Un letto filtrante è un materiale come la sabbia che viene utilizzato per rimuovere determinati materiali, inclusi oli o solidi, dai flussi di liquidi. Sono comunemente usati per pulire i flussi di acque reflue industriali e possono essere installati come sistemi settici residenziali. La tecnologia del letto filtrante è più comunemente un sistema alimentato per gravità, in cui i liquidi entrano nella parte superiore e si spostano verso il basso verso gli scarichi situati alla base.
La tecnologia del letto filtrante industriale può utilizzare una varietà di materiali come mezzo di filtrazione, tra cui sabbia, terra porosa o sfere di carbonio. L’efficienza di filtrazione dipende da diversi fattori, inclusa la superficie del mezzo filtrante. Per area superficiale si intende la superficie totale del mezzo filtrante, che è l’area totale di tutte le particelle o perline utilizzate per il letto. I supporti sono progettati con cura per fornire ampie aree di superficie senza diventare di dimensioni troppo ridotte, il che potrebbe causare l’ostruzione.
Il tempo di permanenza, o per quanto tempo il liquido rimane nel letto, può essere importante per i sistemi di filtraggio che rimuovono le sostanze chimiche dai flussi dei processi industriali. La distribuzione del liquido dovrebbe essere uniforme nella parte superiore del letto e il letto stesso dovrebbe essere livellato per evitare che il liquido scorra lungo un lato anziché attraverso l’intera area. Il letto deve essere imballato in modo lasco per consentire la libera circolazione del liquido; un letto ben imballato ha meno superficie disponibile e può intasarsi più rapidamente.
I letti filtranti possono funzionare in modo continuo, come può accadere in un processo industriale, oppure possono funzionare in un’applicazione discontinua o intermittente. Un esempio di filtrazione batch è un letto filtrante utilizzato per trattare le acque reflue domestiche. Quando l’acqua defluisce dalla casa, entra prima in una fossa settica dove vengono separati i solidi. Il liquido che esce da questo serbatoio va spesso a un serbatoio della pompa, che è un serbatoio di cemento più piccolo con una pompa sommersa situata sul fondo.
Quando un interruttore galleggiante indica che il serbatoio della pompa si sta riempiendo, la pompa si attiva e svuota il contenuto in un letto di sabbia. Questo letto è spesso costruito fuori terra e contiene strati di sabbia e ghiaia, con tubi di scarico situati nella parte inferiore e tubazioni di spruzzatura o distribuzione situate nella parte superiore. L’acqua immessa passa attraverso la tubazione di distribuzione, dove viene spruzzata o gocciolata sul letto di sabbia.
I letti filtranti a sabbia sono utili per le acque reflue perché non solo separano più solidi, ma i batteri e l’aria presenti nel letto possono aiutare a scomporre eventuali rifiuti solidi che entrano dalla fossa settica. Il sistema di drenaggio raccoglie l’acqua sul fondo, e normalmente viene inviata in un campo di distribuzione sotterraneo dove l’acqua può entrare nel terreno. I filtri a sabbia richiedono la sostituzione occasionale della sabbia quando si riempie di solidi, ma questi sistemi possono fornire anni di servizio affidabile.
Un altro tipo di letto filtrante è un filtro a letto fluidizzato. Questi sistemi possono essere progettati in due modi; il liquido può essere pompato dal fondo del filtro per sollevare e agitare il letto e aria o un altro gas può essere fatto gorgogliare sul fondo del serbatoio del filtro per agitare il supporto. I sistemi fluidizzati sono progettati principalmente per la filtrazione chimica, dove è necessaria un’elevata superficie per estrarre contaminanti o sostanze chimiche dal flusso di liquido. Non sono efficaci per filtrare i solidi, perché l’effetto di agitazione impedirebbe al filtro di intrappolare il materiale solido.