09:30 Sedimenti, microrganismi, sapore sgradevole e qualità dell’acqua incerta possono compromettere l’acqua che esce da ogni rubinetto di un edificio. Trattare solo l’acqua del rubinetto della cucina significa lasciare il resto non trattato. Un sistema di ultrafiltrazione per tutta la casa, progettato correttamente, offre un’unica soluzione di filtrazione centralizzata prima che l’acqua si diffonda in tutta l’abitazione.
Un sistema di ultrafiltrazione per tutta la casa utilizza una membrana di ultrafiltrazione per rimuovere particelle fini, solidi sospesi, molti batteri, parassiti e altre impurità dalla rete idrica principale. Installato come sistema di filtrazione all’ingresso, è in grado di fornire acqua filtrata a bagni, cucine, elettrodomestici e altri punti di prelievo, mantenendo solitamente nell’acqua i minerali disciolti utili.
Sistemi di ultrafiltrazione per tutta la casa: come un sistema di filtrazione dell’acqua per tutta la casa garantisce acqua più pulita
Un sistema di filtrazione dell'acqua per l'intera abitazione viene installato nel punto in cui la rete idrica principale entra in una casa, in un immobile commerciale, in un hotel, in un'azienda agricola o in altra struttura. Anziché trattare l'acqua solo in un unico rubinetto potabile, il sistema tratta l'acqua in tutta l'abitazione o l'edificio prima che raggiunga i vari punti di erogazione.
Un filtro a cartuccia standard è in grado di rimuovere principalmente i sedimenti visibili. Un sistema di ultrafiltrazione va oltre: utilizza una membrana speciale con pori estremamente piccoli per separare dall’acqua le particelle sospese fini e i microrganismi. Il CDC sottolinea che le membrane di ultrafiltrazione hanno in genere pori di dimensioni intorno a 0,01 micron, sebbene le dimensioni effettive dei pori varino a seconda del modello del filtro. L’ultrafiltrazione è in grado di rimuovere parassiti e batteri e può garantire una certa riduzione dei virus, ma non dovrebbe essere considerata una tecnologia universale per la rimozione delle sostanze chimiche.
Questa differenza è importante. Un buon filtro per tutta la casa non è semplicemente una versione più grande di un depuratore d'acqua da cucina. Gli ingegneri devono tenere conto della fonte idrica in entrata, della portata di picco, della pressione, del profilo dei contaminanti, del pretrattamento, della superficie della membrana, del metodo di pulizia e della qualità dell'acqua richiesta.
Dal nostro punto di vista ingegneristico, di solito partiamo dall’acqua stessa, non dal catalogo delle attrezzature.
Una buona filtrazione inizia con la comprensione di ciò che è effettivamente presente nell'acqua.
L'ultrafiltrazione è un processo di filtrazione basato sulla pressione. L'acqua scorre lungo o attraverso una membrana a fibre cave dotata di pori microscopici. L'acqua e molte sostanze disciolte di piccole dimensioni la attraversano, mentre le particelle più grandi rimangono sul lato della membrana.
Ecco come si presenta una procedura semplificata:
Acqua grezza → Pretrattamento dei sedimenti → Filtro a carbone (opzionale) → Membrana UF → Acqua trattata → Distribuzione
All’interno di un modulo di ultrafiltrazione a fibre cave, migliaia di minuscole fibre a membrana offrono un’ampia superficie di filtrazione in uno spazio ridotto. A seconda della configurazione del sistema, l’acqua può passare dall’interno della fibra verso l’esterno oppure dall’esterno verso l’interno.
La membrana funge da barriera fisica. Anziché basarsi esclusivamente sull'adsorbimento o sul trattamento chimico, la separazione dipende in gran parte dalle dimensioni delle particelle.
Secondo il CDC, l'ultrafiltrazione è comunemente associata a una dimensione dei pori di circa 0,01 micron. In confronto, la microfiltrazione è generalmente più grossolana, mentre l'osmosi inversa utilizza una barriera membranosa ancora più fitta.
Ciò rende l'UF utile quando l'obiettivo terapeutico comprende:
A differenza di molti sistemi a osmosi inversa (RO), la microfiltrazione (UF) consente solitamente ai minerali e ai sali disciolti di rimanere nell'acqua filtrata. Ciò può risultare utile quando l'obiettivo è la filtrazione di particelle e microrganismi piuttosto che la desalinizzazione.
