I bioreattori a membrana, noti con l’acronimo MBR, sono impianti per il trattamento avanzato delle acque reflue composti da due parti principali: un bioreattore in cui avviene la biodegradazione dei composti organici e un modulo a membrana per la separazione di solidi e microrganismi dall’acqua trattata. I principali vantaggi di questa tecnologia derivano dalla sostituzione del sedimentatore secondario, previsto nel processo biologico a fanghi attivi, con un filtro a membrana \cite{Ahmed_2012}: alla separazione per gravità che si attua nei sedimentatori, che presenta inconvenienti legati all'effettiva capacità dei fiocchi di fango di aggregarsi fra loro e quindi di decantare, viene sostituita una fase di filtrazione con moduli di membrana \cite{g2012}. In un processo a fanghi attivi convenzionale (CAS) la separazione solido-liquido è ottenuta mediante sedimentazione, che si basa sulla formazione di fiocchi di fango di dimensioni sufficienti (> 50 μm) a consentire la loro rimozione, mentre in un MBR la separazione solido-liquido avviene per filtrazione, per cui è sufficiente che le particelle siano più grandi della dimensione dei pori della membrana \cite{Judd_2008}. I bioreattori a membrana sono in grado di rimuovere efficacemente un ampio spettro di microinquinanti organici, inclusi composti resistenti al processo a fanghi attivi, la cui rimozione dipende dalle condizioni del trattamento e dalle proprietà fisico-chimiche delle sostanze \cite{Krzeminski_2017}. Questo sistema di trattamento avanzato garantisce prestazioni depurative elevate, che comportano una produzione di effluente finale di qualità migliore rispetto al trattamento a fanghi attivi, e svincolate dalla capacità di sedimentazione della biomassa  \cite{pirozzi2012}. Grazie all’elevata efficienza di rimozione degli inquinanti e dei microrganismi patogeni, l’effluente trattato potrebbe essere riutilizzato come acqua di recupero \cite{Yin_2020}. La possibilità di riutilizzare l’acqua trattata con sistemi MBR, incrementando conseguentemente la risorsa idrica disponibile, assume oggigiorno enorme importanza, considerando che la crescita della popolazione e l’industrializzazione stanno causando aumento della domanda d’acqua e contaminazione \cite{G_ndo_du_2019}.  I bioreattori a membrana possono essere impiegati sia per realizzare impianti ex novo sia per adeguare impianti esistenti ormai obsoleti o sottodimensionati. Un ulteriore vantaggio è legato alla richiesta di ridotte superfici da occupare: gli MBR sommersi occupano circa la metà della superficie occupata da un impianto a fanghi attivi convenzionale. Inoltre, rispetto a quest’ultimo, la produzione di fanghi è circa dimezzata, il fango resta all'interno del serbatoio di aerazione a contatto con la biomassa più a lungo \cite{Gander_2000} e presenta migliori caratteristiche in termini di stabilità e disidratabilità \cite{pirozzi2012}. La possibilità di applicare i bioreattori a membrana per la rimozione di composti farmaceutici (non trattabili con sistemi convenzionali) rappresenta un aspetto molto positivo di questa tecnologia. I prodotti farmaceutici, così come altri contaminanti emergenti, sono frequentemente rilevati negli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) e nelle acque superficiali e potabili a causa del loro carattere idrofilo e della capacità di resistere in ambiente acquatico \cite{Verlicchi_2015}. Sebbene questi composti siano presenti a bassi livelli di concentrazione nell’ambiente \cite{Koba_2018}, il loro continuo rilascio dagli WWTP può rappresentare una potenziale minaccia a lungo tempo per gli ecosistemi \cite{Zhang_2016}. Infatti, i loro impatti negativi non possono essere trascurati poiché possono causare effetti tossici anche a concentrazioni molto basse \cite{Liu_2013}.  L'integrazione dei metodi di trattamento avanzato nei WWTP è essenziale al fine di ostacolare la diffusione dei contaminanti emergenti nell'ambiente in quanto i processi convenzionali non ne consentono una rimozione efficiente \cite{Naddeo_2020}.