La biofiltrazione è una tecnologia di trattamento delle emissioni gassose da impianti di vario tipo. Sviluppata a partire dagli anni settanta soprattutto in Germania, consiste ad oggi nell’applicazione più diretta, efficace ed economica per l’abbattimento di sostanze odorigene.
Che cos’è la biofiltrazione?
La biofiltrazione è semplicemente un processo biologico: microrganismi che crescono al di sopra di un supporto organico provvedono alla rimozione di sostanze gassose inquinanti. Il supporto organico può essere di vario tipo (ne parliamo in questo articolo), sia in termini di pezzatura che di tipologia di specie vegetale. Inoltre esso svolge la doppia funzione di supporto e di fonte di sostanza organica, fondamentale per la crescita dei microorganismi. Infatti è fondamentale che vi sia un giusto equilibrio fra le concentrazioni dei principali elementi, fra i quali Carbonio, Azoto, Fosforo, Potassio e Zolfo, tutti contenuti nel materiale vegetale.
Inoltre devono essere rispettate tutta una serie di condizioni fisiche, tra cui il giusto valore di temperatura e umidità, affinchè i microrganismi possano sopravvivere. Infine, esiste un periodo di acclimatamento (dell’ordine di 2/3 mesi) da parte degli stessi microorganismi prima di riuscire a funzionare a regime. Tuttavia, tale intervallo si può ridurre attraverso l’utilizzo di uno specifico inoculo batterico, che funge da accelerante.
Come funziona?
I composti inquinanti e maleodoranti vengono ossidati e metabolizzati da microrganismi aerobi e mesofili (batteri, funghi, lieviti, muffe). Questi organismi sono naturalmente presenti sul substrato organico (il cosiddetto “letto filtrante”) attraverso un biofilm, ovvero una sottilissima pellicola d’acqua. Tutti i composti odorigeni che riescono a sciogliersi in acqua (cioè, hanno una elevata solubilità) vengono dunque attaccati e degradati dai microrganismi.
L’ossidazione biologica ha notevoli vantaggi nel trattamento di Composti Organici Volatili (COV) e di alcuni composti inorganici, soprattutto in casi di grandi portate a medio-bassa concentrazione. Si possono dunque ottenere elevate efficienze di abbattimento riuscendo a trattare un’ampia gamma di prodotti, con ridotti tempi di contatto dei gas all’interno del biofiltro (il tempo ottimale si aggira intorno ai 45 secondi). La degradazione dell’inquinante presenta un’efficienza comparabile , se non maggiore, rispetto a quella delle altre soluzioni chimico/fisiche.
In quali condizioni operano i microrganismi?
Il biofiltro dev’essere considerato, a ragion veduta, un organismo vivente vero e proprio. I microrganismi che colonizzano il substrato sono, come detto, aerobi e mesofili. La cinetica del processo di degradazione biologica (che implica processi di ossidazione, riduzione, idrolisi) degli inquinanti è complessa. Essa viene garantita dal mantenimento delle condizioni all’interno di un range definito. Di fatto, per poter operare in condizioni ottimali, gli organismi necessitano di un “ambiente favorevole”. I parametri che ci aiutano a definire come deve essere l’ambiente di crescita sono i seguenti
- 6 < pH < 8: siccome col passare del tempo il biofitro tende ad acidificarsi, è preferibile avere un pH tendenzialmente basico.
- Contenuto idrico della massa filtrante compreso tra 40% e 60%.
- Temperatura compresa tra 15°C e 45°C al massimo.
- Presenza continua di ossigeno tramite opportuna aerazione.
- Omogenea distribuzione delle velocità dell’aria in uscita dal biofiltro.
Perché la biofiltrazione?
Questa tecnologica è caratterizzata da un basso impatto ambientale e costi contenuti; infatti, confrontandola con altre tecnologie come la combustione e l’adsorbimento, emerge come la biofiltrazione abbia i più bassi costi di investimento e di manutenzione, oltre a garantire efficienze di abbattimento superiori al 90%. Inoltre, gli impianti di biofiltrazione presentano un minimo consumo energetico, rappresentato dal ventilatore che immette l’aria esausta, dal sistema di irrigazione per bagnare il biofiltro e dallo scrubber a monte del biofiltro. I sistemi biologici presentano un elevato grado di auto-adattabilità, selezionandosi naturalmente sul composto da trattare. Infine, Il processo è efficace sia per il trattamento di composti inorganici che per il trattamento dei composti organici.
In sintesi
- Ogni impianto che emetta sostanze gassose inquinanti e/o odorigene in atmosfera deve fornirsi di un sistema d’abbattimento di tali gas; la biofiltrazione si adatta a molteplici applicazioni e raggiunge elevate performance sia su composti organici volatili che su alcune sostanze inorganiche (come ammoniaca e acido solfidrico).
- Un biofiltro è un sistema semplice e soprattutto versatile, che riesce ad adattarsi a diverse concentrazioni e condizioni fisiche di esercizio.
- A parità di portate e concentrazioni, la biofiltrazione risulta una delle applicazioni più convenienti in termini di investimento e manutenzione.
Un biofiltro è un sistema di abbattimento di odori e di sostanze gassose inquinanti. Può essere di diverse forme e dimensioni, nonché contenere del materiale vegetale di diversa natura. I batteri che crescono sul materiale vegetale son responsabili della degradazione di sostanze inquinanti solubili.
Un biofiltro degrada le sostanze inquinanti e gli odori mediante i batteri che crescono al suo interno. Determinate condizioni fisiche favoriscono la crescita dei batteri, i quali si nutrono degli inquinanti immessi nel biofiltro tramite il sistema di aspirazione.
In condizioni ottimali di esercizio, un impianto di biofiltrazione riesce a raggiungere livelli di abbattimento superiori al 95%. Tale performance restano quesi costanti nel tempo, diminuendo solo leggermente nel corso degli anni.
Il costo dipende da tanti fattori, come la portata d’aria da trattare, la necessità di aggiungere uno o più scrubber, la quantità/qualità dei materiali utilizzati. Tuttavia, i bassi costi di esercizio e la facilità di avviamento e gestione rendono questa soluzione tra le più economiche sul mercato