Non esiste un filtro in grado di rimuovere tutti i contaminanti. Questo è uno degli aspetti più importanti da considerare nella scelta dei filtri per l'acqua.
Una membrana UF offre ottime prestazioni contro molte particelle e microrganismi, ma non è progettata per rimuovere tutte le sostanze chimiche disciolte.
| Problema idrico | Prestazioni tipiche dell'UF | Potrebbe essere necessario un trattamento aggiuntivo |
|---|---|---|
| Sabbia e sedimenti | Ottimo | Di solito no |
| Solidi sospesi | Ottimo | Di solito no |
| Torbidità | Ottimo | Di solito no |
| Molti batteri | Ottimo | I raggi UV possono offrire una protezione aggiuntiva |
| Parassiti | Ottimo | Di solito no |
| Alcuni virus | Da discreto a buono, a seconda della membrana | Si potrebbero preferire i sistemi UV, NF o RO |
| Cloro | Limitato | Filtro al carbone |
| Sapore e odore | Limitato | Carbone attivo |
| Durezza | Non rimuove efficacemente | Addolcitore d'acqua |
| Sali disciolti | Non rimuove | Osmosi inversa |
| Piombo e altri metalli pesanti disciolti | Non viene rimosso in modo affidabile con la sola UF | Media specializzati o RO |
| Arsenico | Non rimosso in modo affidabile | Trattamento specifico o RO |
Il CDC raccomanda espressamente agli utenti di scegliere il trattamento in base ai germi nocivi o alle sostanze chimiche effettivamente presenti nell'acqua. Un filtro per l'acqua in grado di rimuovere i microrganismi potrebbe non essere in grado di eliminare le sostanze chimiche disciolte, e viceversa.
Ecco perché spesso consigliamo un sistema di filtrazione completo anziché limitarsi a installare un solo modulo a membrana.
Ad esempio, se l'acqua locale contiene sia solidi in sospensione che cloro percepibile, una combinazione come:
Filtro a sedimenti → Filtro a carbone catalitico → Ultrafiltrazione
potrebbe avere più senso rispetto all'UF da sola.
Se l'acqua presenta anche un elevato grado di durezza, potrebbe essere necessario dotare l'impianto di un addolcitore. In caso di elevata concentrazione di sali disciolti, nitrati, arsenico o altri contaminanti disciolti, potrebbe essere più indicato un impianto a osmosi inversa (RO) progettato in modo adeguato.
Un sistema pratico per l'intera abitazione può comprendere due, tre o più fasi di filtrazione. La configurazione corretta dipende dalle condizioni dell'acqua in entrata.
Un progetto standard in tre fasi per l'intera abitazione può includere:
Il primo filtro protegge le apparecchiature a valle dalle particelle più grandi.
Un filtro a sedimenti da 5 micron è comunemente utilizzato in molti sistemi a cartuccia, sebbene la granulometria richiesta debba dipendere dall'acqua di alimentazione e dai requisiti della membrana a valle.
Può ridurre:
In caso di acqua con un elevato carico di sedimenti, è preferibile ricorrere a filtri lavabili, filtri multimediali, unità di controlavaggio automatico o sistemi di pretrattamento di dimensioni maggiori piuttosto che a piccole cartucce filtranti monouso.
Un filtro a carbone attivo o catalitico può contribuire a ridurre il cloro, il sapore sgradevole, l'odore e alcuni composti organici.
Un filtro per l'acqua a carbone attivo è particolarmente utile per l'acqua comunale trattata, in cui il cloro o la cloramina possono alterarne il sapore e compromettere il funzionamento della membrana.
Tuttavia, la rimozione dei residui di disinfettante dall'acqua di tutta l'abitazione richiede un'attenta progettazione dell'impianto. Il CDC sottolinea che la rimozione del cloro dall'acqua di tutta l'abitazione può aumentare il rischio di proliferazione microbica all'interno delle tubature se l'impianto non viene sottoposto a una corretta manutenzione.
Il filtro UF costituisce una barriera fisica molto efficace.
