Trattamento MBR
I bioreattori a membrana (acronimo: MBR) rappresentano una tecnologia di depurazione avanzata rispetto a quella tradizionale più diffusa a fanghi attivati.
Il sistema MBR combina un tradizionale processo biologico a fanghi attivi, con il processo di separazione a membrana (generalmente microfiltrazione o ultrafiltrazione), che sostituisce il sedimentatore secondario.
I bioreattori a membrana sono nati negli anni sessanta, e lo sviluppo di questa tecnologia sta avendo di recente una notevole diffusione a livello mondiale in tutti quei casi in cui è necessario garantire acque reflue depurate con caratteristiche qualitative particolarmente elevate senza tecnologie ad elevato consumo energetico.
Tali tecnologie consentono il reimpiego per uso civile (es. acqua di lavaggio delle strade), agricolo e industriale (es. acque di processo o raffreddamento) delle acque reflue depurate consentendo la conservazione delle acque ad elevata qualità ad esclusivo uso potabile, al fine di non intaccare le risorse idriche mondiali disponibili, oramai notevolmente sfruttate.
I bioreattori a membrana, in base al posizionamento della unità filtrante rispetto al comparto biologico, vengono classificati in:
schemi a membrane sommerse (o immerse) - submerged membran- le membrane sono immerse all'interno della vasca di ossidazione a contatto diretto con il refluo, tramite una pompa autoadescante, viene creata una lieve depressione all'interno del modulo filtrante che obbliga l'effluente trattato a passare attraverso le membrane e si ottiene un'efficiente separazione dei solidi (trattenuti sulla superficie esterna delle membrane) dalle acque filtrate (permeato) senza ulteriori trattamenti di sedimentazione ed affinamento.;
schemi a membrane esterne (o a circolazione esterna) - side stream: è lo schema più comune; le membrane sono esterne alla vasca di aerazione. L'effluente dalla vasca di ossidazione viene pompato nel modulo di filtrazione a membrana. Il retentato viene reimmesso nella vasca di ossidazione.
In ambedue gli schemi si ha un regime di filtrazione a flusso tangenziale o cross flow, nel primo caso però il regime è ottenuto tramite l'insufflazione di bolle d'aria, mentre nel secondo tramite il ricircolo di alimento con pompe.
Insufflaggio intermittente di aria viene effettuato nella parte inferiore del modulo contenente le membrane e consente di evitare il deposito del fango contrastando così l'intasamento delle membrane.
Comunque per garantire l'efficienza nel tempo delle membrane queste vengono sottoposte periodicamente a contro lavaggio per rimuovere il materiale eventualmente depositato sulla superficie delle membrane stesse.
Il permeato viene successivamente sottoposto ad un trattamento di disinfezione, ad un trattamento di osmosi inversa o direttamente allo scarico. La tecnologia MBR, come già accennato, in pratica sostituisce la sedimentazione secondaria in un impianto di depurazione tradizionale ed ottimizza il processo di depurazione biologico. I principali vantaggi sono:
elevata efficienza nella rimozione di solidi sospesi (SS) e di carica batterica;
rimozione del BOD prossima al 100%
elevata nitrificazione
riduzione dell'ingombro e dei costi di installazione;
riduzione del 20-25% dei fanghi prodotti rispetto ai fanghi attivati convenzionali;
rispetto dei limiti di concentrazione più severi previsti dalla normativa vigente - con l'entrata in vigore del D.lgs n.152/99 e successivamente del D.lgs. n.152/06 (Testo Unico Ambientale - T.U.A.) in Italia sono stati imposti limiti di concentrazione più restrittivi per gli scarichi delle acque reflue depurate,
possibilità di riuso dell'acqua trattata.
I principali svantaggi sono:
maggior costo delle membrane;
maggiori costi di manutenzione legati a frequenti lavaggi delle membrane per rimuovere il fouling.
La maggior parte degli impianti di depurazione che utilizzano i processi a membrana sono dei revamping di impianti esistenti a fanghi attivati.
