Filtro a sabbia, filtro multimediale e filtro a carbone attivo

Filtri a sabbia, filtri multimediali e filtri a carbone attivo sono tre dispositivi di filtrazione comunemente utilizzati nel trattamento dell'acqua, ciascuno dei quali offre caratteristiche e funzioni distinte. I filtri a sabbia trattengono principalmente i solidi sospesi utilizzando un unico tipo di media filtrante come la sabbia di quarzo, rendendoli ideali per il pretrattamento per rimuovere le particelle più grandi. I filtri multimediali utilizzano più strati di materiali con particelle di dimensioni diverse (ad esempio, antracite, sabbia di quarzo, granato) per ottenere un'efficace filtrazione in profondità e rimuovere particelle di piccole e medie dimensioni. I filtri a carbone attivo utilizzano carbone attivo granulare per assorbire contaminanti organici, cloro residuo e odori, migliorando la qualità sensoriale e la sicurezza dell'acqua trattata. Questi tre tipi di filtri differiscono in modo significativo in termini di composizione del supporto, meccanismo di filtraggio e scenari applicativi. La selezione dovrebbe essere basata su requisiti specifici di qualità dell’acqua.

1. Funzione principale e scopo del progetto

Il filtro a sabbia rimuove i solidi sospesi, il limo e altre impurità particolate di grandi dimensioni attraverso la ritenzione fisica, con l'obiettivo principale di ridurre la torbidità dell'acqua. Il filtro multimediale utilizza più strati di media filtrante per la filtrazione collaborativa, consentendo la rimozione profonda di solidi sospesi, colloidi e alcune sostanze organiche, con l'obiettivo di migliorare l'accuratezza della filtrazione e proteggere le successive apparecchiature di precisione. Il filtro a carboni attivi si basa sull'adsorbimento chimico per rimuovere efficacemente sostanze organiche, cloro residuo, odori e alcuni metalli pesanti, concentrandosi sul miglioramento degli indicatori sensoriali e sulla sicurezza della qualità dell'acqua. I tre tipi di filtri si completano a vicenda, rispondendo a diverse esigenze di purificazione.

2. Differenze nella composizione e struttura dei mezzi filtranti  

Il filtro a sabbia utilizza come media filtrante un unico tipo di sabbia di quarzo (0,5-1,2 mm), formando un letto filtrante omogeneo. Si basa principalmente sulla filtrazione superficiale, con un'altezza tipica del letto filtrante di 0,8-1,2 m. Il Filtro multimediale utilizza una combinazione di più strati di media filtrante (come antracite + sabbia di quarzo + granato) per ottenere una filtrazione profonda attraverso gradienti di densità e dimensione delle particelle, con un'altezza totale del letto filtrante di circa 1,2-1,5 m. Il filtro a carbone attivo utilizza carbone attivo granulare (GAC) o carbone di guscio di noce di cocco come mezzo filtrante, facendo affidamento sulla sua struttura porosa per assorbire gli inquinanti. L'altezza del letto filtrante deve essere compresa tra 1,0 e 1,8 m per garantire un tempo di contatto sufficiente. I tre filtri hanno caratteristiche distinte nei tipi di media filtranti, nei metodi di filtrazione e nella progettazione del letto filtrante.

3. Confronto tra meccanismi di filtrazione e prestazioni

Il filtro a sabbia viene utilizzato principalmente per rimuovere i solidi sospesi di dimensioni superiori a 20 μm, con una precisione di filtrazione di 20-50 μm e un tasso di rimozione della torbidità del 60-80%. Tuttavia è inefficace contro il cloro residuo e presenta una moderata caduta di pressione. Il filtro multimediale può rimuovere solidi sospesi e colloidi da 5 a 50 μm, con una precisione di filtrazione di 5-10 μm e un tasso di rimozione della torbidità dell'85-95%. Inoltre è inefficace contro il cloro residuo ma ha una caduta di pressione inferiore. Il filtro a carboni attivi rimuove efficacemente le sostanze organiche, il cloro residuo (oltre il 99%) e gli odori mediante adsorbimento. Non si basa sulla precisione della filtrazione ma non ha alcun effetto diretto sulla rimozione della torbidità, richiede una prefiltrazione e presenta una caduta di pressione maggiore.

4. Applicazione

Filtro a sabbia, filtro multimediale e Filtri a carbone attivosono adatti a diversi scenari di trattamento dell'acqua. Il filtro a sabbia viene utilizzato principalmente per la dissabbiatura delle acque sotterranee, il pretrattamento di grandi particelle sospese, la filtrazione primaria dei sistemi di irrigazione e la purificazione dell'acqua circolante nelle piscine. I filtri multimediali sono adatti per il trattamento delle acque superficiali ad elevata torbidità, il pretrattamento di sistemi ad osmosi inversa e la rimozione profonda dei solidi sospesi nelle acque reflue industriali. I filtri a carbone attivo sono efficaci nel trattamento dei residui di pesticidi, della declorazione e decolorazione dell'acqua potabile, nonché degli odori dell'acqua amara e salata. Ciascuno dei tre tipi di filtri ha i suoi punti di forza e l'attrezzatura adeguata dovrebbe essere selezionata in base alle caratteristiche della qualità dell'acqua.

5. Confronto tra manutenzione ed economica

Esistono differenze significative nelle esigenze di manutenzione tra filtri a sabbia, filtri multimediali e filtri a carboni attivi, i filtri a sabbia richiedono controlavaggi con acqua ogni 8-12 ore, con una durata del materiale filtrante di 2-3 anni e un basso consumo energetico; I filtri multimediali richiedono un controlavaggio combinato di acqua e gas ogni 24-48 ore, con una durata di 3-5 anni e un consumo energetico moderato; Il ciclo di controlavaggio dei filtri a carbone attivo è il più lungo (72-168 ore), ma il materiale filtrante deve essere sostituito ogni 1-2 anni, comportando il costo complessivo più elevato. In termini di scenari applicativi, la filtrazione a sabbia e i sistemi multimediali sono adatti per rimuovere i solidi sospesi dalle acque reflue industriali, mentre il carbone attivo è adatto al trattamento dei residui di pesticidi, alla declorazione e decolorazione dell'acqua potabile (come l'acqua di serra) e all'adsorbimento degli odori amari e salati dell'acqua.

La selezione del filtro dovrebbe essere basata sui tipi di inquinanti presenti. I filtri a sabbia sono ideali per rimuovere le particelle sospese con costi operativi inferiori. I filtri multimediali gestiscono l'elevata torbidità e l'inquinamento colloidale proteggendo al contempo le apparecchiature di precisione a valle. I filtri a carbone attivo sono essenziali per eliminare composti organici, cloro e odori sgradevoli. Per esigenze complesse di trattamento dell'acqua, si consiglia un sistema combinato (ad esempio sabbia + multimedia + carbone attivo) per ottenere risultati ottimali.