Filtri a tela pile per il trattamento acque: una panoramica

Se sei arrivato a questa guida, probabilmente è perché ti stai interessando alla filtrazione terziaria di acque reflue civili o al finissaggio dei reflui di processo industriale. E probabilmente hai sentito parlare di questa tecnologia: i filtri a tela per il trattamento acque. Cosa sono? Come funzionano? In quale fase della depurazione intervengono o con quale beneficio?

Le soluzioni di filtrazione terziaria si possono dividere, in base alla tipologia di media filtrante impiegato, in due macro-categorie: filtri a micro-rete (utilizzano reti monofilo) e filtri a tela a fibra libera pile (sfruttano le proprietà di tessuti a fibra libera). Queste tecnologie presentano alcune similarità e permettono di rimuovere efficacemente i solidi in sospensione.

Perché allora, in molte circostanze, è preferibile montare un sistema di filtri a tela pile per il trattamento acque reflue? Lo scopriremo insieme in questo articolo.

1. Filtri a tela per trattamento acque

I filtri a tela sono un metodo efficace per rimuovere impurità e particelle solide dall’acqua, garantendone la limpidezza e la sicurezza.

Sono normalmente impiegati nella filtrazione terziaria delle acque, o “filtrazione finale”, e permettono di ridurre il contenuto di solidi sospesi dell’acqua di decine di mg/l, fino a renderlo praticamente nullo.

Attualmente, esistono due tipologie di filtri impiegati per il trattamento terziario delle acque.

• Filtri a tela a micro-rete: la maglia filtrante è bidimensionale ed è costituita da un intreccio di fili sintetici o metallici, la cui luce di passaggio determina la capacità filtrante.
• Filtri a tela pile (o a fibra libera): il tessuto filtrante è tridimensionale ed è costituito da un’armatura di base su cui sono fissate fibre libere sintetiche che garantiscono un grado di filtrazione equivalente più selettivo di quello delle maglie dell’armatura.

Volendo fornire quindi una definizione dei filtri a tela: sono sistemi per il trattamento acque che consentono una riduzione di solidi sospesi fino a pochi mgSST/l sfruttando come mezzo filtrante una tele a fibra libera.

In generale, possiamo elencare una serie di vantaggi garantiti dai filtri a tela nel trattamento delle acque.

• Efficienza di rimozione delle particelle in sospensione: i filtri a tela sono in grado di rimuovere particelle fini (< 10 micron) grazie all’azione della tela filtrante.
• Filtrazione continua: non vi è la necessità di installare unità di riserva, la filtrazione non si interrompe durante il ciclo di controlavaggio automatico delle tele.
• Flessibilità in caso di sovraccarichi in ingresso al filtro.
• Costi di installazione contenuti: generalmente, i sistemi di filtrazione terziaria con tela filtrante rappresentano una soluzione a costi iniziali vantaggiosi, grazie alle opere accessorie estremamente contenute.
• Facilità di pulizia e manutenzione: la maggior parte dei filtri a tela è semplice da pulire e manutenere, il ché riduce i costi di gestione.

2. Filtri a tela pile per il trattamento acque: funzionamento

I filtri a tela pile sono uno dei sistemi più efficienti per il trattamento delle acque a livello terziario.

Questi filtri a tela per la depurazione d’acqua si distinguono come una soluzione efficiente e versatile per la filtrazione terziaria. La loro grande efficacia risiede nel combinare i vantaggi della filtrazione di superficie, tipica dei filtri a micro-rete, con la filtrazione di profondità dei filtri a sabbia, offrendo un’elevata capacità di rimozione dei solidi sospesi (SST) a costi contenuti.

La struttura di supporto della tela filtrante in pile di fibre sintetiche è costituita da dischi o da un tamburo. L’acqua reflua viene convogliata a gravità attraverso la tela e le fibre intrecciate che la costituiscono intrappolano le particelle di solidi sospesi di dimensioni variabili al suo esterno. L’acqua trattata è convogliata all’interno degli elementi filtranti e raggiunge l’asse centrale cavo, mentre i solidi che si depositano sulla tela vengono allontanati periodicamente dal sistema grazie al dispositivo di controlavaggio automatico.

