Recentemente è stato effettuato un nuovo studio dal SEED (
Fabiano Castrogiovanni, 2021) Laboratorio di Ingegneria Sanitaria Ambientale dell’università di Salerno, che ha permesso di superare le debolezze dei SFDMBR sviluppando un nuovo tipo di impianto, i bio-reattori a membrana dinamica incapsulata (ESFDMBR). Lo strato esterno del pannello, formato sulla parte superiore della rete esterna, è quello che è direttamente esposto all'aerazione e al liquido sfuso nel reattore. Questa architettura innovativa per SFDM, per la prima volta, ha proposto la possibilità di trattenere la biomassa filtrante attiva vivente tra due maglie di supporto ad alta porosità, creando uno strato filtrante incapsulato stabile e compatto di SFDM successivamente ottimizzato dall’affiancamento dei processi elettrochimici a quelli biologici e filtranti sviluppando gli elettro-bioreattore a membrana dinamica incapsulata (e-ESFDMBR).
Bioreattori a membrana (MBR) e bioreattori a membrana auto-formante (ESFDMBR): caratteristiche e differenze strutturali.
I bio-reattori a membrana (MBR) derivano dalla combinazione dei classici processi a biomassa sospesa (fanghi attivi) con i processi di filtrazione su membrane ultra o microporose, a seconda delle dimensioni dei pori. I vantaggi legati a questa tecnologia vanno ricercati nella possibilità di eliminare il materiale sedimentato a valle del comparto biologico e tutti i vincoli di gestione e di utilizzo ad essa connessa (Gianni Andreottola, 2016). Rispetto ai tradizionali processi un comparto di filtrazione su membrana comporta: una notevole riduzione dell’ingombro, l’indipendenza dalle fluttuazioni di carico idraulico, decremento dei fanghi di supero, superamento del sedimento fangoso in superficie, miglioramento delle caratteristiche dello scarico. Nella configurazione dei bio-reattori a membrana immersa (i-MBR), l'elemento di filtrazione è installato nel recipiente principale del bioreattore o in un serbatoio separato. I moduli sono posizionati sopra il sistema di aerazione e svolgono due funzioni, la fornitura di ossigeno e la pulizia delle membrane. Le membrane possono essere un foglio piatto o tubolare o una combinazione di entrambi e possono incorporare un sistema di contro lavaggio online che riduce il fouling superficiale della membrana pompando il permeato della membrana. È necessaria anche un'aerazione aggiuntiva per fornire aria di lavaggio atta a ridurre il fouling. Di solito, la configurazione interna/sommersa è usata per applicazioni su larga scala a bassa resistenza. Al fine di ottimizzare il volume del reattore e minimizzare la produzione di fango, i sistemi MBR sommersi operano tipicamente con concentrazioni di MLSS comprese tra 12000 mg/L e 20000 mg/L, quindi offrono una buona flessibilità nella selezione del tempo di ritenzione del fango di progetto. È obbligatorio prendere in considerazione che un contenuto troppo alto di solidi sospesi nel Mixed liquor può rendere il sistema di aerazione poco efficace e il flusso utile di acqua trattata dalla membrana diminuirebbe.
L'MBR immerso è stata la configurazione preferita grazie al suo basso livello di consumo energetico, all'alta efficienza di biodegradazione e al basso tasso di fouling rispetto ai bioreattori a membrana a flusso laterale; questo tipo di configurazione è adottato nel settore industriale tra cui tessile, alimentare e delle bevande, petrolio e gas, minerario, produzione di energia, cellulosa e carta alla luce dei suoi benefici.