Questa fase finale di filtrazione consente di ottenere acqua pulita e a bassa torbidità, conservando gran parte del contenuto originale di minerali disciolti.
Per esigenze di trattamento più complesse, i progettisti possono aggiungere:
Il risultato è un sistema completo di trattamento dell'acqua, piuttosto che un semplice gruppo cartuccia.
Non esiste una tecnologia universale che sia la migliore in assoluto per il trattamento dell'intera abitazione. Ogni tecnologia risolve problemi diversi.
Considerare innanzitutto l'obiettivo terapeutico.
| Tecnologia | Scopo principale | Elimina i sali disciolti? | Utilizzo tipico in tutta la casa |
|---|---|---|---|
| Filtro a sedimenti | Sabbia, ruggine, particelle | No | Pretrattamento |
| Filtro al carbone | Cloro, sapore, odore, alcune sostanze organiche | No | Trattamento di rifinitura dell'acqua comunale |
| Ultrafiltrazione | Particelle solide fini e microrganismi | No | Filtrazione a membrana principale |
| Addolcitore d'acqua | Durezza da calcio e magnesio | In parte tramite scambio ionico | Controllo dell'acqua dura |
| UV | Inattivazione microbica | No | Disinfezione finale |
| Osmosi inversa | Sali disciolti e numerosi contaminanti | Sì | Acqua ad elevata purezza |
| EDI | Rimozione degli ioni/rifinitura | Sì | Acqua industriale ultrapura |
Un sistema di filtrazione a UF funziona in genere a una pressione inferiore rispetto a quello a RO e non rimuove intenzionalmente la maggior parte dei minerali disciolti. Ciò consente spesso di ottenere una portata d'acqua elevata con una minore produzione di concentrato.
L'osmosi inversa va ben oltre. Il CDC descrive Membrane RO con una dimensione approssimativa dei pori di circa 0,0001 micron e sottolinea che l'osmosi inversa (RO) è in grado di ridurre la presenza di varie sostanze disciolte, tra cui sodio, cloruro, rame, cromo e piombo, a seconda del sistema.
Quindi, se il vostro obiettivo è principalmente ottenere acqua potabile limpida con un'efficace filtrazione delle particelle e dei microrganismi, la UF può rappresentare una soluzione interessante.
Se il tuo obiettivo è ottenere un TDS molto basso o acqua pura, usa l'osmosi inversa (RO).
Se il problema principale è l'acqua dura, scegli un addolcitore.
Se il problema principale è il sapore di cloro, usa il carbone attivo.
Spesso la risposta migliore non è “UF o carbone”, bensì UF più carbone, in base alle caratteristiche effettive dell’acqua di alimentazione.
Sì, ma l'acqua della rete idrica e quella di pozzo richiedono solitamente strategie di trattamento diverse.
L'acqua del rubinetto comunale di solito è già stata trattata in un impianto di depurazione. Tuttavia, può comunque contenere sedimenti provenienti dalle tubature di distribuzione, cloro o cloramina, minerali che ne determinano la durezza e altre sostanze che ne alterano il sapore o danneggiano gli elettrodomestici.
Una configurazione comune per l'acqua comunale potrebbe essere:
Sedimenti → Carbonio → UF → UV (opzionale)
Questo sistema consente di migliorare la limpidezza e il sapore dell'acqua, aggiungendo al contempo una barriera a membrana prima che l'acqua venga distribuita in tutta la casa.
L'acqua di pozzo può essere più complicata.
A seconda delle caratteristiche geologiche e delle condizioni locali, può contenere:
L'utilizzo di un filtro UF a pori fini direttamente sull'acqua di pozzo di scarsa qualità può causare un rapido intasamento.
Il sistema potrebbe invece richiedere:
Acqua grezza di pozzo → Ossidazione → Filtrazione multimediale/sedimentaria → Rimozione del ferro → Addolcimento, se necessario → UF → UV
Ecco perché è importante analizzare l'acqua.
Il CDC raccomanda di analizzare la fonte idrica e di scegliere il trattamento in base ai contaminanti effettivamente presenti, anziché partire dal presupposto che una sola tecnologia possa risolvere ogni problema idrico.
