Fibre cave (hollow fiber)

Principio fisico

Una fibra cava è un tubicino polimerico con diametro esterno 0,5–2 mm e parete porosa 0,1–0,5 mm. Migliaia di fibre vengono sigillate alle estremità (potting) in resina epossidica all’interno di un cilindro contenente l’alimentazione. L’acqua attraversa la parete della fibra (outside-in o inside-out a seconda del design) e il permeato esce dall’interno delle fibre.

Specifiche tecniche

Densità superficie elevatissima: 5.000–30.000 m² per m³ di housing (5–30 volte la spirale).

• Pressione operativa: 0,1–2 bar (UF/MF), fino a 80 bar (SWRO hollow fiber).
• Reversibilità del flusso: backwash idraulico ogni 20–60 minuti senza chimica.
• Diametro fibra: 0,3–1,5 mm interno; pori 10–100 nm (UF) o 0,1–10 µm (MF).
• Vita utile: 7–10 anni (UF/MF), 4–6 anni (SWRO hollow fiber).

Configurazione

Modulo cilindrico verticale, lunghezza 1,5–2 m, diametro 200–250 mm. Le fibre sono potate alle due estremità con resina epossidica. La direzione del flusso è prevalentemente outside-in (alimentazione esterna alla fibra) per le acque sporche, inside-out per acque pulite.

Pre-trattamento

Pre-trattamento meccanico minimo: filtro autopulente 100–300 µm. Per acque superficiali con NOM elevato si fa coagulazione in linea con poli-cloruro di alluminio (PACl) o cloruro ferrico.

Vita utile e fouling

La gestione del fouling è automatizzata: backwash idraulico ogni 20–60 minuti e CEB chimico settimanale. La rottura della fibra (broken fiber) è il principale fallimento di sicurezza: viene rilevata con test di pressione decay test (PDT) settimanale, conformi alla pratica AWWA M53.

Pulizia CIP

Backwash idraulico ogni 20–60 minuti (durata 30–60 secondi). CEB ogni 1–7 giorni con NaClO 50–200 mg/L o NaOH 100 mg/L. CIP completo ogni 3–6 mesi. La frequenza varia con la qualità dell’acqua e il livello di fouling.

Costi

Modulo UF standard 60 m²: 800–2.000 €. Modulo MF cartuccia avvolta da 5–10 m²: 100–250 €. CAPEX impianto comunale 100 m³/h con UF a fibre cave: 250.000–500.000 €.

Quando usarla

Fibra cava è la scelta tecnica per UF/MF in tutte le applicazioni di potabilizzazione e pre-trattamento di acque torbide. Per RO civile e industriale resta dominante la spirale; la fibra cava SWRO è competitiva solo per dissalamento marino di larga scala.