8.5 LA FILTRAZIONE

La filtrazione si realizza facendo passare la sospensione attraverso un mezzo filtrante. Le particelle rimosse con la filtrazione sono in genere più piccole di quelle rimosse con la sedimentazione. Di conseguenza, specialmente per portate notevoli come quelle che si riscontrano nei trattamenti di potabilizzazione delle acque, la filtrazione si effettua dopo la sedimentazione.
Nella pratica di laboratorio la filtrazione è un’operazione frequente in cui la separazione avviene in quanto le particelle possiedono una dimensione maggiore di quella delle porosità del filtro.
Nell’operazione industriale le dimensioni delle particelle non sono l’unico fattore che determina la separazione e la stessa operazione non è una semplice riproduzione in scala della tecnica di laboratorio, per via delle problematiche connesse all’accrescimento del materiale solido trattenuto.
Infatti, il passaggio di una corrente liquida attraverso un materiale filtrante comporta una dissipazione di energia, ovvero le perdite di carico rappresentabili tramite una differenza di pressione, che aumenta con lo spessore del materiale trattenuto sul mezzo filtrante.
Per consentire il passaggio del liquido attraverso il mezzo filtrante occorre vincere le perdite di carico. Ciò si può ottenere affidandosi alla forza di gravità, esercitando una pressione a monte, o creando il vuoto a valle del filtro o facendo muovere il liquido per azione della forza centrifuga

La differenza di pressione che determina il flusso dipende da vari fattori, come descritto dall’equazione di Darcy:

con F_v portata volumetrica, A superficie filtrante o sezione di passaggio della corrente liquida, µ viscosità del liquido, ∆p differenza di pressione e R resistenza dello strato filtrante.
L’accumulo di materiale sul filtro solido determina un aumento nel tempo della resistenza R. Di conseguenza, molte apparecchiature effettuano una filtrazione discontinua, per la necessità di rimuovere i solidi separati.
La filtrazione si può realizzare secondo due tecniche: filtrazione superficiale e filtrazione di profondità.
Nella filtrazione superficiale la sospensione viene alimentata sul mezzo filtrante, costituito generalmente da un tessuto, da una membrana sintetica o da un setaccio metallico, che trattiene le particelle di dimensioni superiori ai passaggi del filtro.

Equazione di Darcy