Il meccanismo di filtrazione si basa su due principi fondamentali.

• Filtrazione di profondità: le fibre libere della tela pile creano un intricato labirinto di passaggi irregolari, dando vita ad uno spesso layer di materiale filtrante. Questo design fa sì che le particelle di SST di penetrino tra le fibre e rimangano intrappolate tra esse. La filtrazione di profondità garantisce una rimozione più efficiente dei solidi, anche di quelli più fini, dell’ordine dei micron.
• Flusso out-in dell’acqua reflua: l’acqua da trattare entra nella vasca di alloggiamento dei filtri, attraversa i dischi o il tamburo filtranti e fluisce verso l’albero centrale. I solidi intercettati dal filtro rimangono all’esterno dello stesso, evitando di intasare i passaggi interni della macchina e rendendo la pulizia semplice ed efficace.

I filtri a tela pile sono in grado di rimuovere efficacemente un’ampia varietà di solidi sospesi, fino a raggiungere concentrazioni inferiori a 10 mg/l nell’acqua in uscita. Questo li rende adatti anche al trattamento di acque reflue o di processo di diversi settori industriali, come l’industria tessile, cartaria, alimentare e chimica.

3. Filtri a tela pile e a micro-rete: analogie e differenze

Filtri a tela pile e filtri a micro-rete: due soluzioni sono accomunate dal loro impiego per il trattamento avanzato delle acque, ma ciascuna è caratterizzata da specificità strutturali.

In entrambi i sistemi, l’acqua attraversa un media filtrante che trattiene le particelle solide in sospensione presenti. I solidi intercettati dal filtro vengono periodicamente rimossi da un sistema di controlavaggio.

D’altra parte, è chiaro come la strutturale differenza del media filtrante si traduca in differenze significative nelle funzionalità. Vediamole.

• Nel caso dei filtri a tela pile, il mezzo filtrante è costituito da una massa di fibre libere sintetiche, fissate su un’armatura di supporto, che garantiscono una filtrazione di profondità. Invece, nei filtri a micro-rete il mezzo filtrante è costituito da una rete metallica o sintetica bidimensionale, la cui luce di passaggio determina la capacità filtrante, dando luogo ad una filtrazione di superficie.
• Differenze sono anche riscontrabili nel sistema di lavaggio del mezzo filtrante: questa operazione avviene per aspirazione (controlavaggio) per i filtri a tela pile, con acqua pressurizzata nel caso dei filtri a micro-rete.
• Diversa è anche la direzione di filtrazione: dai dischi (o tamburo) all’albero centrale nel caso dei filtri a tela pile (out-in), dall’albero ai dischi nei filtri a micro-rete (in-out). In generale la filtrazione per gravità dei filtri a fibra libera si traduce in un maggior risparmio energetico, non essendo necessarie pompe di pressurizzazione.
• Infine, la qualità dell’acqua da trattare: i filtri a micro-rete sono più adatti per acque con basse concentrazioni di SST, mentre i filtri a tela pile possono gestire anche acque con alte concentrazioni di SST.

4. Filtri a tela a dischi e a tamburo: differenze

Facciamo prima di tutto una premessa: differenziamo i “filtri a dischi rotanti” e i “sistemi di filtrazione a disco”.

La premessa è doverosa in quanto molti utenti, ancora ignori di problematiche di trattamento acque (soprattutto in ambito industriale), cercano i due termini e scoprono sistemi molto differenti per struttura e soprattutto per utilizzo.

