite elettronicamente.
Per un sistema di filtrazione in pressione sono necessari alimentazione elettrica, un sistema di controllo elettronico (eventualmente anche PLC) e un gruppo di sollevamento che richiede regolari controlli e manutenzione.

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Inquadramento normativo

L’impianto di filtrazione è un comparto solitamente a valle di altri sistemi, per questo è detto affinamento.
I riferimenti normativi sono da ricercarsi nella definizione della qualità dell’acqua in uscita.
In Italia per esempio, per lo scarico in fognatura o corpo idrico superficiale s fa riferimento al D. Lvo 152/06, per il riutilizzo delle acque reflue a scopo irriguo invece il testo di riferimento è il Decreto Ministeriale 12 giugno 2003, n. 185.
L’impianto elettrico deve essere realizzato da personale qualificato e abilitato ad operare con gli impianti elettrici.

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Applicabilità

I filtri in pressione sono ampiamente utilizzati per il trattamento delle acque sia a livello di acque primarie che per le acque reflue domestiche o industriali. Il processo non è efficace per quanto riguarda la rimozione di patogeni, obbiettivo per il quale è sempre consigliato un comparto di disinfezione. Il concetto di filtrazione si basa sul passaggio del fluido in un materiale filtrante, sabbia carbone attivo, ecc. che trattiene diverse particelle inquinanti.
Per scegliere il tipo più appropriato di filtrazione è importante analizzare la composizione dell’acqua in entrata e valutare le caratteristiche dell’effluente richiesto. Per quanto riguarda le acque di approvvigionamento i filtri vengono spesso utilizzati come pre-trattamento, per proteggere eventuali comparti a valle; nel caso delle acque reflue invece la filtrazione è considerata un trattamento di affinamento. Può essere utilizzata infatti a valle di un impianto a fanghi attivi per il recupero acque reflue per uso irriguo e domestico oppure nel settore dei reflui industriali come trattamento di affinamento per raggiungere gli standard depurativi richiesti, come per esempio autolavaggi oppure impianti prima pioggia, laddove fossero presenti inquinanti particolari. Spesso sono necessarie colonne di filtrazione a valle degli impianti chimico-fisici al fine di rimuovere eventuali tracce di reagenti utilizzate nel processo.

Vantaggi

  • facilità di installazione;
  • facilità di manutenzione ordinaria programmabile;
  • forte attitudine all’automatizzazione del processo (elettrovalvole, PLC, processori);
  • trattamento di alta efficienza;
  • tecnologia affidabile;
  • ottima reperibilità dei materiali di filtrazione.

Svantaggi

  • manutenzione regolare da parte di personale qualificato;
  • analisi dell’acqua necessaria per la scelta dei processi;
  • smaltimento materiali filtranti esausti;
  • vasche di accumulo necessarie.

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