I filtri biologici si utilizzano in acquacultura e acquariologia  per eliminare ammoniaca (in condizioni aerobiche) o nitrati (in condizioni anossiche o in assenza di ossigeno in acqua.

ELIMINAZIONE DI AMMONIO

L’ azoto ammoniacale o ammoniaca presente nell’ acqua ( TAN: azoto ammoniacale totale) è un elemento altamente tossico che si forma come risultato della attività fisiologica degli organismi e per la decomposizione del materiale proteico presente nell’ acqua.

La percentuale in cui l’ azoto ammoniacale si trova nell’ acqua in forma ionizzata(NH4 +) o non ionizzata (NH3) dipende dal pH dell’ acqua e dalla temperatura. La forma non ionizzata è estremamente tossica per i pesci.

Nella misura in cui aumenta il pH e la temperatura, la forma del componente più abbondante nell’ acqua è di NH3. l’ ammonio produce effetti indesiderati per i pesci a partire da 0,3 ppm e per questo motivo deve essere eliminato  dal sistema seguendo un processo naturale conosciuto come nitrificazione.

Nei filtri aerobici nitrificanti, un gruppo di batteri trasforma in due passaggi l’ ammonio presente nell’ acqua (tanto in forma di NH3 come di NH4+) in nitrato, molto meno tossico dell’ ammonio (si sono registrati livelli di 400 ppm senza che fosse provocato alcun elemento di disturbo sui pesci)

È importante che la razione di nitrificazione si sviluppi completamente per evitare la presenza dell’ anione nitrito(NO2-), che è un prodotto intermedio nella reazione, questo intermedio può certamente causare qualche problema a partire da concentrazioni di  2,7 ppm.

Per tanto ci si deve preoccupare che:

Raezione chimica di nitrificazione:

NH4+ + 1.5 O2 → NO2- + 2H+ + H2O (passo 1: trasformazione dell ammonio in nitrito.

NO2- + 0.5 O2 → NO3- (passo 2: trasformazione del nitrito in nitrato)

ELIMINAZIONE DEL NITRATO

Per eliminare nitrati dall’ acqua (denitrificazione) si deve utilizzare un filtro biologico chiuso, assicurandosi che non ci sia presenza di ossigeno nell’ acqua, in modo che i batteri denitrificanti si possano sviluppare dovutamente. In questo caso il nitrato (NO3-), che può essere un problema in alcuni acquari, si trasforma in azoto gassoso(N2), il quale deve essere eliminato per aerazione. Per fare in modo che tale trasformazione si realizzi in modo soddisfacente, è necessario un apporto di carbonio (come il metanolo) che deve essere immesso in sufficiente quantità.

TIPOLOGIE

La messa in opera di un filtro biologico necessita di un processo iniziale di attivazione. Si dovrà attendere che la colonia batterica si innesti nel media di filtrazione in modo che il filtro biologico cominci a funzionare come tale. Questo necessita di un certo tempo che sarà più o meno lungo in funzione della gestione e delle condizioni in cui il filtro si andrà a trovare.

Il processo di colonizzazione è un processo naturale, per esempio se nell’ acqua c’ è ammonio in buona quantità, nel biofiltro si andranno a formare colonie di batteri nitrificanti. Sul mercato sono disponibili culture di avvio , che si posono collocare nel filtro per accellerare il processo di colonizzazione. Altri sistemi possono drivare dall’ utilizzo di media filtranti prelevati da un altro filtro da una installazione che è già operativa.

L’ efficienza dei filtri biologici nitrificanti dipende anche dal media filtrante utilizzato. Quanto più alta è la superficie specifica del media, maggiore sarà il livello di ammoniaca eliminata.

In INNOVAQUA siamo specializzati nel calcolo della filtrazione biologica che piu si adatta alle spcifiche necessita di ogni installazione, tanto nella scelta del filtro quanto nel materiale per il letto biologico.

Il filtro a percolazione è un tipo di filtro gravitazionale aperto dove si forma un perfetto contatto fra l’ acqua e l’ aria ed il media filtrante. Grazie al sistema rotativo di  spruzzo dall’ alto, l’ acqua si distribuisce in forma omogenea per tutta la sezione del filtro e scende liberamente facendo in modo che tutta la superficie filtrante si mantenga bagnata, sfruttando al massimo il volume del media di filtrazione

Gli orifizi laterali del filtro percolatore sono aeratori che per moto convettivo naturale favoriscono l’ ossigenazione del letto filtrante nelle zone più remote del filtro. Si tratta quindi di un sistema dove non ci sono limitazioni di ossigeno ma che non mantiene la pressione del sistema di ricircolazione

Il filtro biologico a pressione ha un funzionamento abbastanza simile al filtro a sabbia. Il flusso può essere sia ascendente che discendente in quanto sia i collettori che i diffusori mantengono la stessa forma . Per i filtri chiusi si raccomanda l’ utilizzo di un media filtrante ad alta densità, visto che questo materiale non galleggia in acqua fa si che lo sfruttamento del volume del filtro sia maggiore. Questi filtri pur mantenendo la pressione nel sistema di ricircolazione possono però portare limitazioni sui livelli di ossigeno riducendone leggermente le prestazioni. L’ efficenza si può aumentare con un ulteriore apporto di ossigeno in acqua.

Il filtro a letto fluido è un filtro aperto dove un flusso di acqua permanente facilita il contatto fra l’ acqua e l’ aria, l’ aria e il media filtrante che è in continuo movimento, quindi in qualche situazione è necessario un apporto di ossigeno ottimale per migliorare rendimento. L’ acqua ritorna al circuito per gravità di conseguenza diventa necessario una corretta progettazione sulle dimensioni  del serbatoio del filtro.

Quando il filtro è molto grande si installano sistemi di circolazione per favorire il movimento del media filtrante.

Material plástico para lecho bacteriano BIOMEDIA INNOVAQUA