Bioreattori a membrana dinamica autoformante (SFDMBR)

Negli ultimi anni sono stati compiuti notevoli progressi nel trattamento delle acque reflue tramite la tecnologia MBR con lo scopo di poter riutilizzare le acque trattate. Tuttavia il fouling della membrana rappresenta il principale ostacolo per l’applicazione su larga scala di questa promettente tecnologia. La formazione delle incrostazioni, richiede infatti la pulizia della membrana e la sostituzione delle stesse alla fine della vita utile, facendo incrementare notevolmente sia i costi di gestione che quelli relativi all'acquisto di nuovi moduli. \cite{Lado_2021}\cite{Pervez_2020}
Il mondo scientifico ha prestato molta attenzione a questo problema, approfondendo ulteriormente la caratterizzazione di questo fenomeno e le molteplici cause che lo favoriscono per definire avanzate strategie operative che siano in grado di minimizzarne la formazione nel tempo, anche facendo ricorso a materiali innovativi o a soluzioni impiantistiche ibride che riescano a mitigare la formazione del fouling e, al contempo, incrementino le performance depurative del sistema.
In alternativa quindi ai sistemi MBR convenzionali, altra interessante soluzione proposta per ridurre i costi di investimento legati all'acquisto degli onerosi moduli a membrana e alla loro degradazione nel tempo consiste nell'utilizzo di innovative membrane dinamiche auto-formanti (SFDM). Tale tecnologia si basa sulla formazione, mediante complessi meccanismi fisici, chimici e biologici, di una membrana dinamica auto-formante su un materiale di supporto inerte a pori grossolani (10–200 micron) a basso costo\cite{Borea_2018} \cite{Naddeo_2020} .
Una membrana dinamica DM si forma su un materiale di supporto sottostante come una membrana, una rete o un tessuto filtrante, quando la soluzion\cite{Ibrahim_2019}\cite{Prado_2017}e filtrata contiene particelle solide sospese come cellule microbiche e fiocchi \cite{Mahat_2018}. Le particelle organiche e colloidali che normalmente provocano lo sporcamento della membrana vengono intrappolate nello strato di filtrazione della biomassa, prevenendo così l’incrostazione del materiale di supporto \cite{Mahat_2018}. La formazione dello strato di “cake” sulla superficie della membrana, (Fig.5), può determinare proprietà di rigetto del sistema in quanto lo strato che si deposita agirà come una membrana secondaria prima di quella “reale” e del materiale di supporto \cite{Mahat_2018}.