Il processo depurativo a letto mobile (MBBR)

È il titolo del volume ideato e scritto da Luigi Falletti, ingegnere chimico, esperto nei trattamenti delle acque, insieme ad altri tre ricercatori del settore. Le caratteristiche salienti dei reattori a biomassa adesa su letto mobile (MBBR) e le opportunità di sviluppo di questa tecnologia spiegate dagli autori del libro edito da Tecniche Nuove. I reattori a letto mobile sono comparsi per la prima volta negli anni ’80 con i processi LINPOR (della tedesca LINDE) e CAPTOR (dell’americana Simon Hartley), che utilizzavano supporti spugnosi (costituiti da schiuma di poliuretano) con lo scopo di coniugare gli aspetti positivi dei processi a biomassa adesa (quale l’indipendenza delle prestazioni dalle caratteristiche di sedimentabilità dei fanghi), con la praticità dell’utilizzo di vasche convenzionali utilizzate per processi a biomassa sospesa.

Luigi Falletti

Tuttavia, i pori dei supporti spugnosi tendevano a occludersi con il tempo. Come risposta a questo inconveniente, il prof. Ødegaard (Università di Trondheim, Norvegia) ha proposto supporti rigidi in forme adatte a favorire l’attecchimento della biomassa riducendo il rischio di occlusione degli spazi interni. Questo tipo di supporti ha permesso l’adesione del biofilm su una superficie ampia, protetta e non intasabile; quando la biomassa cresce in quantità notevole, gli sforzi di taglio dovuti alla continua miscelazione del reattore ne provocano il distacco parziale dai supporti, e l’eccesso viene separato dall’acqua depurata in un sedimentatore o in un flottatore. Non occorre quindi eseguire alcuna “pulizia” dei corpi di riempimento né controlavaggi. È questo il tema affrontato nel libro edito da Tecniche che Luigi Falletti, ingegnere chimico e dottore di ricerca dal 2004 con una tesi sui trattamenti di depurazione dei reflui fognari con il processo a letto mobile MBBR, ha scritto insieme ad altri tre ricercatori del settore.

Com’è strutturato il volume
«Il libro  – spiega Gianni Andreottola, Professore Ordinario di Ingegneria Sanitaria Ambientale presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università di Trento, co-autore del volume – si apre con una introduzione che illustra i fondamenti teorici della depurazione biologica in un biofilm, diversi da quelli convenzionali a fanghi attivi (o “a biomassa sospesa”); i processi a biofilm, infatti, devono esplicitamente considerare gli effetti delle resistenze diffusive, che, se ignorate, porterebbero a gravi errori di dimensionamento. Successivamente (cap. 2), si sono illustrate le diverse opzioni operative con le quali è possibile realizzare processi con biomassa adesa su supporti mobili; questa tecnologie è infatti molto versatile e la soluzione più adatta va studiata caso per caso.

Gianni Andreottola

Nel capitolo 3 si sono riportate alcune esperienze sperimentali condotte presso le Università dei quattro curatori e presso la SIAD di Bergamo, che hanno consentito di ottenere informazioni essenziali sui parametri necessari per la progettazione e la gestione di impianti a piena scala, di cui si riporta (cap.4-5) un’ampia casistica sia italiana che internazionale». Il capitolo 6, invece, documenta gli aspetti microbiologici del biofilm per la valutazione del processo biologico MBBR tramite l’osservazione della biomassa adesa ai corpi di riempimento, la quantificazione della biomassa e l’analisi del biofilm al microscopio. «Il capitolo finale- conclude Andreottola- riassume alcune raccomandazioni utili per il progetto e la gestione del processo MBBR, oltre a indicazioni sulle prospettive applicative».

Sviluppi e opportunità offerte dal MBBR
In Italia, le prime sperimentazione del MBBR (acronimo di moving-bed biofilm reactor) risalgono alla metà degli anni ’90 a opera del Politecnico di Milano prima e dell’Università di Trento e Padova poi. «Ma la prima applicazione documentata a scala reale- precisa Paola Foladori, ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università degli Studi di Trento, co-autrice del volume- è stata realizzata nell’impianto di Villa Rendena in provincia di Trento, in cui la tecnologia MBBR si è rivelata un’interessante alternativa per l’upgrading di un impianto di depurazione sovraccaricato in periodi turistici e realizzato in edificio chiuso (quindi con impossibilità di ampliamento)».

Paola Foladori

Ma quali opportunità offre questa tecnologia? «Gli MBBR si possono applicare con successo – spiega Roberto Canziani, professore associato di Ingegneria Sanitaria-Ambientale presso il Politecnico di Milano, anch’egli co-autore del volume – si occupa di trattamenti biologici innovativi per la rimozione dell’azoto da flussi concentrati, di minimizzazione dei fanghi e di applicazioni per il monitoraggio e il controllo dei processi biologici di depurazione laddove si vogliano potenziare impianti esistenti a fanghi attivi senza gravosi interventi di potenziamento e/o di demolizione/ricostruzione. Oltre al vantaggio tipico dei sistemi a biofilm, le cui prestazioni non dipendono dalla sedimentabilità delle colonie batteriche e dalla cosiddetta “età del fango”, è possibile raddoppiare i carichi trattati a parità di volume impegnato.

Roberto Canziani

Inoltre si possono realizzare processi di nitrificazione e denitrificazione senza costruire vasche aggiuntive, perché basta suddividere le vasche esistenti in più comparti in serie. Grazie alla possibilità di realizzare più reattori in serie con biomasse specializzate in ciascuno di essi, si può potenziare una o più fasi del trattamento biologico dei liquami». Con questa tecnologia, fanno sapere i ricercatori, è possibile realizzare tutti i trattamenti biologici dei liquami: ossidazione della sostanza organica, nitrificazione, predenitrificazione, post-denitrificazione, rimozione biologica del fosforo. Gli impianti possono essere realizzati a biomassa adesa pura (senza fango attivo sospeso né ricircolo) oppure con un processo ibrido (nella stessa vasca si hanno fanghi attivi e biofilm). «Naturalmente – conclude Luigi Falletti -la soluzione più adatta va studiata caso per caso sulla base dei carichi inquinanti e delle portate da trattare».

di P.Altea

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