Impianto MBBR
Categorie
Descrizione
Categoria/tipologia: impianto di trattamento secondario a biomassa adesa a letto mobile.
Ambiti d’uso: reflui civili o industriali.
Popolazione equivalente (PE): da 2 a 50 (prefabbricati) utenze maggiori (su misura).
Riferimenti normativi e garanzie: UNI EN 12566-3, d.o.p. Secondo il regolamento UE n.305/2011, D.Lvo 152/06.
Materiali: calcestruzzo, polietilene, polipropilene, vetroresina.
Nella tecnologia MBBR la biomassa batterica, anziché svilupparsi formando aggregati fioccosi dispersi liberamente, cresce sotto forma di biofilm protetta all’interno di supporti plastici che presentano un’elevata superficie specifica e la cui forma e caratteristiche sono costante ogetto di ricerche ed innovazioni tecnologiche. Questi elementi, sospesi e opportunamente mescolati, sono detti letto mobile. Con questa tecnologia è possibile gestire condizioni di carico estremamente elevate senza problemi di intasamento e trattare le acque reflue industriali e urbane con ingombri sensibilmente ridotti rispetto alle tecniche convenzionali.
La tecnologia MBBR è efficiente, compatta e di facile applicazione. Rappresenta una scelta di alta efficienza e ampia possibilità di trattamento; un’ottima soluzione come nuova installazione, ovvero può essere utilizzata per migliorare o potenziare impianti esistenti, come ad esempio i fanghi attivi convenzionali.
Principi di progettazione
Il principio di funzionamento degli impianti MBBR è basato sui batteri che crescono sotto forma di biofilm su supporti appositamente progettati sospesi nel volume del reattore e mobili all’interno della zona di reazione. È necessario fornire una corretta aerazione e un rimescolamento; spesso vengono utilizzati aeratori a bolle grossolane, per evitare intasamenti e per garantire la corretta movimentazione di corpi.
Ciò che differenzia sensibilmente l’impianto MBBR e i normali sistemi a fanghi attivi è la sostanziale diversità dell’effluente in uscita: i batteri non sono presenti sotto forma di fiocchi e pertanto non vengono trascinati dall’effluente. L’unica componente presente è quella di biofilm che si staccano per morte dei batteri stessi.
I corpi di riempimento hanno una densità simile a quella dell’acqua o solitamente leggermente inferiore, in modo da poter galleggiare ed essere movimentati agevolmente anche in fase di esercizio.
Fondamentale è un sistema di trattenimento dei letti mobili come griglie o reti che permettano ai supporti di muoversi, ma non di essere trascinati dall’effluente.
Per contro non risulta necessario un sistema di ricircolo dei fanghi e molto diversa è la funzione della sedimentazione secondaria alla quale non è più richiesto il compito del recupero cellulare, ma soltanto quello di trattenere il materiale che si distacca dagli aggregati.
L’eventuale compartimentazione dei supporti in diverse fasi del trattamento permette altresì di specializzare fortemente la popolazione batterica (nitrificazione, denitrificazione, ossidazione, ecc.) offrendo il vantaggio di trattare in modo più specifico e su più fasi un refluo ben determinato.
Esistono soluzioni di tipo ibrido o combinato che coinvolgono anche la formazione di colonie sospese di batteri, in questo caso però diventa necessaria una sedimentazione secondaria di massa per trattenere i fiocchi di fango in sospensione nella miscela liquida. Si ha il vantaggio di accrescere la biomassa e quindi aumentare il carico applicato, ma per contro si rende necessario un ricircolo cellulare come nei normali impianti a fanghi attivi.
Il principale parametro di dimensionamento per reflui civili o assimilabili è il concetto di abitante equivalente (AE); normalmente ci si riferisce ad esso con un apporto di 60 g BOD5 al giorno e una portata tra i 150 e 200 litri al giorno.
Sia dal punto di vista tecnico che dal punto di vista normativo (EN 12566-3) è richiesta la definizione del carico organico giornaliero nominale in termini di BOD5 e della portata idraulica nominale (QN) in m3.
La normativa europea definisce la popolazione totale PT) come la somma della popolazione reale e di quella equivalente.
Il progetto deve essere basato su una stima accurata della composizione delle acque reflue la quantità di inquinante organico e il volume giornaliero scaricato; con una più precisa caratterizzazione del refluo è possibile stabilire in modo più corretto quali sono i carichi in ingresso e il rapporto con i nutrienti necessari alle reazioni biologiche, valutando l’opportunità di dosare additivi per permettere le reazioni biologiche.
Il dimensionamento è normalmente condotto in riferimento all’equivalenza in abitanti rispetto al carico organico (BOD5); è importante stabilire con precisione a quali parametri fanno riferimento i prodotti sul mercato; in diversi paesi d’Europa sono utilizzati differneti valori per definirlo.
