L’ultrafiltrazione è un processo di separazione attraverso una membrana mediato da bassa pressione che separa il particolato dalla componente solubile nel fluido (principalmente l’acqua) applicando un pressione transmembrana variabile tra i 0,5 e 5 bar.
Le membrane per ultrafiltrazione hanno una dimensione dei pori compresi tra 0,01 e 0,10 µm e hanno un’ alta capacità di rimuovere batteri, alcuni virus, particelle colloidali. Minore è la dimensione nominale dei pori, maggiore è la capacità di rimuovere le sostanze.
Le membrane per ultrafiltrazione possono essere prodotte essenzialmente in una o due tipologie: tubolari o piane. Le membrane progettate in questa maniera sono normalmente prodotte su un substrato poroso. La singola unità operativa in base alla quale sono progettati i sistemi ad ultrafiltrazione è chiamata modulo. Ciascun modulo operativo è composto da membrane, strutture di supporto, acqua in alimento, scarico del concentrato e uscita del permeato.
La maggior parte dei materiali usati nell’Ultrafiltrazione sono polimerici e idrofobici.
Il processo della filtrazione può avvenire in due modalità e più specificatamente in modalità di filtrazione cieca (dead-end) o filtrazione tangenziale (cross-flow). La modalità dead-end è simile a quella della filtrazione a cartucce dove c’è solamente un flusso in alimento e un filtrato come flusso in uscita. La filtrazione dead-end permette un recupero di acqua di alimento che oscilla tra il 95 e 98%, ma tipicamente è limitato ad un flusso in alimento con un basso valore di Solidi Sospesi .
La filtrazione tangenziale è diversa dalla modalità dead-end in quanto c’è un flusso addizionale, il concentrato. La filtrazione tangenziale ha una percentuale di recupero di circa 90 – 95%.
Facendo una comparazione con i sistemi di trattamento acqua convenzionali, la tecnologia dell’ultrafiltrazione offre diversi vantaggi:
- permette di avere una barriera contro i batteri e particelle in generale
- la qualità del permeato non dipende dall’acqua in alimento all’impianto
- l’ultrafiltrazione permette di eliminare eventuali patogeni che resistono alla clorazione
- il concentrato che si origina dal processo di ultrafiltrazione è composto da contaminanti dell’acqua. La quantità prodotta da smaltire è significativamente minore rispetto a quella di trattamenti convenzionali
- la possibilità di progettare sistemi compatti permette investimenti limitati per le strutture e richiede spazi limitati per installare i sistemi stessi
- i sistemi per ultrafiltrazione possono essere automatizzati semplicemente
- i trattamenti a valle del sistema UF hanno alta produttività in quanto la maggior parte delle sostanze che possono intasare le membrane sono state rimosse dall’ultrafiltrazione
- i costi di investimento e di gestione per eventuali sistemi di nano filtrazione o a osmosi inversa sono ridotti in quanto i sistemi possono operare con flussi più elevati e con un minore impegno per le operazioni di pulizia.
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