Ultrafiltrazione (UF)

Descrizione tecnologia:
Tecnologia utilizzata per la separazione (rimozione) del materiale particolato e colloidale dalla fase liquida di reflui zootecnici e/o digestato. Si basa sull’applicazione di un carico di pressione (forza motrice: differenza di carico idrostatico) e sulla presenza di una membrana che agisce da barriera selettiva consentendo il passaggio di determinati costituenti presenti nel liquido (permeato o filtrato) e trattenendone altri (concentrato o retentato). La separazione viene realizzata principalmente per stacciatura, processo con il quale le particelle di dimensioni maggiori di quelle dei pori del mezzo filtrante vengono trattenute meccanicamente. Nell’ultrafiltrazione, le dimensioni dei pori sono 2÷50 nm (mesopori), con un intervallo operativo tipico di 0,005÷0,2 μm.

Attuali ambiti di applicazione:
Settore della depurazione delle acque (trattamenti avanzati delle acque reflue, potabilizzazione); industria farmaceutica e alimentare (processi di concentrazione/filtrazione di liquidi); settore della gestione dei rifiuti (trattamento di finissaggio su percolati di discarica).

Grado di sviluppo nel settore zootecnico:
Attualmente non rappresenta una tecnologia né particolarmente affermata né diffusa, se non in limitati casi ove opera in sistemi di depurazione biologica dei reflui zootecnici allo scopo di segregare i fanghi, ovvero separare meccanicamente i reflui.

Matrici trattate:
Reflui zootecnici e/o digestato sottoposto a trattamenti preliminari (es. depurazione, trattamento di separazione S/L). Le matrici sottoposte a ultrafiltrazione nell’ambito del Progetto sono: frazione liquida del digestato ottenuto da reflui di bovini da carne in co-digestione, frazione liquida di liquami bovini, frazione liquida di liquami suini, frazione liquida del digestato ottenuto da reflui di vacche da latte, digestato ottenuto a partire da insilato di mais, liquame suino, deiezioni avicole.

Prodotti ottenuti:
Il permeato risulta costituito da acqua e piccole molecole in essa disciolte, mentre i costituenti tipici rimossi (presenti nel concentrato o retentato) sono: macromolecole, colloidi, molti batteri, alcuni virus, proteine. L’azoto risulterà presente nell’una e nell’altra fase in funzione della forma chimica e della relativa concentrazione in cui esso si trovava nel materiale trattato (nel permeato le forme solubili sotto forma di piccole molecole; nel concentrato o retentato l’azoto presente in altre forme, quali macromolecole, proteine, ecc.).

Posizione nella linea di trattamento:
L’ultrafiltrazione, qualora introdotta in un sistema di gestione dei reflui zootecnici, rappresenta una tecnologia di trattamento intermedia o finale (caso delle membrane tubolari). Nell’ambito del Progetto, azioni di monitoraggio specifiche sull’ultrafiltrazione riguardano le seguenti linee di trattamento:
  • [Insilato di mais, Reflui di bovini da carne] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> MBR (con membrane da ultrafiltrazione) --> Osmosi inversa
  • Reflui di bovini da latte --> Separazione S/L --> Fase liquida --> MBR (con membrane da ultrafiltrazione) --> Osmosi inversa (e/o Fitodepurazione)
  • Reflui suini --> Separazione S/L --> Fase liquida --> UF con membrane tubolari (in due distinte realtà aziendali)
  • Reflui di bovini da latte --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida -->UF con membrane tubolari
  • [Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (compressione elicoidale + centrifuga) --> Fase Liquida --> Ultra Filtrazione --> Osmosi inversa
  • [Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (vagli statici + nastropressa + compressione elicoidale) --> Fase Liquida --> Ultra Filtrazione --> Osmosi inversa