Propiedades básicas de materiales soporte y parámetros de control en biofiltración.

Abstract

[ES]En la problemática medioambiental generada por la contaminación atmosférica hay tres aspectos que marcan las directrices de actuación institucional: la presión social, la legislación vigente y la tecnología disponible. En cuanto a este último aspecto, la biofiltración es una tecnología eficaz, asequible y sostenible basada en la actividad biodegradadora de microorganismos específicos adheridos a la superficie de un material soporte que constituye el lecho del biofiltro. La elección de un material soporte adecuado es de especial importancia para asegurar el correcto funcionamiento de los biofiltros. Esta decisión está basada en las propiedades intrínsecas del material que deben ser analizadas previamente a su uso. En este proyecto se ha seleccionado cuales son estas propiedades básicas a partir de una revisión bibliográfica, destacando la capacidad de retención de humedad, superficie específica, porosidad, y estabilidad física y química del material. En este trabajo, también se han fijado los parámetros de control que deben ser medidos de forma rutinaria en un biofiltro para asegurar la eficacia del tratamiento de descontaminación. En base a la información bibliográfica recopilada, se ha concluido que los parámetros básicos son pH, temperatura, contenido de humedad del lecho y pérdidas de carga. A nivel experimental, se han medido las pérdidas de carga generadas en biofiltros empacados con tres materiales soportes que son de especial interés para una investigación posterior a desarrollar por el grupo Biofiltración de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). Durante el período de arranque inicial de los tres biofiltros, las pérdidas de carga medidas fueron muy bajas en los tres casos, aunque algo superiores cuando la alimentación era en sentido ascendente frente al flujo descendente. Sin embargo, cuando se midieron las pérdidas de carga bajo condiciones de encharcamiento del lecho, que es una de las situaciones más problemáticas en un biofiltro, todos los soportes presentaron un aumento puntual de la pérdida de carga aunque la tendencia en los días posteriores fue claramente descendente, recuperando valores de operación habituales. La comparativa del comportamiento frente a las pérdidas de carga permitió seleccionar el soporte más idóneo de los tres analizados, aunque los otros dos podrían ser alternativas viables en caso de sustitución.

[EU]Egurats-kutsadurak sortutako ingurumen arazoei dagokienez, erakundeen ekintzak eta erantzunak baldintzaten dituzten arloak ondokoak dira: gizartearen presioa, indarrean dagoen legedia eta erabilgarri dagoen teknologia. Azken arlo horren barruan bioiragazketa deritzon teknologia aipa daiteke bereziki, eraginkorra, merkea eta iraunkorra delako. Mikroorganismoek molekula kutsatzaileak degradatzeko duten ahalmenean datza bioiragazketa. Sistema horretan, gasen korronte kutsatua ohantze finkoan zehar pasarazten da, eta ohantze solido horretan itsatsita dagoen biomasak biodegradatu egiten ditu kutsatzaileak. Ohantzearen material solidoa edo euskarria ondo aukeratzea funtsezkoa da bioerreaktore horien funtzionamendua egokia izan dadin. Horretarako, materialaren oinarrizko propietateak aztertu behar dira erabili baino lehenago. Proiektu honetan oinarrizko propietate horiek zeintzuk diren finkatu da, errebisio bibliografiko sakonean oinarrituta. Eta, ondokoak dira: hezetasuna gordetzeko ahalmena, gainazal espezifikoa, porotasuna eta egonkortasun fisikoa eta kimikoa. Beste alde batetik, kutsatzaileak egokiro degradatuak direla bermatzeko zenbait parametro neurtu behar dira ohiko eran bioerreaktorean edo bioiragazgailuan. Beraz, proiektu honen beste atal batean gutxienezko parametro horiek zeintzuk diren finkatu dira, bibliografian argitaraturiko argibidean oinarrituta. Kontrolerako parametro horiek ondokoak direla ondorioztatu da: pH-a, temperatura, ohantzearen hezetasun-maila eta presio-galerak. Jarraian, hiru bioiragazgailutan sorturiko presio-galerak neurtzeko helburu izan duen lan esperimentala burutu da, Euskal Herriko Unibertsitatearen (UPV/EHU) Bioiragazketa ikerketa-taldeak aukeraturiko hiru material euskarri erabilita. Hiru bioiragazgailuak martxan jarri zirenean, presio-galerak oso baxuak izan ziren edozein kasutan, baina gorantzako fluxua elikatzen zenean apur bat handiagoak izan ziren beherantzako bidean baino. Hala ere, ohantzea urez bete zenean, unean uneko gorakada neurtu ziren hiru kasuetan, baina ondorengo egunetan presio-galerek beherantz egin zuten eta ohiko balioak errekuperatu ziren. Presio-galeren datuetan oinarrituta, analizaturiko hiru euskarrien artean egokiena aukeratu zen, baina aipatu beharra dago beste biek ere antzeko portaera izan zutela, eta, beraz, aukera onak ere badirela.

[EN]Institutional or political response and guidelines for air pollution prevention is determined by three issues: social pressure, legislation currently in force and available technology. Regarding the last point, biofiltration is an effective, affordable and sustainable technology whose success relies on the biodegrading activity of microorganisms that are attached onto a support material (biofilter´s bed). The proper selection of the support material is crucial for ensuring a long and successful operation of the biofilters, and, consequently, it must be characterized prior to use. One of the aims of this work has been to identify the fundamental properties to be determined in a suitable packing material according to literature. As a conclusion, moisture retention capacity, specific surface, porosity and the physical and chemical stability of the material are the main preliminary properties to be established. Additionally, another purpose of this work has been to determine the control parameters that should be measured in a biofilter on a routine basis. The pH, temperature, bed moisture content and pressure drop are recommended to be controlled on a regular basis in order to guarantee efficient operation. Finally, an experimental work has been carried out in order to measure the pressure drop generated in three biofilters packed with three particular materials. These materials have been previously selected by the group Biofiltration of the University of the Basque Country (UPV/EHU) for further research. The pressure drop values measured during starting-up in the three biofilters were very low, although the upflow mode rendered slightly higher values than the dwonflow mode. Nevertheless, when the biofilters were waterflooded (simulating one troublesome episode), the pressure drop suddenly increased in the three beds, and then, it gradually decreased until initial values were reached. On the basis of these results, the material with the lowest pressure drop values was recommended for biofiltration bed, although the other two supports were also adequate alternatives.