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Portada Emison Medio Ambiente

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BIOFILTRACIÓN DE EFLUENTES GASEOSOS

El control de olor es uno de los intereses primarios en las instalaciones medio ambientales, especialmente si se ubican cerca de áreas residenciales. La buena gestión del proceso y el quehacer cuidadoso puede reducir los olores, pero en muchos casos todavía se requerirá algún método para la reducción del olor.

También es necesario el control del olor en multitud de procesos, y hay varias opciones para el tratamiento del olor, incluyendo el químico, la destrucción térmica y la biofiltración. En muchos casos, la biofiltración es la opción más económica y la más efectiva, y que, hoy en día, es de uso generalizado, con preferencia a la filtración sobre carbón activado, mucho más cara.

La biotecnología, se puede aplicar a la corrección de la contaminación atmosférica mediante procedimientos no agresivos con el medio ambiente, a fin de evitar el uso de productos químicos. Los biofiltros tienen una matriz (material que sirve de soporte y que deja pasar el flujo de aire a tratar) y microorganismos. Estos microorganismos hacen que la contaminación sea retenida, acumulada o destruida. El material biológico funciona como un catalizador a escala reducida.

Los sistemas vivos usados para degradar la contaminación pueden reproducirse de manera natural. Además, resultan mucho más baratos y, evidentemente, tienen menos efectos negativos sobre el medio ambiente que los de base química.

Los sistemas biológicos retienen incluso sustancias que no son depuradas en los sistemas clásicos. Por ejemplo se ha demostrado la eliminación de hidrocarburos y disolventes orgánicos en la etapa biológica. De forma natural se favorece el desarrollo de cepas que se alimentan de los residuos a eliminar, siendo el sistema, de esta forma, auto regulable. Es una tecnología apta para emisiones con niveles medios de sulfuro de hidrógeno, amoníaco, COV's y en general aquellas instalaciones en las que se originan olores de procesos de degradación biológica o manejo de productos orgánicos.

Un biofiltro usa materiales orgánicos húmedos para absorber y degradar compuestos olorosos. El material, fresco y humedecido, procesa el aire que se inyecta mediante una rejilla de tubos horadados en un lecho de filtración. Los materiales que se usan para la construcción de biofiltros son el compost, la turba, astillas de madera y corteza de árboles, a veces mezclados con materiales biológicamente inertes, como la grava, para mantener una porosidad adecuada y son mantenidos a una humedad adecuada para que tenga lugar el desarrollo microbiano. En este último aspecto hay que considerar que el compost y la corteza de pino son rellenos con una esperanza de vida limitada mientras que en los lechos basados en fibra de turba de alta calidad se pueden garantizar 10 años sin cambio de la biomasa. Además, la fibra de turba es el tipo de relleno que mejor soporta la fauna bacteriana. Estabiliza todo el proceso debido a su alta calidad como tampón de humedad y de nutrientes. No obstante, el mayor precio de la turba hace que los sustratos más utilizados sean los basados en compost de origen vegetal, con el que se pueden garantizar hasta 5 años de vida, siendo la real, naturalmente, muy superior.

La biofiltración de efluentes gaseosos se define como un proceso biológico utilizado para el control o tratamiento de compuestos volátiles orgánicos e inorgánicos presentes en la fase gaseosa. En la biofiltración, los microorganismos son los responsables de la degradación biológica de los contaminantes volátiles contenidos en corrientes de aire contaminado.

El filtro puede ser inoculado con un cultivo de microorganismos que crecen en los materiales orgánicos que hay en el aire a depurar. Utiliza los mismos procesos y organismos que se emplean actualmente en las fases biológicas de tratamiento de las aguas negras. Al inocular la biomasa con una amplia gama de organismos van a proliferar las cepas que son capaces de alimentarse de las sustancias aportadas con la corriente de aire. Así el filtro se auto adapta a las condiciones encontradas en cada foco.