Le membrane UF a fibra cava offrono un'ampia superficie membranosa all'interno di un alloggiamento o modulo filtrante relativamente compatto.
Questo progetto è in grado di garantire una maggiore capacità di trattamento senza occupare uno spazio eccessivo per l'installazione. Per abitazioni, ville, condomini, hotel, aziende agricole, strutture commerciali e altre applicazioni decentralizzate, le apparecchiature compatte possono rappresentare un vantaggio significativo.
I principali vantaggi includono:
In qualità di produttori di membrane UF a fibra cava e di impianti completi di trattamento, la nostra visione va oltre la membrana stessa.
Una membrana che funziona bene in laboratorio può comunque dare risultati insoddisfacenti sul campo se il pretrattamento, il flusso operativo, le condizioni di flusso trasversale, la logica di controlavaggio, il controllo della pressione o le procedure di pulizia non sono corretti.
L'effettiva efficienza di filtrazione di un sistema dipende quindi sia dalla qualità della membrana sia dalla progettazione tecnica.
Si consideri un immobile esemplificativo dotato di diversi bagni, una cucina, una lavanderia e un fabbisogno idrico per gli spazi esterni.
Se la domanda massima delle utenze domestiche raggiunge i 40 L/min, la scelta di una membrana con una portata nominale di soli 40 L/min in condizioni di laboratorio ideali non lascia praticamente alcun margine operativo.
Un progetto ben concepito tiene conto dei seguenti aspetti:
La capacità finale della membrana dovrebbe essere adeguata al consumo idrico effettivo, non limitarsi a un valore nominale riportato a catalogo.
Sistemi di ultrafiltrazione per tutta la casa: come un sistema di filtrazione dell’acqua per tutta la casa garantisce acqua più pulita
Molti acquirenti si concentrano esclusivamente sul valore in micron. Ma questo non basta.
Una dimensione dei pori più piccola migliora la separazione delle particelle, ma può anche aumentare la resistenza. Quando l'area della membrana è troppo piccola per la portata richiesta, la perdita di carico aumenta e le prestazioni possono diminuire.
È necessario verificare contemporaneamente tre fattori:
Calcola la quantità di acqua domestica che potrebbe essere utilizzata contemporaneamente.
Un impianto destinato a un solo bagno richiede una capacità di gran lunga inferiore rispetto a quella necessaria per una villa, un condominio, un hotel o un’azienda agricola.
La membrana UF necessita di pressione per far passare l'acqua attraverso la sua superficie.
Se la pressione dell'acqua in entrata è bassa, potrebbe essere necessario installare una pompa di aumento pressione.
L'acqua sporca aumenta il carico sulla membrana.
Una maggiore quantità di sedimenti spesso significa:
Un sistema di filtrazione dell'acqua ben progettato garantisce il giusto equilibrio tra questi tre aspetti.
L'installazione di un impianto sovradimensionato può comportare uno spreco di denaro. L'installazione di un impianto di filtrazione sottodimensionato può causare una portata insufficiente, interventi di manutenzione frequenti e l'insoddisfazione dell'utente finale.
Ogni sistema di filtrazione richiede manutenzione.
Affermazioni come “depurazione dell’acqua senza necessità di manutenzione” vanno prese con cautela. Anche i sistemi a membrana automatici richiedono ispezioni e pulizie periodiche.
La manutenzione dipende dalla qualità dell'acqua e dalla configurazione dell'impianto.
| Componente | Requisiti tipici di manutenzione |
|---|---|
| Cartuccia per sedimenti | Controllare e sostituire in base alla caduta di pressione e alle condizioni dell'acqua |
| Filtro al carbone | Sostituzione del mezzo filtrante in base alla capacità e al carico di cloro |
| Membrana UF | Lavaggio automatico/controlavaggio più pulizia chimica periodica |
| Lampada UV | Sostituzione periodica delle lampade e pulizia del manicotto al quarzo |
| Addolcitore d'acqua | Rifornimento di sale e manutenzione della resina |
| Pompe e valvole | Ispezione in base alle ore di funzionamento |
Gli intervalli di sostituzione dei filtri non dovrebbero mai basarsi esclusivamente su un calendario generico.
