Analisi della fase di start-up di un bioreattore a membrana

Abstract

L’applicazione dei sistemi MBR, pur garantendo elevati rendimenti di rimozione, è ancora oggi limitata, a causa di alcuni fattori che ne condizionano il funzionamento. Tra questi, uno dei principali è il fouling dovuto ai fenomeni di sporcamento della membrana da parte della sospensione biologica. Nella memoria si riportano i primi risultati di uno studio che ha avuto l’obiettivo di definire l’evoluzione e l’influenza del fouling sul processo di filtrazione durante la fase di avviamento dell’impianto, avvenuto senza inoculo iniziale di fango. La sperimentazione è stata condotta in un impianto pilota costituito da un bioreattore all’interno del quale è stato installato il modulo di membrane a fibre cave in configurazione sommersa. Il refluo utilizzato per la sperimentazione è stato prelevato a monte delle vasche di sedimentazione primaria dell’impianto di depurazione municipale della città di Palermo. I risultati hanno confermato che l’impianto MBR raggiunge già in fase di avviamento buoni rendimenti depurativi ed elevate concentrazioni di biomassa, grazie alla rapida crescita che si sviluppa nel bioreattore per effetto della barriera selettiva. Per quanto riguarda la caratterizzazione e l’andamento delle resistenze idrauliche caratterizzanti il fouling durante la sperimentazione, si è evidenziato che la membrana è stata soggetta ad uno sporcamento globalmente crescente, con incrementi significativamente rilevanti soprattutto nel primi giorni di attivazione. L’andamento nel tempo della resistenza dovuta al deposito superficiale dei fiocchi biologici (cake deposition) è risultata correlabile con quello dei solidi sospesi in vasca; essa è risultata crescente nel tempo, ad esclusione della prima settimana, con velocità maggiore rispetto alla resistenza dovuta al deposito di solidi all’interno dei pori (pore blocking), anche se quest’ultima si è mantenuta superiore alla prima in valore assoluto. Infine, il fouling della membrana è stato messo in relazione con le caratteristiche dimensionali dei fiocchi di biomassa; l’analisi granulometria a tale scopo eseguita ha evidenziato il progressivo aumento della presenza di microfiocchi nel reattore, a cui si può quindi addebitare il corrispondente aumento dello sporcamento della membrana.