Documentata per la prima volta in antichi testi sanscriti ed egiziani, la filtrazione con sabbia è uno dei metodi più antichi e semplici di filtrazione dell'acqua.
La filtrazione a sabbia funziona utilizzando più strati di sabbia specializzata e pressione gravitazionale del fluido per trattenere le particelle solide sospese nei liquidi, ottenendo un prodotto più pulito. Mentre i fluidi passano lentamente attraverso letti stratificati di sabbia e ghiaia, i processi fisici, biologici e chimici naturali si combinano per fornire il trattamento.
La filtrazione lenta della sabbia non richiede prodotti chimici o elettricità per pulire l'acqua. La maggior parte del lavoro viene svolto nella parte superiore del sistema di filtraggio, dove alcuni solidi vengono intrappolati sulle superfici ruvide dei granelli di sabbia e altri vengono adsorbiti sulle superfici di sabbia caricate negativamente. La maggior parte del lavoro sporco viene svolto da processi biologici o dalla predazione.
I microrganismi abbondano nei filtri a sabbia e questo ecosistema predatorio aiuta nel trattamento e nella purificazione dell'acqua.
La sabbia è un mezzo di filtrazione ampiamente disponibile e conveniente in grado di rimuovere i solidi sospesi e produrre acqua di alta qualità con colore, gusto e odore migliorati, oltre a rimuovere il 90-99% degli agenti patogeni.
La sabbia viene utilizzata nei seguenti tipi di sistemi di filtrazione:
- trattamento delle acque reflue (settiche o municipali)
- applicazioni commerciali e industriali
- depurazione dell'acqua potabile
- filtrazione della piscina
- membrana (prefiltrazione)
- filtrazione delle acque grigie/superficiali
- acqua di mare dell'acquacoltura
Come sempre, la selezione della sabbia è molto importante! I supporti selezionati devono essere lavati presso un impianto di lavorazione idoneo e avere caratteristiche particolari. Queste caratteristiche differiscono leggermente a seconda del tipo di sistema utilizzato, ma includono:
Dimensione effettiva– Se la sabbia è troppo grande, il particolato non rimarrà intrappolato e se è troppo piccola, il particolato si accumulerà sulla superficie del letto filtrante impedendo il flusso del fluido. La dimensione effettiva è determinata dall'analisi del setaccio.
Forma– La forma della grana deve essere da sub-arrotondata a sub-angolare. Più la grana è arrotondata, maggiore è la possibilità che si eroda e riduca la durata del filtro. I grani piatti possono andare persi durante la pulizia (controlavaggio).
Durezza– Le particelle dense, dure e più resistenti con un alto contenuto di silice sono le migliori, poiché le particelle più morbide sono anche più suscettibili all’erosione.
Coefficiente di uniformità (Cu)– I media filtranti devono avere dimensioni relativamente uniformi, per consentire il passaggio dell’acqua. I sistemi ottimali per bere l'acqua hanno una sabbia Cucompreso tra 1,3 e 1,5 e non deve superare 1,7. Il Cupuò essere inferiore a 1,3, ma sarà inutilmente costoso e avrà un C più altousarà più suscettibile all'intasamento. I sistemi settici richiedono un CuDi<4. Click here for a refresher on gradations, D-values, and uniformity coefficients.
Nei sistemi di filtrazione dell'acqua, la sabbia può essere l'unico mezzo utilizzato o può essere utilizzata come componente in un sistema multimediale (combinato con flocculanti e altri materiali filtranti come il carbone) per una maggiore efficacia.