Fundamentos

En muchísimos procesos industriales así como emisiones recolectadas en operaciones de bioremediación y plantas de tratamiento de efluentes, la presencia de material contaminante se observa en fase gaseosa, esto es, contenido en una masa gaseosa. Lo que se procura con los denominados biofiltros es simplemente la solubilización de dichos constitutivos para biodegradar por mecanismos biológicos.. 

 Ya desde mediados de los años 50, los biofiltros han sido empleados para el tratamiento de constitutivos en fase gaseosa, fundamentalmente por problema de olores, en plantas de compost y procesos industriales. Dentro de los compuestos frecuentemente encontrados en las aplicaciones y tratables efectivamente, en mayor o menor grado, mediante biofiltros podemos mencionar hidrocarburos de petróleo, solventes halogenados o no, H2S y amoníaco. Algunos especialistas discrepan por ejemplo en la factibilidad de remoción de compuestos conteniendo  formas de nitrógeno, e.g. aminas e incluso amoníaco.

Como anotamos anteriormente, los contaminantes deben ser transferidos a la fase líquida para permitir el metabolismo microbiano. Así es como en el tratamiento biológico de fase gaseosa se distinguen tres etapas:

a. transferencia de fase gas a fase líquida

b. transporte o contacto del constitutivo con los microorganismos

c. proceso biológico propiamente dicho, conceptualmente idéntico

En general los procesos de este tipo han sido reactores completamente empacados con distintos tipos de relleno. Los primeros sistemas, diseñados para control de olores en las plantas de tratamiento de efluentes, utilizaban frecuentemente material de la zona circundante y dieron origen a la denominación soil filters. Estos sistemas trabajaban con densidades de flujo extremadamente bajas (CFM por sq.ft. de area o m3/s por m2 de area) y con la aparición de materiales alternativos, surgió el término biofiltro propiamente dicho. Podríamos finalizar la presentación aquí caracterizando este tipo de reactor por la presencia de constitutivos en fase gaseosa y ausencia de fase líquida en movimiento. En el caso de biotrickling filters y bioscrubbers, variantes de biofiltros, a los efectos del mantenimiento de niveles del contenido de humedad apropiadas en el lecho, se realiza el aporte mediante sistemas de distribución contínua, vs. saturación previa mediante una celda de humidificación.

Breve descripción de un biofiltro

A grosso modo, los biofiltros consisten en grandes tanques a través de los cuales el aire o masa de gas contaminado se hacer circular mediante tiro forzado o inducido. Al poco tiempo de operación, se desarrollan sobre el medio soporte empleado (tierra, plásticos, trozos de madera) las comunidades o consorcios de microorganismos responsables de la biodegradación.

Algunas fuentes indican el tiro inducido como promotor de una mejor distribución del aire/masa gaseosa. De todas maneras, la caída de presión por metro de relleno se mantiene generalmente por debajo de 10 mmH2O y la pérdida de carga a través del sistema en operación no resulta un problema salvo en los casos de acumulación excesiva de biomasa o líquido. Si bien la densidad de flujo es variable según el constitutivo a tratar, puede considerarse entre 1 y 2 m3/min por m2 de area como valores preliminares. La mayoría de las instalaciones de biofiltros han tenido como objetivo la atenuación o control de olores pero ha habido un número creciente de aplicaciones de remoción de VOCs.

Tal como se aprecia en la ilustración el sistema propiamente dicho consiste en un ventilador centrífugo o soplador, un sistema de humidificación o saturación, la unidad biofiltro propiamente dicha y en algunos casos sistemas auxiliares de carbon activado, sea como respaldo o como fase ulterior. 

Esquema Soplador - Celda de Humidificación - Biofiltro

En muchos casos, además del sistema de humidificación, se emplea un sistema manual para incorporar agua directamente y en algunas instalaciones se recurre a retorno de condensado para humidificar el biofiltro. En general los rellenos empleados deben ofrecer una gran superficie por unidad de volumen, alta permeabilidad y preferiblemente una buena fuente de nutrientes intrínseca para promover los procesos biológicos. Dentro de los materiales naturales más comunes podemos mencionar tierra, compost, "peat", "mulch", fragmentos de madera y materiales sintéticos como monturas/random de cerámica, anillos Pall en polietileno, pellets de tierras diatomáceas. A diferencia de los filtros percoladores, no se favorece el empleo de materiales como "pedregullo" o piedra por su baja relación superficie/volumen que resulta en bajas tasas de proceso. 

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