Una cartuccia a sedimenti utilizzata per il trattamento dell'acqua potabile comunale può durare molto più a lungo rispetto alla stessa cartuccia utilizzata per il trattamento dell'acqua torbida di pozzo.
Per i sistemi di filtrazione domestici commerciali o progettati su misura, i parametri di monitoraggio utili includono:
Il controllo automatico tramite PLC è in grado di gestire le funzioni di lavaggio e di allarme.
Per i progetti di maggiori dimensioni, possiamo integrare skid a membrana con pompe, valvole, strumentazione, quadri di comando e sistemi di comunicazione PLC o SCADA. Questo approccio semplifica la gestione operativa per gli appaltatori EPC e i responsabili delle strutture.
Un sistema di filtrazione dell'acqua per tutta la casa di alta qualità dovrebbe partire dall'analisi dell'acqua.
Il CDC e altre linee guida in materia di salute pubblica sottolineano costantemente l’importanza di scegliere una tecnologia di trattamento adeguata al problema di contaminazione specifico. Filtri per l’acqua diversi rimuovono sostanze diverse.
Il nostro normale flusso di lavoro ingegneristico è il seguente:
Questo approccio ingegneristico è particolarmente utile per distributori, integratori di sistemi, hotel, aziende agricole, edifici commerciali e società EPC che necessitano di qualcosa di più di un semplice depuratore d'acqua standard.
Sistemi di ultrafiltrazione per tutta la casa: come un sistema di filtrazione dell’acqua per tutta la casa garantisce acqua più pulita
Il sistema migliore è quello più adatto all'acqua della tua zona.
Non iniziare chiedendo: “Qual è il filtro con i pori più piccoli?”
Chiedi invece:
Per semplici applicazioni comunali, un sistema UF compatto potrebbe essere sufficiente.
Per eliminare il cloro, il sapore e l'odore, aggiungere carbone attivo.
In caso di acqua dura, abbinalo a un addolcitore.
Per quanto riguarda il rischio microbico, si consiglia di utilizzare la filtrazione a ultrafiltrazione (UF) abbinata ai raggi UV.
In caso di elevata concentrazione di sali disciolti o di determinati metalli pesanti disciolti, aggiungere un sistema a osmosi inversa o mezzi di trattamento specifici.
L'obiettivo non è semplicemente quello di garantire acqua pulita da ogni rubinetto. L'obiettivo è garantire una qualità dell'acqua stabile senza inutili complicazioni.
La NSF raccomanda inoltre di verificare le dichiarazioni sulle prestazioni che siano state verificate in modo indipendente. Norme come la NSF/ANSI 42 riguardano aspetti estetici quali il sapore e l’odore di cloro, mentre la NSF/ANSI 53 riguarda determinati contaminanti che possono avere effetti sulla salute.
Se la certificazione è importante per il vostro mercato, verificate con esattezza quale norma e quale dichiarazione relativa alla riduzione dei contaminanti si applichino all’apparecchiatura selezionata.
Il termine “intera abitazione” viene solitamente associato alla filtrazione residenziale, ma lo stesso concetto di “punto di ingresso” può essere esteso a progetti di più ampia portata.
I sistemi a membrana UF a fibra cava possono essere utilizzati anche per:
Un piccolo impianto può avvalersi di una semplice unità manuale. Un impianto commerciale potrebbe invece richiedere più moduli a membrana UF, valvole automatiche, serbatoi, pompe, sistemi di dosaggio, strumenti di monitoraggio in tempo reale e un sistema di controllo PLC.
È qui che progettato in fabbrica I sistemi di filtrazione offrono un vantaggio.
In qualità di produttori di impianti per il trattamento dell'acqua e delle acque reflue, siamo in grado di integrare la tecnologia UF con:
Ciò rende questa tecnologia adatta non solo per l'acqua domestica, ma anche per distributori, appaltatori EPC, società di ingegneria e sviluppatori di progetti commerciali alla ricerca di soluzioni personalizzate per il trattamento dell'acqua.
Il trattamento a ultrafiltrazione (UF) può migliorare in modo significativo la qualità microbiologica e particellare dell'acqua, rimuovendo sedimenti, parassiti e molti batteri. Tuttavia, la sicurezza dell'acqua potabile finale dipende dalla qualità dell'acqua di partenza e dai contaminanti presenti.
