Progettare un biofiltro richiede alcuni semplici passaggi per realizzare un impianto capace di abbattere gli odori e gli inquinanti gassosi. Vediamo quali sono i punti fondamentali da considerare durante il dimensionamento.
Come si dimensiona un biofiltro?
Il punto di partenza per la progettazione di un biofiltro è la portata d’aria inquinante originata nell’impianto in questione. Questa portata, misurata in Normal metri cubi all’ora (Nmc/h), è quella aspirata dai ventilatori e destinata ad essere depurata dal biofiltro. In seguito, servono altri due parametri:
- Carico specifico volumetrico: rappresenta la quantità d’aria che 1 metro cubo di materiale filtrante degrada, ipoteticamente, in 1 ora. Valori tipici sono 80 Nmc/hmc, oppure 100 Nmc/hmc.
- Altezza del biofiltro: questa quantità è generalmente compresa tra 1 e 2 metri.
Per avere quindi un’idea delle grandezze in gioco, consideriamo un esempio: un impianto qualsiasi emette gas maleodoranti per una portata di 70.000 Nmc/h. Se si assume che il carico specifico volumetrico del biofiltro sia di 80 Nmc/hmc (soluzione più cautelativa), allora si può calcolare il volume di materiale filtrante richiesto calcolando 70.000/80= 875 metri cubi. A questo punto, se si ipotizza un’altezza del letto filtrante di 1,5 metri, basta dividere il volume per l’altezza, in modo da ottenere la superficie di ingombro del biofiltro; ad esempio, in questo caso 875/1,5= 583 metri quadrati circa. Dunque, ipotizzando un normale biofiltro quadrato, si otterrebbe un impianto di 24 metri per lato.
Attenzione! Questo esempio di progettazione di un biofiltro è un dimensionamento di massima: le volumetrie del materiale filtrante possono poi variare a seconda dei composti gassosi presenti (ad esempio, quando i biofiltri sono impiegati per l’abbattimento del metano nella discariche).
La scelta del materiale
La scelta del materiale biofiltrante è cruciale per la buona riuscita dell’impianto. Nella biofiltrazione si è assistito alla sperimentazione di tanti e diversi tipi di materiali filtranti: radici, ramaglie, cippato, corteccia, fibre di cocco, erica arborea, torba fibrosa. I risultati raggiunti sono spesso contrastanti, in termini di performance, ed è praticamente impossibile trovare una ricetta unica. Sicuramente però esistono degli aspetti oggettivi da considerare: ad esempio, un materiale duro e robusto può risultare più durevole rispetto ad un materiale più tenero (quindi rimandare la possibile sostituzione del materiale). Allo stesso modo, un legno più poroso (grande quantità di cavità e buchi) risulta più leggero al trasporto, ed è capace di assorbire più acqua una volta in funzione.
La scelta della modalità costruttiva
Un altro aspetto da non sottovalutare nella progettazione di un biofiltro riguarda la modalità di costruzione del biofiltro. Infatti, una volta determinato il volume di materiale filtrante, esistono diverse tipologie adatte a contenerlo. Una semplice vasca (in calcestruzzo, in pannelli sandwich) è spesso la soluzione più economica, ma ha l’inconveniente di non essere modulabile, al contrario delle soluzioni in container.
La tipologia di inquinanti
I biofiltri non sono sempre la soluzione più adatta per l’abbattimento di sostanze odorigene. infatti, esistono tutta una serie di inquinanti che, non essendo solubili in acqua, non possono essere degradati dai microrganismi. L’utilità dei biofiltri verso questi composti è praticamente nulla. Per questo motivo, prima di installare un biofiltro, sarebbe necessario disporre opportune indagini chimiche ed olfattometriche, per creare uno screening dei gas presenti (ognuno con la propria concentrazione) e capire quale possa essere la soluzione più adatta.
Gli apparecchi accessori
Una volta definiti gli aspetti sopra descritti, esistono tutta una serie di dispositivi che devono essere installati per il funzionamento del biofiltro:
- come già descritto, l’umidità del biofiltro deve essere garantita sia sull’aria in ingresso (mediante uno scrubber), sia nel materiale filtrante (mediante un sistema di irrigazione)
- Per il plenum (lo spazio di espansione dell’aria esausta al di sotto del materiale filtrante) occorre installare un grigliato (generalmente in plastica) sorretto da piedini di appoggio di qualche decimetro di altezza. In alternativa si può optare per un pavimento in calcestruzzo forato, spesso rivestito con una rete fine che protegge i fori dall’occlusione di materiale.
- Nel plenum si raccoglie anche il percolato, creato dall’acqua filtrata attraverso il biofiltro, per il quale devono essere creati opportuni pozzetti di raccolta o smaltimento.
- Lungo il perimetro del pavimento del biofiltro occorre installare una guaina in PVC, per evitare fughe di aria dal plenum sui bordi.
- La portata d’aria maleodorante è condotta al biofiltro mediante uno o più ventilatori, per i quali occorre calcolare le perdite di carico (crescenti nel tempo) dell’aria attraverso il biofiltro.
- Nei biofiltri più sofisticati, il sistema di irrigazione, lo scrubber, lo scarico del percolato e la portata d’aria son controllati attraverso una centralina di controllo.
In sintesi
- Per dimensionare un biofiltro occorre conoscere la portata d’aria inquinante e, in alcuni casi, anche la composizione chimica dei gas presenti.
- La volumetria del materiale filtrante dipende dal carico volumetrico specifico che si assume (generalmente tra 80 e 100 Nmc/hmc).
- Definita la volumetria, occorre considerare la qualità del materiale, la sua pezzatura, la tipologia costruttiva dell’impianto. Quindi, tutta la serie di apparecchi accessori (ventilatori, scrubber, guaine, griglie) che permettono al biofiltro di operare al meglio.
La quantità di aria da depurare, cioè la portata, che può variare da poche decine a centinaia di migliaia di metri cubi.
Basta dividere la portata d’aria da trattare, in Nmc/h, per 100 (carico specifico volumetrico). Si ottiene dunque il volume approssimato del materiale filtrante.
Occorre partire dal volume di materiale filtrante e dividere per 2 (altezza massima del biofiltro) per ottenere l’area di ingombro minima, oppure per 1 (altezza minima del biofiltro) per ottenere l’area di ingombro massima.
il dimensionamento del biofiltro può essere fatto per andare incontro alle disponibilità del sito; in qualche caso, è possibile realizzare anche biofiltri sormontati uno sull’altro, nel caso di biofiltri modulari in container.