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n.12 novembre 2013
L’effluente finale è ottenuto per mezzo di una filtrazione ‘Out -
In’‘, ovvero il mixed liquor passa attraverso la superficie esterna
delle fibre verso la sezione interna delle fibre stesse. Durante
tale attraversamento i solidi ed i microrganismi sono trattenuti
sulla superficie esterna delle fibre. La parete delle membrane si
comporta quindi come una barriera (filtro) meccanica, trattenen-
do solidi, batteri e virus.
Le fibre sono contenute in appositi moduli; ogni modulo contiene
migliaia di fibre fissate ad entrambe le estremità con supporti in
resine polimeriche.
I moduli sono montati su apposite strutture denominate ‘rack’
(serie di membrane disposte su una fila) che a loro volta sono
inserite nelle celle. L’inserimento delle membrane in vasche se-
parate tra di loro e distinte dal comparto biologico rende possibile
la pulizia delle stesse senza doverle estrarre dalle vasche stesse
e senza dover procedere alla fermata dell’impianto. La possibilità
di poter effettuare la pulizia delle membrane in vasca (CIP, Cle-
an In Place), garantisce l’estrazione delle membrane già pulite
e disinfettate: il sistema proposto rispetta i più alti standard di
qualità per quanto riguarda l’igiene e la sicurezza sul lavoro ed è
inoltre vantaggioso per i gestori degli impianti, dal momento che
è progettato per funzionare in modo automatico. La modularità
del sistema consente di mettere fuori servizio in modo totalmen-
te automatico le vasche a membrane non necessarie durante le
condizioni di basso carico.
Questo tipo di tecnologia a membrane che può essere combina-
to con qualsiasi processo a fanghi attivi, garantisce la massima
flessibilità in tutte le condizioni operative e di conseguenza un
significativo risparmio in termini di costi energetici e di gestione.
Funzionamento del sistema MBR
Il sistema prevede l’alloggiamento delle membrane di ultrafiltra-
zione in comparti appositi, separati dal comparto biologico, per
ottenere condizioni di funzionamento stabili.
Il mixed liquor entra nei reattori a membrana a gravità in modo
uniforme alla base della cella, dove il sistema brevettato Mem-
Pulse, caratteristica del sistema Siemens, determina la misce-
lazione uniforme dei due fluidi. Il flusso ascensionale uniforme
previene la polarizzazione dei solidi sulla superficie delle mem-
brane. L’effetto risultante è che tutte le membrane sono soggette
alla stessa concentrazione di Mlls. Si ottengono così intervalli
più lunghi tra una pulizia e l’altra, minor consumo di reagenti e
maggiore efficienza delle membrane. La portata passa attraverso
la parete delle membrane, mentre i solidi sono trattenuti nel siste-
ma di trattamento biologico. Una filtrazione efficiente è uno degli
obiettivi primari del sistema.
Durante questa fase si svolgono le seguenti funzioni:
- il filtrato (mixed liquor privato di solidi e microrganismi) passa
attraverso la parete esterna delle membrane verso la cavità inter-
na (senso di filtrazione dall’esterno verso l’interno);
- la miscela di aria e mixed liquor è alimentata alla base di ogni
singolo modulo, garantendo ottimali condizioni di turbolenza e
prevenendo l’accumulo di solidi;
- il mixed liquor in eccesso è rinviato per pompaggio (overflow) al
comparto biologico.
I flussi entrano ed escono automaticamente dai comparti MBR a
membrane secondo le esigenze operative. Il funzionamento del
sistema a membrane è automatico.
Tecnologia MemPulse
Una miscela di aria e mixed liquor (sistema brevettato MemPul-
se) viene introdotta alla base dei singoli moduli attraverso un
sistema di alimentazione bi-fase che permette di ottenere una
efficiente azione di agitazione e pulizia, dal momento che il mi-
xed liquor sale verso l’alto lambendo tangenzialmente la superfi-
cie delle membrane. Il flusso uniforme di fluido impedisce altresì
l’eccessiva formazione di solidi sospesi sulle pareti delle fibre.
Attraverso la distribuzione uniforme del mixed liquor si ottengono
condizioni ottimali di funzionamento del sistema a membrane. Il
sistema di ‘air scouring’‘ MemPulse si basa sull’installazione alla
base dei moduli a membrane del dispositivo MemPulse, la cui
funzione è quella di convertire un flusso continuo di aria in una
pulsazione irregolare.
Come risultato si ottiene un incremento dell’efficienza della puli-
zia ad aria (air scouring) ed una generale riduzione del consumo
energetico richiesto per tale pulizia. Il mixed liquor viene alimen-
tato sul fondo della cella a membrane, il dispositivo MemPulse
introduce l’aria ed il mixed liquor alla base dei moduli a membra-
na grazie ad un effetto ‘air lift’. Le bolle d’aria che si vengono a
formare si miscelano con il mixed liquor e risalgono verso l’alto
lambendo esternamente la superficie delle fibre, provvedendo in
tal modo ad un efficace ‘air scouring’ della superficie delle mem-
brane e prevenendo l’accumulo e la polarizzazione di solidi sulle
stesse. Tale flusso, di tipo ‘cross-flow’, riduce drammaticamente
l’energia richiesta per la somministrazione di aria. Inoltre, non vi
sono parti mobili aggiunte al sistema, il che permette di diminuire
i costi di operazione e di manutenzione del sistema. I soffiatori
provvedono ad una fornitura costante di aria e non risentono dei
continui cicli di apertura/chiusura delle valvole pneumatiche poi-
ché la ‘pulsazione’ del flusso d’aria viene generato per un sempli-
ce processo fisico all’interno del dispositivo MemPulse.
Il dispositivo MemPulse provvede altresì alla miscelazione della
miscela di aria e mixed liquor all’interno della cella, consentendo
l’instaurarsi di un ambiente omogeneo e di conseguenza di con-
dizioni operative stabili ed uniformi per tutti i moduli a membrana.
Questo sistema permette un’efficiente ed efficace rimozione delle
schiume (oli, grassi), garantendo la totale sicurezza del processo
depurativo (inteso come comparto biologico e sistema di ultra-
filtrazione). Grazie alla totale assenza di ugelli di distribuzione
a bolle grosse o similari all’interno della vasca a membrane, il
sistema MemPulse presenta i seguenti vantaggi:
- non richiede operazioni di fissaggio del sistema di aerazione sul
fondo della vasca;
- non esiste nessuna possibilità di intasamento del sistema di
pulizia ad aria;
- non sono richieste manutenzioni al sistema di aerazione e quin-
di non sussiste il rischio di fermare una linea per ovviare a pos-
sibili intasamenti del sistema di aerazione, rischio che presenta
conseguenze anche maggiori inserendo le membrane all’interno
del comparto biologico.