Durante el proceso de biofiltración, el aire pasa a través de los poros del material filtrante que sirve de soporte a bacterias en crecimiento. La degradación de los contaminantes ocurre previa transferencia del aire a un medio líquido en donde es utilizado como fuente de carbono y energía (compuestos orgánicos) o como fuente de energía (compuestos inorgánicos). La utilización implica producción de biomasa y la oxidación parcial o total del contaminante. A su vez, la biomasa, bajo ciertas condiciones sufre una oxidación por respiración endógena. De esta manera, los procesos de biofiltración dan lugar a una descomposición completa de los contaminantes, creando productos no peligrosos.

Las profundidades del lecho de biofiltro oscilan de 1 a 2 metros, en función del relleno utilizado y su granulometría. Con lechos más someros, hay fugas de gases, y lechos más profundos, son más difíciles de mantener uniformemente húmedos. El biofiltro ha mostrado ser efectivo en tratar olores asociados con el compostaje, incluyendo el amoniaco y una gama de compuestos orgánicos volátiles (sulfhídrico y aminas).

El principal criterio de diseño es la velocidad de filtración, y es típicamente 0.015 a 0.02 m/s (m3/m2/s), y la contrapresión esperada a través del biofiltro a este valor de corriente de aire está comúnmente en la gama de 20 a 120 mm C. A. por metro de profundidad.

Para el lecho filtrante, las especificaciones estándar son:

·                     pH lecho: óptimo sobre 7

·                     Temperatura de lecho: óptimo sobre 20 ºC

·                     Contenido de humedad del lecho: 40% de la capacidad máxima

·                     El aire es comúnmente humedecido antes de su filtrado.

Sus aplicaciones más usuales se dan en instalaciones de tratamiento ambiental (depuradoras, plantas de tratamiento y bombeo, instalaciones de compostaje, RSU,...) y en procesos industriales, como la industria química, tostadoras de café, tratamiento de aves, producción de sabores y fragancias, mataderos, salas de despiece... Por ejemplo, se pueden producir biofiltros que traten los olores que genera la producción de aceites de cebolla y ajo.

El manejo de todos los componentes integrantes de un equipo biológico es sencillo y puede ser llevado a cabo fácilmente por personal sin conocimientos específicos adicionales. Lo más esencial es la vigilancia del correcto contenido de humedad de la biomasa. La inspección y limpieza del sistema de humidificación y del ventilador presente en todos los sistemas de desodorización tampoco son complicadas.

      Las características del gas a tratar son muy importantes en la determinación de la eficiencia de remoción de un sistema de biofiltración. Con base en la concentración del gas contaminante se puede seleccionar el tipo de biofiltro. Generalmente para los sistemas de biofiltración se ha considerado que el rango de concentración óptimo de 0 a 5 g/m3, sin embargo, en los últimos años se han reportado sistemas de biofiltración capaces de degradar concentraciones mayores. Respecto a la temperatura del gas contaminante, si es mayor a 40 ºC será necesario un proceso de pretratamiento para reducirla, pues puede verse afectado el proceso metabólico de los microorganismos responsables del proceso de descontaminación. Los sistemas humidificadores tienen en estos casos la doble función de aumentar la humedad relativa y de reducir la temperatura del gas a tratar. Finalmente, es necesario evaluar la presencia de partículas con el fin de evitar el taponamiento del lecho filtrante a su paso por éste. En presencia de la obstrucción, las partículas pueden ser removidas en un proceso previo ya sea por sedimentación (ciclón) o por venturi.

Para los biofiltros de lecho fijo y recirculación, el lecho filtrante es el hábitat de la población microbiana. Considerando el volumen de estos sistemas es recomendable considerar materiales de gran disponibilidad en el sitio de operación del sistema así como un bajo costo.

En general, se prefiere que los materiales filtrantes contengan los nutrientes necesarios para el metabolismo microbiano, sin embargo en ausencia o baja concentración de estos pueden adicionarse mediante solución de nutrientes

El tamaño de partícula, es decir su distribución y geometría del poro, debe proporcionar una mayor área superficial para la rápida transferencia del contaminante a la fase acuosa y una fracción considerable de espacios huecos para limitar las caídas de presión.

