Che cos'è un filtro a sabbia rapido?
Un filtro a sabbia rapido è un dispositivo di trattamento dell'acqua che utilizza sabbia o altri mezzi granulosi per filtrare le particelle solide sospese nell'acqua. Questi solidi sospesi includono sporco e altre sostanze organiche che fanno apparire l'acqua torbida o torbida. La filtrazione rapida della sabbia viene comunemente utilizzata dagli impianti municipali di trattamento delle acque per pulire le acque superficiali e sotterranee destinate all'acqua potabile. Viene anche usato per trattare le acque reflue e le acque reflue industriali contenenti contaminanti biologici prima che queste acque vengano scaricate nell'ambiente.
La filtrazione rapida della sabbia avviene in una vasca contenente uno o più strati di sostanze granulose, come sabbia, antracite o carbone, granato, magnetite o altri minerali. La profondità totale del supporto in genere varia da 2-6 piedi (circa 0,6-1,8 metri). In molti sistemi l'acqua in entrata, o influente, entra vicino alla sommità del serbatoio e scorre verso il basso attraverso il fluido. L'acqua in uscita, o effluente, esce attraverso un sistema di drenaggio chiamato sottosuolo che si trova sotto il letto del media filtrante.
Mentre l'influente viaggia attraverso il rapido filtro a sabbia, molti solidi sospesi trasportati dall'acqua rimangono intrappolati sopra o all'interno dei pori tra i granuli. Questo processo di deformazione è il meccanismo principale mediante il quale i solidi vengono rimossi dall'acqua. Inoltre, i solidi sospesi vengono adsorbiti sulla superficie dei granuli a causa di forze attrattive intermolecolari. Altri processi fisici, chimici e biologici migliorano anche la rimozione dei solidi durante la filtrazione.
L'efficacia di un filtro a sabbia rapido dipende fortemente dalle caratteristiche dei fluidi influenti e granulosi. Importanti proprietà influenti includono le concentrazioni, i tipi e le cariche di particelle dei solidi sospesi nell'acqua. Anche la profondità del letto del supporto e le cariche di particelle, le dimensioni e le forme dei grani sono cruciali.
I grani rotondi lisci si affollano strettamente e creano pori molto piccoli. Grani più frastagliati possono produrre pori più grandi, ma sono più bravi a impigliarsi nei solidi mentre passano. Tipicamente, vengono utilizzati strati di grani diversi per sfruttare più meccanismi di rimozione.
Con il passare del tempo, il letto di stampa di un filtro a sabbia rapido si ostruisce con i solidi accumulati. A questo punto, il filtro viene pulito attraverso un processo chiamato backwashing. L'acqua di lavaggio viene pompata verso l'alto attraverso il letto per rimuovere i solidi e sciacquarli dal serbatoio. Quando l'acqua di lavaggio viene scaricata, il materiale granulare si deposita nuovamente nei loro strati originali e il filtro è pronto per essere riutilizzato.