Da una parte abbiamo i filtri a dischi rotanti: sistemi di trattamento acque a livello terziario (nel settore civile) o per finissaggio di reflui (in ambito industriale). Questi sistemi montano dischi su un albero cavo ed utilizzano una tela, spesso pile, come mezzo filtrante per solidi sospesi e fosforo. Dall’altro lato abbiamo invece i cosiddetti “sistemi di filtrazione a disco”: soluzioni per l’irrigazione che nulla hanno a che vedere col trattamento di acque reflue.

Abbiamo fornito quindi una definizione dei filtri a dischi rotanti. Per evitare confusione, è tuttavia meglio riferirci a questi sistemi chiamandoli “filtri a dischi su tela” o ancora “filtri a dischi per il trattamento acque reflue”. Ricordando, come già visto, che questi sistemi possono essere equipaggiati con micro-reti (per un trattamento di superficie) o con tela a fibra libera in pile (per una filtrazione di profondità, analoga a quella su sabbia).

I filtri a tela pile possono essere unicamente su dischi rotanti? Niente affatto. Come accennato sopra, esistono anche i filtri a tela pile a tamburo: la tela filtrante è montata su una struttura cilindrica di supporto.

Dunque, quale delle due soluzioni preferire?

A grandi linee, i filtri a dischi per trattamento acque sono generalmente più adatti per il trattamento di grandi volumi d’acqua in quanto offrono una maggiore superficie di filtrazione. I filtri a tamburo sono apprezzati in presenza di portate da trattare limitate e, in particolare, in spazi di installazione ridotti.

5. Filtri a tela pile: la fase di controlavaggio

Il contro-lavaggio delle tele filtranti è un’operazione importante che viene eseguita automaticamente sui filtri a tela pile per mantenere l’efficienza del processo di filtrazione.

È naturale che, durante la filtrazione, le particelle solide si accumulino progressivamente sulla tela, riducendo la capacità di trattamento del sistema. Il contro-lavaggio consente di rimuovere queste particelle e ripristinare l’efficienza del processo di filtrazione.

La fase di contro-lavaggio viene eseguita ad intervalli regolari di tempo o quando le perdite di carico aumentano fino ad un valore soglia. Il processo prevede l’inversione del flusso dell’acqua attraverso la tela, per rimuovere le particelle accumulatesi sulla superficie del tessuto. L’acqua utilizzata per i controlavaggi viene ricircolata in testa all’impianto attraverso una linea dedicata, in modo da allontanare dal sistema filtrante le particelle rimosse dalla tela.

È importante sapere che, durante questa fase di pulizia delle tele filtranti, il sistema di filtri a tela continua a funzionare: un punto a favore della continuità operativa del macchinario e, in generale, dell’impianto di depurazione civile o industriale.

6. Filtri a tela pile per acque municipali e industriali

Per concludere, parliamo di applicazioni concrete: i filtri a tela pile possono essere utilizzati per il trattamento di acque reflue sia municipali sia industriali?

Certamente: entrambe le applicazioni sono possibili e largamente referenziate. Naturalmente, la scelta del tipo di filtro dipende dalle caratteristiche specifiche delle acque e dalle esigenze del processo di trattamento.

Nel caso di acque reflue municipali, i filtri a tela pile vengono utilizzati come fase terziaria della depurazione, con l’obiettivo di traguardare limiti normativi stringenti che consentano, ad esempio il riuso irriguo delle acque. In secondo luogo, una sezione di filtrazione terziaria consente di ottimizzare le prestazioni e la gestione delle sezioni di trattamento poste a valle quali, ad esempio la disinfezione UV.

Nel caso invece di acque reflue industriali, i filtri a tela pile “industriali” possono essere utilizzati come finissaggio delle acque sia nel caso di scarico in fognatura sia in ottica di consentirne il riutilizzo interno. Come in altri casi, è importante sottolineare quanto le realtà produttive presentino reflui eterogenei per qualità e quantità degli inquinanti: prima di un’eventuale installazione definitiva, è importante testare l’applicabilità del processo di filtrazione tramite un’unità pilota.