Filtri a tela verticali: la filtrazione terziaria per ridotti ingombri

Nel 2020 la Direttiva europea 2184 ha stabilito qual è la quantità di solidi sospesi che devono essere presenti allo scarico per non incorrere in sanzioni: 10 mg/L per il trattamento terziario. Si tratterà dei valori definitivi? Le legislazioni nazionali decideranno di applicare criteri più stringenti?

Senza dubbio, il trattamento acque reflue rappresenterà un’occasione per chi saprà cogliere l’opportunità di un riutilizzo efficiente per ottimizzare i propri processi interni. Ma anche una sfida importante, per chi si trova ad attrezzarsi in spazi produttivi non dotati di superfici preventivamente dedicate.

Normative stringenti, spazi ristretti, budget di installazione ridotti e, in futuro, scarsità della risorsa idrica: qual è la soluzione ottimale per studi di ingegneri e consulenti ambientali che affrontano queste sfide? In molti impianti civili, ma soprattutto industriali, la risposta è rappresentata dai versatili filtri a tela verticali.

Vediamo il motivo.

1. Filtri a tela orizzontali o verticali? Un po’ di storia

Facciamo un po’ di storia e contestualizziamo la necessità di una filtrazione terziaria con filtri verticali.

I filtri a tela a fibra libera ad asse orizzontale vengono inventati negli anni ’70 come tecnologia di filtrazione terziaria per il finissaggio delle acque degli impianti di trattamento acque civili ed industriali. Il loro plus? È la tela pile: i filamenti di questo materiale, lunghi e scomposti, permettono infatti una filtrazione di volume significativamente più efficiente di quella superficiale delle micro-reti.

I filtri a fibra libera diventano, a partire dagli anni ’90, un’apparecchiatura molto richiesta per le fasi finali del trattamento acque, in particolare quando è necessario effettuare una rimozione avanzata di solidi sospesi totali.

La diffusione su larga scala della filtrazione su tela è accompagnata da una costante innovazione tecnologica mirata ad ottenere macchine sempre più efficienti, con ingombri sempre più ridotti. È in questo contesto che il team di MITA Water Technologies, nel 2010 realizza il primo filtro a tela a fibra libera ad asse verticale: i dischi, installati su una vasca di soli 2,5 m di diametro, sono montati su un albero verticale consentendo di ottimizzare l’utilizzo dello spazio a disposizione. La riduzione degli ingombri, naturalmente, è stata realizzata mantenendo inalterata la resa di rimozione dei solidi garantita da sistemi orizzontali.

Attualmente i filtri a tela verticali vengono largamente adottati sia nei depuratori civili, in particolare quelli di piccole dimensioni, sia, soprattutto, nelle industrie di tutto il mondo.

2. Come funzionano i filtri a tela verticali?

I filtri a tela verticali funzionano a gravità e utilizzano dischi ricoperti in tessuto filtrante per rimuovere le particelle sospese presenti nelle acque. Il processo può essere suddiviso in una serie di fasi contestuali:

1. Alimentazione: l’acqua da trattare viene alimentata nelle vasche di alloggiamento dei filtri e attraversa il media filtrante dall’esterno all’interno (moto out-in).
2. Filtrazione: I solidi sospesi trattenuti dalle tele si accumulano all’esterno dei dischi e formano uno strato di fango.
3. Uscita risorsa trattata: l’acqua depurata attraversa radialmente i dischi e viene raccolta nell’albero cavo. Una volta attraversato il canale di risalita è convogliata alle successive fasi di trattamento o inviata al riuso.
4. Controlavaggio: per mantenere l’efficienza di filtrazione, il filtro esegue automaticamente cicli di controlavaggio: un flusso di acqua trattata viene fatto passare in controcorrente attraverso le tele (moto in-out), grazie ad un sistema di pompe aspiranti. Questo flusso rimuove lo strato di fanghi depositato sulla superficie esterna dei dischi scuotendo le fibre e liberando i solidi intrappolati nella tela che vengono quindi rimossi dal sistema. Durante il controlavaggio, la filtrazione non viene interrotta.

3. Vantaggi: versatilità e convenienza ai massimi livelli

I filtri a tela verticali si distinguono quindi per la loro versatilità. Di seguito sono riportati i principali vantaggi del sistema.

• Ingombri ridotti: la loro struttura compatta richiede una superficie d’installazione minima, rendendoli ideali per spazi ristretti.
• Scalabilità: la superficie filtrante inizialmente installata può essere incrementata in un secondo momento (aggiungendo dischi) per garantire il trattamento di eventuali eccedenze idriche derivanti ad esempio da espansioni future.
• Facile integrazione nel contesto di installazione: la soluzione con filtri a dischi verticali è di tipo plug & play, può essere quindi fornita completa di ogni accessorio necessario al funzionamento.
• Opere accessorie ulteriori non necessarie: a differenza di altri sistemi, l’installazione è rapida e necessita della sola realizzazione degli allacciamenti idraulici ed elettrici. Non sono richiesti scavi costosi e laboriosi.
• Convenienza economica: a parità di superficie filtrante, i filtri a tela verticali risultano decisamente più convenienti rispetto ai sistemi orizzontali.
• Elevata efficienza di filtrazione: come nel caso dei filtri a tela pile orizzontali, grazie alla fibra libera è possibile trattenere con elevate efficienze anche i solidi sospesi più fini.
• Facilità di manutenzione: i filtri a tela verticali sono sistemi “semplici” con necessità di manutenzione minime, le operazioni di pulizia sono semplici e rapide.
• Ridotti consumi energetici: l’energia elettrica è utilizzata unicamente durante la fase di controlavaggio: un vantaggio condiviso con l’analoga soluzione ad asse orizzontale.
• Protezione degli ecosistemi: le acque reflue trattate con i filtri a tela possono essere scaricate in fiumi o altri corpi idrici senza incorrere in sanzioni, grazie all’elevata capacità di rimozione di solidi sospesi.
• Ottimizzare i processi produttivi: grazie ad un efficace riutilizzo d’acqua, i filtri a tela sono un ottimo sistema di trattamento per contribuire ad una produzione più razionale ed efficiente (sia in termini ambientali sia economici).

4. Dati tecnici e performance

I filtri verticali di MITA Water Technologies possono montare fino a 6 dischi, ciascuno avente un’area filtrante di 5 m²: fino a 30 m² di tela pile per la rimozione di solidi sospesi. A valle di trattamenti fisico-meccanici e biologici, un sistema con filtri a dischi verticali può soddisfare esigenze di trattamento anche di 15.000 AE, ossia una piccola cittadina.

Utilizzata per il trattamento di acque sia civili sia industriali, questa tecnologia permette di raggiungere concentrazioni di solidi sospesi totali in uscita anche inferiori a 5 mg/L: valori idonei al rispetto delle diverse legislazioni per lo scarico di reflui in corpi idrici.

Nei filtri a dischi verticali MITA, il contro-lavaggio delle tele viene effettuato per mezzo di pompe che vengono attivate automaticamente dal PLC senza interruzione della filtrazione. L’utilizzo di energia è minimo in quanto le utenze elettriche sono attive esclusivamente durante la fase di controlavaggio.

5. Quali sono le applicazioni dei filtri a tela verticali?

I filtri a tela verticali sono quindi adatti dovunque sia richiesta una fase di filtrazione finale con spazi di installazione contenuti ed esigenze di trattamento nell’ordine di migliaia di abitanti equivalenti.

A titolo esemplificativo:

• depurazione civile,
• industria plastica,
• industria alimentare,
• acciaierie,
• industria chimica e farmaceutica.

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