La velocità dell’effluente dal biofiltro è uno strumento indicativo del tempo di residenza medio dei gas; in generale, è consigliato che la velocità del flusso in uscita sia inferiore ad 1 metro al secondo. Cerchiamo di capirne il motivo.
Perchè la velocità del flusso è importante?
Gli inquinanti caldi e carichi di umidità vengono immessi all’interno del biofiltro tramite diversi metodi (pavimento forato, ugelli, ecc) dal basso, per poi risalire verso l’alto passando attraverso il letto filtrante. Appare evidente che i gas riescono a venire degradati solo se trovano ostruzione da parte del materiale filtrante, cioè se spendono “abbastanza tempo” al suo interno. Questa caratteristica, che prende il nome di tempo di residenza, deve essere almeno superiore a 35 secondi, in modo che i microrganismi restino in contatto con gli inquinanti il tempo sufficiente per degradarli. Appare evidente invece che, se sono presenti vie di fuga, ovvero corridoi, percorsi preferenziali liberi da ostruzioni in cui l’aria calda può risalire senza troppi intoppi, il tempo di residenza sarà minore, e gli inquinanti verranno rilasciati in atmosfera.
Come misuro la distribuzione delle velocità nella biofiltrazione?
Innanzitutto, occorre suddividere il biofiltro in aree di uguale grandezza. La suddivisione è abbastanza arbitraria, ma è evidente che maggiore sarà il numero delle sub-aree, maggiore sarà la precisione delle misure.
Quindi, per uniformare tutte le misure, è sufficiente dotarsi di una semplice cappa statica, ovvero un dispositivo a tronco di piramide, sormontato da un cilindro di 20 cm di diametro, il tutto realizzato in materiale inerte. La particolarità di tale strumento è quella di possedere una base quadrata di ampiezza 1 metro quadro, e un bocchello, sulla superficie cilindrica, che permette le misure con strumenti e sonde.
Si provvede quindi a disporre la cappa statica all’interno delle sub aree precedentemente individuate, e ad effettuare la misura della velocità mediante una sonda anemometrica. La cappa statica, adagiata sulla superficie del biofiltro con tutto il suo perimetro, funziona come un tubo Venturi, accelerando (di un fattore molto piccolo) la velocità degli efflussi e permettendo la lettura della velocità. Ogni misura deve durare almeno qualche minuto, in modo da stabilizzare il flusso all’interno della cappa. Al termine delle misure è possibile realizzare una mappa della distribuzione delle velocità.
Cosa sono le perdite di carico?
Ogni volta che si parla di biofiltrazione, si trova questa espressione, “perdita di carico”, accompagnata da un limite che deve essere rispettato. In generale, l’aria in uscita dal ventilatore entra al di sotto del biofiltro, nel plenum, ad una pressione che è maggiore di quella atmosferica. L’aria quindi risale verso il biofiltro e contemporaneamente perde parte della propria sovrappressione, raggiungendo la pressione atmosferica una volta uscita dal biofiltro, in superficie. Queste perdite di pressione, o perdite di carico, sono variabili in funzione dell’età dell’impianto. Quando il biofiltro è nuovo, quindi ci sono ancora tanti spazi vuoti nel letto filtrante (perché non ancora fortemente impaccato), l’aria trova pochi ostacoli lungo il suo cammino, e le perdite di carico son contenute. Al contrario, dopo anni di esercizio, il materiale filtrante risulta impaccato e saturo d’acqua, dunque l’aria fatica maggiormente a filtrare, e le perdite di carico son maggiori.
Le perdite di carico son responsabili di una diminuzione della portata affluente al biofiltro. Tuttavia, siccome è fondamentale mantenere una portata costante di aria al biofiltro, sarà necessario, nel tempo, aumentare la frequenza di aspirazione del ventilatore, con conseguente aumento della potenza consumata.
| PERDITE DI CARICO | kPa/m | mmH2O/m | mbar/m |
|---|---|---|---|
| Biofiltro nuovo | 0,15 | 15 | 1,47 |
| Biofiltro usato, con materiale da sostituire | 0,5 | 50 | 4,9 |
In sintesi
- La velocità dell’aria in uscita dal biofiltro deve essere bassa, al massimo pari ad 1 metro al secondo. Valori più alti possono indicare la presenza di vie di fuga preferenziali, quindi gli inquinanti non vengono degradati.
- La misura della velocità dell’aria su un biofiltro si realizza con una sonda anemometrica e una cappa statica.
- Le perdite di carico di un biofiltro nuovo devono essere, in generale, inferiori a 800/1000 Pascal.
La velocità media dell’effluente dal biofiltro deve essere, preferibilmente, al massimo pari ad 1 metro al secondo. La velocità del gas può variare in funzioni delle condizioni di impaccamento e dell’età del biofiltro.
Le sostanze inquinanti non restano nel biofiltro il tempo necessario per essere degradate, quindi non si verifica l’abbattimento delle sostanze odorigene.
Una volta constatato che la velocità media dell’effluente dal biofiltro è troppo elevata, occorre provvedere ad un rimescolamento del materiale in modo omogeneo. In alcuni casi, per aumentare il tempo di residenza del gas, può essere necessario effettuare un supplemento di materiale filtrante.
Tale circostanza può succedere in caso di biofiltro troppo umido: l’aria insufflata nel biofiltro non riesce ad uscire dal letto, a causa dell’eccessiva umidità.