Nel nostro lavoro siamo costantemente stimolati a lavorare per un mondo in cui l’acqua sia più pulita. E questo anche grazie alle tecnologie avanzate che utilizziamo nei nostri impianti. In questo articolo parliamo di una tipologia di impianti che può far parte di impianti più complessi, utilizzando dei filtri (contenitori cilindrici riempiti con un materiale filtrante) per pulire l’acqua, gli impianti di filtrazione.
Negli impianti di filtrazione i filtri sono di tre tipi:
- Il primo tipo di filtro utilizza la sabbia utile alla rimozione dei solidi sospesi.
- Il secondo filtro è composto invece da carbone utile alla rimozione di carico organico residuo e tensioattivi.
- Il terzo filtro è costituito infine da un cilindro contenente resine selettive che a seconda del tipo rimuovono metalli anioni o cationi.
Vediamo più nel dettaglio le tre sezioni di filtrazione.
Sezione di filtrazione su sabbia
La filtrazione su sabbia è un trattamento che consente la separazione fisica dei solidi contenuti nell’acqua mediante un mezzo filtrante. Oltre al fenomeno di separazione fisica per dimensione, altri meccanismi sono responsabili della separazione dei solidi: i meccanismi di trasporto includono la sedimentazione, la diffusione di sostanze colloidali in zone a più bassa concentrazione. Il trattamento dei solidi una volta avvenuto il contatto, è da attribuire principalmente a forze elettrostatiche, forze di van der Waals e assorbimento fisico.
Esistono diverse soluzioni tecniche per la filtrazione: filtro mono o pluristrato; gravità e in pressione; basso ed alto carico; flusso ascendente e discendente.
La sabbia di silicio è il mezzo filtrante usato più comunemente. Le proprietà importanti del materiale sono le dimensioni, la distribuzione delle dimensioni e la densità. Più piccole sono le dimensioni dei grani, maggiore è l’efficienza di rimozione ma anche la perdita di carico attraverso il mezzo.
Le rimozione dei solidi filtrabili, qualunque sia il tipo di filtro utilizzato, è in genere elevatissima, oltre il 95%.
Quando la capacità di rimozione del filtro è esaurita, deve essere effettuato il controlavaggio, attuabile attraverso diverse procedure, tra cui quelle più diffuse sono:
- espansione del letto con aria insufflata in controcorrente, lavaggio con acqua in controcorrente e infine lavaggio con acqua in corrente;
- lavaggio in controcorrente con acqua seguito da lavaggio con acqua, sempre in equicorrente.
La scelta del tipo di controlavaggio dipende dalle caratteristiche dell’acqua: ad esempio in acque di falda ricche di ferro e manganese, oppure in acque superficiali ad elevato contenuto organico e microbiologico la prima soluzione offre i migliori risultati per l’applicazione del controlavaggio ad aria che, attraverso una espansione spinta del letto filtrante (fino al 20% in volume), favorisce una rimozione degli inquinanti trattenuti sui grani del filtro.
Sezione di filtrazione su carbone
Relativamente al filtro a carboni attivi, funziona secondo il processo di adsorbimento.
L’adsorbimento è un processo dove un componente solido viene usato per la rimozione e il trattenimento di una sostanza disciolta in acqua. In tale processo il carbone attivo è il solido.
Tali caratteristiche costruttive rendono il carbone attivo ideale per l’adsorbimento di molteplici tipi di inquinanti disciolti nelle Acque Reflue.
Il carbone attivo esiste in due varianti: Carbone Attivo in Polvere particolarmente indicato in campi di applicazione con produzione di acque reflue in quantità poco elevata o specificatamente per particelle molto piccole come quelle contenute nei fumi e/o nell’aria e Carbone Attivo Granulare molto adatto all’utilizzo in campi di applicazioni dove si deve trattare una quantità di acqua elevata.
- Carbone in polvere (PAC) per la rimozione in reattori batch degli inquinanti
- Carbone granulare (GAC 0.5 – 1.5 mm) in filtri a letto impaccato
La versione Carbone Attivo Granulare usata principalmente nel trattamento delle acque, può adsorbire le seguenti sostanze solubili: oli minerali, tensioattivi, idrocarburi, odori, sapori, lieviti, sostanze non solubili in acqua.
Sezione di filtrazione su resine
Le resine a scambio ionico utilizzate in questa fase di sezione sono materiali aventi la proprietà legare le cariche opposte (anioni o cationi) rispetto alla resina di partenza, trattenendo così tali cariche e togliendole dall’acqua da trattare.
Vi sono anche particolari resine selettive per specifici metalli, in grado quindi di trattenere ad es. arsenico, boro, cromo, ecc.
Di seguito vengono riportate alcune funzioni delle resine a scambio ionico:
- La resina cationica forte fissa tutti i cationi e trasforma tutti i solfati, cromati, cianuri liberi, ecc nei corrispondenti acidi.
- La resina anionica debole fissa i cromati, nonché i cianuro-complessi di metalli pesanti che non sono stati decomposti dalla resina cationica, cioè soprattutto quelli di ferro e nichel. Vengono fissati infine gli anioni degli acidi minerali.
- Il cianuro libero, invece, viene fissato esclusivamente dalla resina anionica forte, la quale fissa anche gli anioni di altri acidi deboli,quali anidride carbonica e silice.
E’ possibile utilizzare anche resine miste a seconda della funzione richiesta.
Quando la resina si esaurisce, cioè non è più in grado di fissare sali, è necessaria la sua rigenerazione. La resina cationica viene rigenerata in genere con acido cloridrico o solforico, e la resina anionica con soda caustica. Le fasi di rigenerazione prevedono anche risciacqui e spostamenti in una sequenza ben definita e con tempistiche calcolate in fase di dimensionamento.
Anche il filtro del carbone prevede la necessità di una rigenerazione. Mentre, però, per le resine si prevede spesso una rigenerazione sul posto, la rigenerazione del carbone prevede spesso che quest’ultimo venga inviato ad un’altra azienda a cui spetti lo scopo di rigenerarlo, prevedendo costi aggiuntivi e svariate complicazioni per chi fa uso dell’impianto di filtrazione.
Le nostre aziende hanno progettato e brevettato un sistema che utilizzando il sottovuoto permetta la rigenerazione in loco della parte organica del carbone. Per questo andiamo particolarmente fieri di questa tipologia di impianto. Se vuoi approfondire, a questo link trovi una panoramica dei nostri impianti di depurazione.