El material filtrante debe tener una buena capacidad de retención de agua, ya que los microorganismos requieren de una importante cantidad de agua para crecer. El rango óptimo de humedad del material filtrante en sistemas de biofiltración se considera entre 40 y 60%. Un bajo contenido en el lecho filtrante reduce el espesor de la bio película y merma la actividad microbiológica y, por consiguiente, la actividad del biofiltro. Por otro lado, un elevado contenido de humedad puede crear una saturación, provocando zonas anaerobias o incrementar la caída de presión.

Finalmente, el pH de estos sistemas debe ser regulado ya que numerosos procesos de oxidación generan productos ácidos, básicos o inhibitorios, como los compuestos clorados, azufrados y amonio entre otros. En general la capacidad amortiguadora se logra mediante la adición de compuestos tales como carbonatos.

La capacidad de degradación de los microorganismos involucrados en estos procesos depende de las características de los contaminantes. Para compuestos o mezclas biogénicas es fácil encontrar, por su ubicuidad, microorganismos que degraden los contaminantes a partir de suelos contaminados, lodos activados y compost. Para la biodegradación de compuestos más recalcitrantes es necesario realizar un proceso de selección para encontrar microorganismos eficientes para la oxidación de los contaminantes. Para compuestos altamente recalcitrantes, como algunos aromáticos y ciertos clorados de alto peso molecular, se requiere la presencia de otros compuestos orgánicos para poder realizar la oxidación, proceso que se conoce como co-metabolismo. Las fuentes más comunes para encontrar los microorganismos necesarios para el proceso son generalmente las plantas de tratamiento de agua que reciben las descargas de las industrias en donde se generan estos contaminantes.

En los procesos biológicos para el control de aire contaminado no es posible considerar la esterilización del gas por motivos económicos. Por lo tanto, las poblaciones dentro de los equipos deben ser capaces de oxidar los contaminantes en condiciones altamente competitivas de no esterilidad.

La presencia de oxígeno hace innecesaria una aireación adicional. Por estas razones el proceso biológico en el tratamiento de los aires de salida requiere incluso menos mantenimiento y es más estable que el tratamiento biológico de las aguas negras. Esto nos lleva a la mayor ventaja de los filtros biológicos frente a los métodos clásicos: su bajo coste de explotación.

Dado que los microorganismos actúan como catalizadores específicos, desintegrando la carga contaminante con la ayuda del oxígeno ambiental y regenerando por su actuación la capacidad del lecho de adsorber nueva materia no se requiere la adición de reactivos caros y peligrosos ni tampoco la reposición frecuente del lecho.

Si no hay amplias superficies disponibles se puede realizar instalaciones descentralizadas. Este diseño es siempre aconsejable ya que permite construir equipos menores y más fáciles de colocar en posibles huecos.

A título de información incluimos dimensiones y precios de pequeños filtros que fabricamos de forma estándar y que, en muchas ocasiones, se encuentran para entrega inmediata.

El número que identifica al modelo indica la capacidad aproximada de depuración en Nm3/h

Las dimensiones son interiores, en metros, ancho por largo. El alto es típicamente de 1’5 metros.

Los biofiltros incluyen ventilador de aspiración, humidificador y sistema de riego manual. Opcionalmente el sistema de riego puede ser automático en función de la humedad del lecho.

BIOFILTROS

MODELO

DIMENSIONES

ESTRUCTURA

DEPÓSITO

MATERIAL FILTRANTE

PRECIO

BF - 500

2 x 3

Acero inoxidable

Polietileno

Corteza de pino

8.120

BF – 1.000

3 x 3

Acero inoxidable

Polietileno

Corteza de pino

12.830

BF – 1.500

3 x 5

Acero inoxidable

Polietileno

Corteza de pino

17.600

BF – 2.000

4 x 5

Acero inoxidable

Polietileno

Corteza de pino

23.280

BF – 3.000

5 x 6

Acero inoxidable

Polietileno

Corteza de pino

36.400

 

 

 

 

 

 

Insistimos en que podemos diseñar y fabricar cualquier tipo de biofiltros que necesiten.

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