Il progetto degli impianti MBR: configurazione dei reattori, componenti e particolari costruttivi.

Abstract

Vengono discussi alcuni aspetti della progettazione degli impianti MBR, come la scelta della configurazione, la scelta delle membrane, delle dotazioni elettromeccaniche e delle opere accessorie degli impianti MBR. Inoltre sono riportati dei cenni sulle soluzioni tecnologiche più innovative atte a minimizzare le disfunzioni dei sistemi MBR e di conseguenza dei costi operativi. La scelta di sistemi con flusso a pistone in impianti MBR ha impatti negativi sia sulla per quanto concerne il fenomeno del foaming che quello del fouling. Per la scelta delle membrane risulta che quelle piane siano utilizzate sia per applicazioni industriali che civili, quasi esclusivamente in impianti a configurazione sommersa a servizio di comunità medio-piccole, mentre quelle a fibre cave sono utilizzate anch’esse in impianti a configurazione sommersa, vengono maggiormente utilizzate per installazioni di grandi dimensioni. Le tipologie di griglie vanno scelte in maniera opportuna in funzione della tipologia di membrana installata. In particolare, i costruttori suggeriscono di adottare una grigliatura grossolana a coclea a monte di quella fine o dell’unità di stacciatura, indicata se sono installate membrane a fibre cave. Come sistema di miscelazione si adottano mixer compatti dotati di anello convogliatore orientati in modo da evitare la formazione di zone morte e di innescare dei moti rotatori che consentono di ottenere un'adeguata miscelazione, contenendo al contempo i costi energetici. Il sistema di aerazione deve avere il duplice ruolo di fornire l'ossigeno necessario alla biomassa per ossidare la sostanza organica e l'azoto ammoniacale, nonché di garantire una sufficiente turbolenza in corrispondenza delle fibre della membrana (scouring) per attenuare il fenomeno del fouling. L'ottimizzazione dei costi di aerazione tuttavia, passa necessariamente anche attraverso la scelta di macchine elettriche altamente efficienti. In particolare alcuni costruttori di membrane suggeriscono l'utilizzo di compressori centrifughi che consentono un maggiore controllo delle portate erogate anche al variare della viscosità della miscela aerata. Nella progettazione dei reattori, si consiglia sempre di prevedere dispositivi di evacuazione superficiale della schiuma, utilizzando stramazzi laterali a livello di sfioro regolabile o mediante inghiottitoi dotati di galleggiante. La scelta di soluzioni tecnologicamente avanzate, quali membrane con flusso elicoidale, i sistemi pulsanti e le membrane rotative, consentono un’efficace minimizzazione del fenomeno del fouling consentendo di ottenere notevoli vantaggi in termini di qualità dell'effluente rispetto ai sistemi convenzionali. La progettazione degli impianti MBR deve essere effettuata attuando delle soluzioni volte alla minimizzazione dei costi, sia di investimento che operativi, attraverso scelte progettuali oculate, che vanno dalla scelta della configurazione dei reattori all'impiantistica di processo.