materiali filtranti

da | Set 7, 2019 | Materiali Filtranti | 0 commenti

I materiali filtranti

 

Alla luce di quanto osservato nei precedenti articoli, il legno triturato (o cippato) costituisce un eccellente materiale filtrante.

Numerose altre tipologie di materiale vengono utilizzate e proposte per la biofiltrazione. Esse presentano, tuttavia, frequenti problemi di reperibilità, durabilità per quanto riguarda le caratteristiche fisiche. Fra le altre tipologie di materiale proposto troviamo materiali quali la torba, il compost, supporti inerti e tanti altri. L’utilizzo di materiali inerti in molti articoli di letteratura viene sconsigliato, poiché non viene fornito un adeguato supporto organico. Infatti tale supporto è quello che viene utilizzato dai microrganismi come alimento. Se non forniamo loro alimento, non potranno svolgere la funzione di rimozione.

P

Ma che tipologia di materiale viene usata di frequente?

Il materiale dovrebbe provenire dalla lavorazione esclusivamente meccanica del legno vergine selezionato in modo specifico per questo uso. Il triturato di legname, presenta le caratteristiche migliori per svolgere le funzioni filtranti.

Si è visto che il triturato di radici ha le caratteristiche per la rimozione delle sostanze odorigene. Per questo il materiale viene selezionato tramite la lavorazione degli apparati radicali delle specie che presentano le migliori caratteristiche per lavorabilità, contenuto naturale di microrganismi e durabilità.

Con i trituratori utilizzati nella lavorazione del materiale si possono ottenere varie pezzature a seconda delle esigenze di rimozione. Infatti con pezzature più fini si possono ottenere rimozioni più alte anche se con lo svantaggio che aumentano le perdite di carico. Viceversa utilizzando delle pezzature più grossolane. In conclusione grazie alle successive operazioni di vagliatura si minimizzano il contenuto di parti fini e di impurità del materiale.

È molto importante evitare la presenza di impurità che genererebbero la presenza di spazi morti che andrebbero a ridurre il nostro volume filtrante.

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Quali sono le caratteristiche migliori per il materiale filtrante?

Il prodotto così finito presenta una porosità ideale per espletare la funzione filtrante. Di conseguenza si riescono a contenere le perdite di carico e i costi d’esercizio dell’impianto asservito. Il materiale impiegato è caratterizzato da un’elevata superficie specifica, che massimizza la ritenzione idrica del materiale e le funzioni adsorbenti, garantendo quindi la massimizzazione della superficie di contatto fra aria da trattare e biofilm liquido.

Secondo ricerche di diversi autori, i letti filtranti che presentano le migliori caratteristiche per durata ed efficienza di abbattimento sono quelli costituiti da miscele di materiali ligneo-cellulosici.

Le proprietà richieste ad una miscela filtrante sono:

  • l’elevata porosità (80-90%);

  • la capacità di ritenzione idrica;

  • la durabilità (capacità di mantenere a lungo le caratteristiche originarie);

  • la bassa densità volumica.

Questi parametri influiscono sia sull’efficienza del biofiltro che sui costi della sua gestione.

Come influisce la pezzatura?

 La pezzatura dei materiali deve soddisfare un compromesso: più il materiale è fine, maggiore sarà la superficie attiva su cui crescerà il biofilm microbico. Un materiale troppo fine però non garantisce adeguata porosità e può comportare problemi di anaerobiosi; al contrario materiale eccessivamente grossolano non permette di mantenere un’adeguata umidità del letto.

La cenosi di microrganismi (batteri, funghi, lieviti e muffe) presenti naturalmente sul substrato costituente il letto filtrante si adatta alle caratteristiche del flusso da trattare selezionandosi spontaneamente su di esso. Si ottiene così un equilibrio nel consorzio delle specie attive. In questo modo si accentuano le caratteristiche adattative dei sistemi biologici alle sempre presenti fluttuazioni nella composizione e nella concentrazione delle emissioni (purché caratterizzate da ampiezza e frequenza limitata).

È inoltre importante considerare che un limite al funzionamento del biofiltro è legato alla natura biodegradabile del substrato filtrante, che tende a consumarsi a causa degli stessi processi che ne determinano il funzionamento. Questo causa nel tempo una progressiva perdita di porosità e l’intasamento del filtro stesso (che comporta l’incremento delle perdite di carico).

Risulta opportuno allora provvedere ad alcune procedure di controllo e manutenzione periodica, avendo cura di ripristinare o sostituire periodicamente (ogni 2-5 anni) il letto filtrante. Tutto questo in base al grado di usura meccanica e/o impoverimento microbiologico.

Ci chiediamo quali sono le condizioni ambientali che prediligono i nostri microrganismi?

Così come descritto nella fase introduttiva, l’insieme di organismi che operano la biofiltrazione sono organismi mesofili, che prosperano e svolgono il proprio metabolismo in temperature comprese fra 20 e 40 °C. Gli organismi riducono il loro metabolismo, cessando la propria vitalità se questi range di temperatura vengono superati. Per questa ragione si può rendere necessario il condizionamento delle emissioni da trattare. Nel caso di emissioni ad alta temperatura si possono utilizzare le tecniche di raffreddamento evaporativo o di raffreddamento forzato. Nel caso di emissioni a bassa temperatura si rende necessario il riscaldamento del flusso da trattare tramite recupero di cascami termici dal processo e l’uso del vapore.

Tutto ciò per garantire la vitalità dei microorganismi presenti e lo svolgimento delle funzioni vitali.

Pezzatura materiale filtrante

La pezzatura dei materiali deve soddisfare un compromesso: più il materiale è fine, maggiore sarà la superficie attiva su cui crescerà il biofilm microbico. Un materiale troppo fine però non garantisce adeguata porosità e può comportare problemi di anaerobiosi; al contrario materiale eccessivamente grossolano non permette di mantenere un’adeguata umidità del letto.

Come si adattano gli organismi alle sostaneze maleodoranti da rimuovere?

I microrganismi (batteri, funghi, lieviti e muffe) sono presenti naturalmente sul substrato costituente il letto filtrante. Essi sono in grado di adattarsi alle caratteristiche del flusso da trattare selezionandosi spontaneamente su di esso. Si ottiene così un equilibrio nel consorzio delle specie attive. Questo è un vantaggio. Come risultato i sistemi biologici si adattano meglio alle sempre presenti fluttuazioni nella composizione e nella concentrazione delle emissioni (purché caratterizzate da ampiezza e frequenza limitata).

In una prima fase si può comunque accelerare l’attivazione del sistema filtrante attraverso inoculi sinergici. Questi costituiscono uno “starter” in grado di anticipare l’entrata a regime del biofiltro, garantendo all’attività a cui il biofiltro è asservito di lavorare subito a regime.

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