Sistemi di Depurazione a Biomassa Adesa: gli Impianti MBBR, cosa sono e come funzionano

Sempre rimanendo in ambito di Ossidazione Biologica, vengono affrontati gli Impianti MBBR, acronimo di Moving Bed Biofilm Reactor.
I reattori MBBR sono la tecnologia depurativa per le acque reflue basata sull'azione di biomassa adesa a corpi di riempimento in materiale plastico che si muovono all'interno di vasche simili a quelle degli impianti "classici a fanghi attivi".

ll vantaggio principale di questa nuova tecnologia (sviluppata negli anni 90 in Norvegia e che ora si sta diffondendo nel mondo) è la possibilità di depurare i reflui con elevate rese in volumi pari a circa la metà dei fanghi attivi.
Questa caratteristica rende i depuratori a letto mobile a "classici", quindi con un evidente risparmio di spazio particolarmente adatti al potenziamento di impianti dl depurazione sovraccaricati o che devono rispettare limiti più restrittivi; queste sono situazioni assai comuni nella realtà italiana, ove ci sono molti impianti ormai datati anche in zone sensibili al rischio eutrofizzazione (che quindi richiedono un potenziamento per migliorare la rimozione dell'azoto, spesso senza la disponibilità di nuovi spazi).
E' quindi prevedibile e anche auspicabile per la maggior tutela dell’ambiente una forte espansione a breve delle applicazioni su scala reale.

Vi sono molte possibili applicazioni della tecnologia, partendo dai numerosi lavori di ricerca che ne hanno permesso lo sviluppo e il continuo miglioramento per arrivare alle esperienze su scala reale sia in Italia sia all'estero, compresi gli aspetti più propriamente legati alla gestione degli impianti.

I sistemi MBBR, Moving-Bed Biofilm Reactor, ovvero impianto a letto biologico mobile, rientrano nella categoria degli impianti di depurazione biologica a fanghi attivi.
Sono definiti reattori a biomassa adesa, poiché, a differenza dei sistemi tradizionali a culture sospese, il fango attivo presente nel comparto di reazione, ossidazione/nitrificazione, non si trova in sospensione nell'acqua da trattare, ma attecchisce ad una serie di supporti in materiale plastico ad elevata superficie specifica protetta sospesi e mobili all’interno del reattore biologico.

Tali mezzi di supporto sono realizzati in materiale plastico, con una densità prossima a quella dell'acqua, e vengono mantenuti in sospensione mediante insufflazione di aria dal fondo del bacino attraverso apposite soffianti.
La biomassa cresce su questi supporti e spontaneamente vi si stacca quando in eccesso, confluendo con il flusso idraulico nel decantatore finale, dove sedimenta per poi essere evacuata inviandola direttamente ad ispessimento/smaltimento.

Gli impianti depurazione MBBR sono formati da vasche (reattori biologici) in cui i microrganismi attecchiscono su mezzi di supporto dispersi e sospesi nel refluo oggetto del trattamento.
Il biofilm che si forma su tali supporti è funzione del carico organico associato al refluo in ingresso. A differenza degli altri processi a biomassa adesa, i supporti in questo caso sono liberi di muoversi e quindi non mantengono fisse le né le mutue posizioni né quelle rispetto al reattore.
La crescita di un biofilm su un supporto è il risultato dell'interazione tra processi di tipo biologico e processi di trasporto dei substrati.

In particolare la formazione del biofilm è dovuta principalmente alla crescita delle cellule microbiche e alla produzione di polimeri extracellulari (in genere è trascurabile il contributo della massa in sospensione che attecchisce al supporto stesso).
Lo sviluppo della pellicola varia quindi in funzione della composizione del refluo e dei processi di trasporto; da questi ultimi dipende la disponibilità di substrati per i microrganismi all'interno del biofilm.

Le principali caratteristiche dei reattori a letto mobile possono essere così riassunte:
- operano in continuo, non sono soggetti ad intasamento, grazie al loro elevato grado di vuoto, e pertanto non richiedono controlavaggi;
- presentano limitate perdite di carico, in quanto non si ha la formazione di percorsi preferenziali tra i supporti;
- hanno una buona versatilità in fase di gestione: è possibile variare il tasso di riempimento (sempre) e il rapporto di ricircolo dei fanghi (nei reattori ibridi).