Bioreattore a membrane (MBR)

In breve

Un MBR è la scelta giusta quando servono un'acqua depurata di qualità molto alta, poco spazio o il riutilizzo dell'acqua trattata. Il prezzo da pagare è un consumo di energia maggiore e una gestione più attenta, soprattutto per evitare che le membrane si sporchino. Riguarda la depurazione delle acque reflue, non il trattamento dell'acqua da bere.

Come funziona

Nella vasca biologica i microrganismi degradano la sostanza organica del refluo, come in un depuratore tradizionale. La differenza è nella separazione finale: invece di lasciar sedimentare il fango, l'acqua viene aspirata attraverso membrane con pori di frazioni di micrometro, in genere a fibre cave o a piastre. Il fango resta nella vasca, l'acqua filtrata (permeato) esce limpida.

Poiché il fango non viene perso con l'effluente, la biomassa può essere mantenuta a concentrazioni più alte e con età del fango maggiori, a vantaggio della nitrificazione e della compattezza dell'impianto. L'aria insufflata sotto le membrane le mantiene pulite, mentre controlavaggi e pulizie chimiche periodiche rimuovono i depositi.

Cosa rimuove e cosa no

L'effluente di un MBR ha solidi sospesi e torbidità molto bassi e una carica batterica fortemente ridotta, perché le membrane fanno da barriera fisica. Con una configurazione adeguata rimuove bene anche azoto e fosforo.

Non trattiene i sali disciolti e lascia passare buona parte dei microinquinanti persistenti, come alcuni farmaci e i PFAS. Se l'effluente deve raggiungere obiettivi su queste sostanze servono trattamenti aggiuntivi, come carbone attivo, ozonizzazione o ossidazione avanzata. Per alcuni usi del riutilizzo è comunque richiesta una disinfezione finale.

Gestione e punti critici

Il problema principale è lo sporcamento delle membrane (fouling): depositi di fango, sostanze organiche e incrostazioni riducono la permeabilità e fanno salire la pressione necessaria. Si gestisce con l'aerazione delle membrane, cicli di rilassamento o controlavaggio, pulizie chimiche di mantenimento e, periodicamente, pulizie più energiche.

Servono inoltre una buona grigliatura fine a monte (fibre e capelli danneggiano le membrane), una vasca di equalizzazione per smorzare i picchi di carico e personale formato. L'impianto è sensibile alle sostanze tossiche per la biomassa, come i picchi di metalli o solventi.

Quando conviene

Rispetto a un depuratore a fanghi attivi seguito da sedimentazione, l'MBR conviene quando lo scarico avviene in un'area sensibile, quando lo spazio è poco, quando si vuole ampliare un impianto esistente senza nuove vasche o quando l'acqua depurata deve essere riutilizzata. Per piccoli insediamenti isolati con esigenze meno stringenti esistono soluzioni più semplici e meno energivore, come i sistemi a fanghi attivi compatti o la fitodepurazione.

Riferimenti normativi

Lo scarico dell'impianto è regolato dal D.Lgs. 152/2006 (Allegato 5 alla Parte Terza): Tabella 3 o Tabella 4 a seconda del recapito, Tabelle 1 e 2 per gli impianti di acque reflue urbane. Il riutilizzo delle acque depurate è disciplinato a livello nazionale (storicamente dal D.M. 185/2003) e, per l'irrigazione agricola, dal Regolamento (UE) 2020/741, che fissa prescrizioni minime di qualità e di monitoraggio.

I fanghi di supero sono rifiuti e la loro gestione, compreso l'eventuale utilizzo in agricoltura secondo il D.Lgs. 99/1992, segue regole proprie.

Cosa analizzare

Per verificare un MBR si controllano in ingresso e in uscita BOD5, COD, solidi sospesi, azoto (ammoniacale, nitrico, totale), fosforo totale ed E. coli; per il riutilizzo si aggiungono i parametri previsti dall'autorizzazione. Il pacchetto Reflui industriali Tab. 3 di 123Acqua copre i parametri di base dello scarico; i controlli per il riutilizzo si definiscono su preventivo. Il referto è firmato dal Direttore tecnico.