L'UF non rimuove in modo affidabile tutte le sostanze chimiche disciolte. È opportuno analizzare prima l'acqua e, se necessario, aggiungere carbone attivo, trattamento UV, osmosi inversa (RO) o altri metodi di trattamento.
Di per sé, non in modo efficace.
Se è necessaria una riduzione del cloro, solitamente viene aggiunto uno stadio a carbone attivo o a carbone catalitico. Il sistema deve comunque essere progettato con attenzione, poiché la rimozione del disinfettante dall'acqua di rete in entrata può influire sulle condizioni microbiche nelle tubazioni a valle.
No.
La durezza è dovuta principalmente al calcio e al magnesio disciolti. Questi ioni sono abbastanza piccoli da poter attraversare una membrana di ultrafiltrazione.
Se è necessario ridurre la durezza dell'acqua, installare un addolcitore.
Nessuna delle due tecnologie è sempre migliore.
L'UF è adatta alla rimozione dei solidi in sospensione e di molti microrganismi, trattenendo al contempo la maggior parte dei minerali disciolti. L'osmosi inversa (RO) garantisce una rimozione molto più efficace dei sali disciolti e di molti contaminanti disciolti.
La UF viene spesso scelta per la filtrazione generale o come pretrattamento per l'osmosi inversa, mentre l'osmosi inversa è preferibile quando è richiesta acqua a basso TDS o ad alta purezza.
Sì, ma spesso il pretrattamento è indispensabile.
Una fonte di acqua di pozzo con elevati livelli di sedimenti, ferro, manganese, durezza o sostanze organiche può intasare rapidamente la membrana. L’analisi dell’acqua dovrebbe stabilire se, prima della filtrazione a ultrafiltrazione (UF), siano necessarie fasi di filtrazione multimediale, ossidazione, rimozione del ferro, addolcimento, trattamento con carbone attivo o altre fasi.
Ogni filtro comporta una certa perdita di carico.
Un impianto dimensionato correttamente dovrebbe mantenere questo valore entro un intervallo accettabile. Perdite di carico elevate indicano solitamente un’area della membrana insufficiente, un sistema di pretrattamento sporco, l’intasamento della membrana, una bassa pressione in ingresso o un impianto sottodimensionato.
Per impianti di grandi dimensioni, i tecnici possono prevedere l'installazione di pompe di rilancio e di un sistema automatico di monitoraggio della pressione.
A sistema di ultrafiltrazione per tutta la casa può rappresentare un modo efficace per migliorare la qualità dell'acqua che entra in un'intera proprietà. La membrana costituisce una solida barriera fisica contro sedimenti, torbidità, parassiti, batteri e altre impurità in sospensione, consentendo al contempo, in linea di massima, ai minerali disciolti di rimanere nell'acqua.
Ma la membrana è solo una parte della soluzione.
Per ottenere buoni risultati è necessario comprendere le caratteristiche dell'acqua grezza, scegliere un pretrattamento adeguato, dimensionare correttamente la membrana, garantire il flusso dell'acqua e pianificare la manutenzione a lungo termine.
In qualità di produttore e fornitore specializzato in soluzioni ingegneristiche di membrane UF a fibra cava, membrane MBR, membrane RO, moduli EDI, impianti di produzione di acqua pura, impianti di trattamento delle acque reflue e sistemi integrati di filtrazione a membrana: affrontiamo ogni progetto come un problema completo di trattamento delle acque, anziché limitarci semplicemente a vendere un filtro.
Per distributori, aziende EPC, hotel, aziende agricole, strutture commerciali, utenti industriali e appaltatori di ingegneria, siamo in grado di sviluppare sistemi a membrana personalizzati in base all’analisi dell’acqua di alimentazione, alla capacità, allo spazio disponibile per l’installazione, ai requisiti di automazione e agli obiettivi di qualità dell’acqua trattata.
Le indicazioni tecniche contenute nel presente articolo sono in linea con le informazioni aggiornate fornite dai Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC), dall’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente (EPA) e dalla NSF in materia di trattamento dell’acqua domestica, ultrafiltrazione, osmosi inversa, filtrazione al punto di ingresso e certificazione dei sistemi di trattamento.
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