Il sistema biologico a reattori MBR (Membrane Bio Reactor) è attualmente considerato una delle soluzioni più affermate a livello internazionale per quanto riguarda gli impianti di depurazione. Ma di preciso come funziona? Scopriamolo insieme.
Schema dell’impianto di depurazione Mbr
L’impianto Mbr è un sistema di depurazione biologica delle acque e consiste nella combinazione del processo tradizionale di depurazione a fanghi attivi e di un sistema di separazione a membrana filtrante che sostituisce il normale sedimentatore secondario. Questo processo permette di avere una più alta concentrazione di fanghi attivi nei reattori biologici, rispetto agli impianti tradizionali. Lavorare ad alta concentrazione di biomassa consente quindi di avere un’altissima resa depurativa.
L’alta velocità del fluido attraverso la membrana permette il mantenimento di un flusso turbolento e quindi la pulizia della superficie filtrante. Il tipo di trattamento combinato utilizzato per i reflui è di per sé molto semplice. La biomassa contenuta in una vasca di trattamento biologico a fanghi attivati (bioreattore) viene fatta riciclare attraverso un impianto di ultrafiltrazione, dove i fanghi ed i materiali solubili ad alto peso molecolare sono trattenuti e riciclano nel bioreattore fino a che questi ultimi non sono degradati.
I principali vantaggi che l’impianto mbr permette di ottenere sono così sintetizzabili:
1) considerevole riduzione del volume necessario per l’ossidazione biologica in quanto si raggiungono concentrazioni di biomassa notevolmente più alte rispetto alle tecnologie tradizionali;
2) si elimina il rischio di fuoriuscite di fango, che negli impianti tradizionali può verificarsi dal decantatore secondario in seguito a formazione di schiume, eccesso o scarsa sedimentabilità dei fanghi, eccesso di oli e grassi;
3) performance elevate ed ottima qualità dell’effluente depurato. In particolare sono assenti solidi sospesi e si ottiene inoltre la disinfezione dell’effluente in quanto le membrane hanno una porosità tale da ottenere rimozioni molto spinte per tutte le categorie di coliformi
4) consistenti benefici per quanto riguarda le operazioni gestionali e di smaltimento. La tecnologia mbr presenta anche un elevato grado di modularità, che permette di coprire ampi intervalli di potenzialità di trattamento.
Molto importante è anche la configurazione impiantistica, dotata di membrane esterne al bireattore. Questa permette, oltre ai già citati benefici, la possibilità di intervenire sui moduli di ultrafiltrazione in condizioni igienico-sanitarie ed ergonomiche ottimali, non essendo gli operatori mai a contatto con i liquami e i fanghi.
Gli impianti mbr fanno parte della categoria di impianti biologici, che si occupano del trattamento di reflui civili: di fatto stiamo parlando di sistemi di trattamento a flusso discontinuo in grado di incorporare le diverse fasi di trattamento in un unico bacino.
Depurare le acque reflue attraverso la membrana ad ultrafiltrazione
Il sistema di depurazione biologica utilizzando membrana ad ultrafiltrazione è un processo di pura separazione meccanica, che usa speciali membrane di porosità inferiore a 0,1 micron per filtrare molecole presenti in acqua senza l’uso di additivi chimici.
Questo metodo è particolarmente adatto per trattamenti e impianti di depurazione delle acque reflue industriali, dove è richiesta la separazione e la concentrazione delle seguenti sostanze:
- proteine;
- gelatine;
- colloidi;
- virus;
- emulsioni di oli minerali e sintetici anche contenenti ioni metallici, derivanti da trafilerie, tempre e lavaggi di serbatoi, deposito di mezzi stradali, effluenti da impianti di fosfatazione ed elettrolitici
- scarico di aziende agroalimentari;
- reflui di industrie chimiche e di vernici;
- bagni cationici ed anionici di elettroforesi ed autoforesi;
- reflui di lavorazione contenenti poliacrilati o polivinile.
Tale trattamento di filtrazione si realizza pompando l’alimento ad una velocità relativamente alta tramite una membrana semipermeabile di ultrafiltrazione, esterna al reattore. In pratica i solidi sospesi e le sostanze a peso molecolare più alto della capacità di reiezione della membrana stessa, vengono trattenute nel “concentrato”, mentre l’acqua e i soluti a basso peso molecolare passano nel “permeato”.
Come scegliere la giusta membra per l’ultrafiltrazione
Le membrane utilizzate negli impianti di ultrafiltrazione e ad osmosi vengono scelte in base alla dimensione dei pori di passaggio e agli inquinanti da togliere dall’acqua.
Il principio di ultrafiltrazione svolge perciò un’azione molto importante per la rimozione della torbidità dovuta alla presenza di sostanze colloidali fini e per la sterilizzazione (debatterizzazione).
Grazie a questo trattamento vengono rimosse dall’acqua di alimentazione tutte le eventuali particelle residue in sospensione, i sali organici disciolti come gli ioni di metalli, i metalli alcalino-terrosi e le molecole di composti organici.
Dal modulo di ultrafiltrazione escono due flussi d’acqua:
1) un flusso di acqua purificata, che raggiungerà il serbatoio di lavoro successivo dell’osmosi inversa;
2) un flusso di acqua in cui sono concentrate tutte le sostanze inquinanti, che viene inviata al serbatoio di lavoro fino a quando il refluo risulterà intrattabile.
Questo impianto di depurazione delle acque reflue con la membrana ad ultrafiltrazione costituisce già da alcuni anni una tecnologia di separazione molto conveniente ed affidabile per il trattamento di potabilizzazione-sterilizzazione di acque di superficie e, nel settore terziario, di acque di scarico civili e industriali.
Oggi il processo di ultrafiltrazione può sostituire il trattamento di chiari flocculazione, filtrazione e disinfezione permettendo di ottenere notevoli risparmi energetici.
