Depurazione aria

Fonte: http://eippcn.jrc.es

Estratto dal BREF sull’industria chimica “Air water treatment”, dell’ottobre 2001, realizzato dall’organismo europeo insediato a Siviglia EIPPC (European Integrated Prevention Pollution Control Bureau). I documenti BREF (Bat REFerecence document), costituiscono il riferimento per l’elaborazione delle BAT (Best Available Techniques) europee, per cui rappresentano il più avanzato stato di discussione tecnica sull’argomento, in quanto sono stati elaborati e concordati con gli esperti di tutti i Paesi membri dell’Unione europea. A ulteriore conferma della validità di questo lavoro, segnalo che all’elaborazione del BREF hanno partecipato i rappresentanti europei dei costruttori di impianti di depurazione e del mondo accademico, sotto il controllo degli Enti pubblici nazionali ed europei preposti al controllo dell’inquinamento atmosferico e all’emanazione della legislazione ambientale (per l’Italia l’APAT, l’ENEA e il Ministero dell’Ambiente). Le parti in corsivo sottolineato di questo documento sono state estratte dalle schede BAT approvate da UNIARIA e dalla Regione Lombardia, in modo da facilitare il confronto tra i requisiti dei due documenti.

BIOFILTRI PER L’ABBATTIMENTO DI VOC E SOSTANZE INORGANICHE

L’aria esausta passa attraverso un letto di materiale organico o inerte, dove viene ossidata da una popolazione residente di microrganismi. I biofiltri si dividono in: aperti e chiusi. Un biofiltro aperto è costituito da uno strato di materiale poroso biofiltrante, al di sotto del quale soggiace una rete di tubazioni attraverso la quale l’aria viene soffiata nel filtro. Questi filtri necessitano di un elevato tempo di contatto e quindi tendono ad avere dimensioni elevate (superfici ampie). Vengono usati per basse portate d’aria. In alternativa vengono usati filtri multi livello per aumentare la superficie senza aumentare le dimensioni. La loro applicabilità è critica nelle zone a clima freddo. Un biofiltro chiuso è costituito da uno strato di materiale nel quale è insediata la popolazione microbica, posizionato sotto un sistema di distribuzione che diffonde in modo uniforme l’aria esausta nel filtro, mediante ventilatori. Il flusso può essere da sopra a sotto o viceversa. La maggior parte dei biofiltri esistenti è di tipo aperto, meno costosi ma anche meno efficienti. Quindi sono da preferirsi quelli chiusi, con alimentazione controllata. In molti casi i filtri aperti non forniscono una sufficiente rimozione degli inquinanti e spesso mancano di soluzioni tecnologiche che permettano di raggiungere una complessiva riduzione dei VOC. Al contrario, i biofiltri chiusi, caratterizzati da tecnologie più avanzate, permettono di abbattere una maggiore varietà di composti.
I microrganismi sono racchiusi in un letto fisso. L’altezza del materiale filtrante è tra 0,5 e 1,5 m, con un massimo di 2 o 3 livelli. Compresa tra 1 e 2 m per biofiltri aperti; compresa tra 0,5 e 2,5 per biofiltri chiusi. Il carico specifico del letto filtrante è tra 100 e 500 Nm3/h per m2 di superficie filtrante. Il bilancio di U.R. è uno dei punti critici (deve essere > 95%). Essa viene regolata mediante umidificatore o scrubber a monte del filtro, a volte in combinazione con l’umidificazione del materiale filtrante. L’UR del materiale filtrante deve essere <60% per evitare il “clogging” (impaccamento?). 40-50% per biofiltri chiusi.
In caso di aria calda (>35°C) è necessario il suo raffreddamento.
Il tempo di contatto dipende dalla concentrazione degli inquinanti; indicativamente si prevede un minimo di 30-45 secondi. Per i biofiltri aperti >35 secondi per substrati con superficie specifica fino a 350 m2/g, >60 secondi per substrati con superficie specifica fino a 100 m2/g.
Per i biofiltri chiusi >35 secondi per substrati con superficie specifica fino a 350 m2/g, >23 secondi per substrati con superficie specifica fino a 850 m2/g, > 5 secondi per substrati con superficie specifica fino a 1.350 m2/g.
La biofiltrazione si usa per abbattere ammine, idrocarburi, anidride solforica, benzene, stirene ed odori.
E’ consigliata per basse concentrazioni

Range di applicazione

Portata: 100-400 Nm3/h per m2, fino a 200.000 Nm3/h. <400 m3/h per m2 per biofiltri chiusi;
<80 m3/h per m2 per biofiltri aperti).
Temperatura: 15-40°C (55°C con batteri termofili). <60°C per biofiltri chiusi; <35°C per biofiltri aperti.
Perdite carico: 0,5-2 kPa/m. <0,15 kPa/m per biofiltro aperto nuovo, < 0,5 kPa/m per biofiltro aperto vecchio; < 0,15 kPa/m per biofiltri chiusi)
Pressione: atmosferica Concentrazione ossigeno: ambiente U.R.: >95%
Concentrazione idrocarburi: 200-2000 mg/Nm3
Ammoniaca: può ridurre l’efficienza di abbattimento degli idrocarburi Concentrazione odori: 20.000-200.000 unità odorigene/ Nm3 Concentrazione toluene: 20-500 mg/ Nm3
Concentrazione stirene: 50-500 mg/ Nm3
Sostanze contenenti N, S, Cl possono acidificare e disattivare il biofiltro.
Massima concentrazione in ingresso al sistema: <50 mg/Nm3 o 30.000 u.o. per biofiltri aperti; 900-1500 mg/Nm3 per biofiltri chiusi).

Efficienza di abbattimento

Idrocarburi: 75-95% (emissioni > 5 mg/ Nm3 ) Toluene: 80-95% (emissioni > 5 mg/ Nm3) Stirene: 80-90% (emissioni > 10 mg/ Nm3)
Odori: 75-95% (emissioni > 5000 unità odorigene/Nm3). L’efficienza dipende dalla composizione dell’aria esausta.

Costi di gestione

Acqua: 5 l/1000 Nm3 Energia: <1 kWh/1000 Nm3
ATS 10.000-20.000 per anno Manodopera: 1 h/settimana + 2 gg/anno
Materiale di consumo: EUR 200 per m3 di materiale filtrante Manutenzione: ATS 5.000-300.000 per anno

Costi investimento

EUR 5.000-20.000 per 1000 Nm3/h§
ATS 4.000-180.000 per m3 di filtro per anno