Come in gran parte dei trattamenti biologici e non solo, è fondamentale l’applicazione di un degrassatore (in caso di scarichi separati) e si rende necessario un pre-trattamento meccanico come la sedimentazione (fosse settiche) per evitare l’occlusione del materiale di riempimento di sabbia e sedimenti, che ne comporterebbe la necessità di operazioni di rimozione e pulizia.
Gestione e manutenzione
Il funzionamento e la manutenzione dei sistemi MBBR devono essere eseguiti da personale specializzatio, che dovrebbe essere sufficientemente formato per quanto riguarda eventuali rischi biologici.
I fanghi di supero del sistema biologico devono essere asportati e trattati da ditte autorizzate.
Anche le acque in ingresso sono oggetto di controllo, sia per valutare i rendimenti del processo depurativo che per evitare, in caso di necessità, apporti anomali di inquinanti che potrebbero bloccare o arrestare completamente il processo biologico o facilitare lo sviluppo di organismi nocivi che potrebbero incidere sul processo (ad esempio, batteri filamentosi).
Per quanto riguarda il comparto biologico la manutenzione è analoga a quella dei normali impianti a fanghi attivi; raro è l’impiego di corpi di riempimento dove è richiesta l’estrazione e la pulizia; rispetto ai convenzionali sistemi biologici risultano più onerose le operazioni di manutenzione straordinaria che prevedano l’accesso ai volumi del reattore. In questo caso è prevista la movimentazione del materiale che solitamente ha un peso specifico comparabile con quello dell’acqua.
La soluzione impiantistica tratta i reflui anche con portate discontinue; anche in virtù della robustezza del processo con film batterici. Per grandi impianti può comunque essere utile un comparto di equalizzazione per ottenere una uniformità quali-quantitativa del refluo in ingresso e l’assorbimento dei picchi.
I fanghi di supero sono molto stabili rispetto ai sistemi a fanghi attivi convenzionali e sono in gran parte i film batterici che si staccano dai supporti (batteri morti).
Lunghi periodi di inattività senza apporto di reflui però possono portare all’arresto della reazioni biologiche e quindi richiedere un nuovo avvio dell’impianto.
Inquadramento normativo
Il sistema MBBR è a tutti gli effetti un sistema di trattamento delle acque reflue e pertanto, per quanto riguarda gli impianti con potenzialità inferiore ai 50 abitanti equivalenti, si fa riferimento alla normativa europea EN 12566-3
La normativa europea EN 12566-3 “specifica i requisiti, i metodi di prova, la marcatura e la valutazione di conformità per impianti di trattamento delle acque reflue domestiche preassemblati e/o assemblati in sito per una popolazione fio a 50 abitanti […]”
La designazione nominale di un impianto è il valore appropriato per il carico organico giornaliero espresso in kg di BOD5 al giorno e per la portata idraulica giornaliera espressa in metri cubi (QN) (3.7).
Inoltre, sempre nella citata normativa, si dice che l’impianto deve dimostrare la conformità alle prestazioni di efficienza […] e ai dati operativi dichiarati dal fabbricante e la dichiarazione deve essere espressa in termini percentuali.
Si precisa inoltre che il comportamento strutturale e l’efficienza idraulica possono essere provati anche solo su un modello rappresentativo della gamma: il primo sul più grande, presunto come quello con comportamento strutturale peggiore, il secondo sul più piccolo, presumendo che rappresenti l’efficienza di trattamento peggiore.
La normativa descrive i metodi statici e idraulici per determinare resistenze al carico e efficienza idraulica.
Sono dettagliate anche le informazioni da riportare nei rapporti di prova e nella marcatura CE (allegato ZA.3)
Pertanto, per impianti a fanghi attivi al disotto di 50 abitanti equivalenti, è richiesta una Dichiarazione di prestazione (DoP) secondo quanto indicato dal Regolamento UE n. 305/2011.
Applicabilità
Il vantaggio principale di un impianto MBBR è che richiede l’occupazione di superfici limitate e implica un basso consumo energetico rispetto ai sistemi a fanghi attivi o a un impianto ad aerazione prolungata (ossidazione totale).
Questa soluzione tecnologica può essere impiegata per il trattamento dei reflui civili e industriali di piccole, medie e grandi comunità, si integra anche con il sistema a biomassa sospesa e rappresenta un’ottima opportunità per il potenziamento di impianti esistenti.
Vantaggi
- soluzioni compatte;
- maggiore stabilità e capacità di assorbire i picchi e gli shock di carico;
- basso consumo energetico;
- semplificazione della sedimentazione secondaria;
- specializzazione dei batteri;
- operatività flessibile del reattore;
- forte attitudine all’impiego per aumentare la potenzialità degli impianti;
- ridotto il problema del bulking;
- fanghi di supero stabili.
Svantaggi
- necessità di impiegare sistemi per il trattenimento dei corpi di riempimento;
- gestione e manutenzione da parte di personale qualificato;
- interventi di manutenzione possono richiedere la movimentazione dei corpi;
- pretrattamenti e equalizzazione necessari.
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