Il funzionamento degli impianti a fanghi attivi si basa sul processo di ossidazione: fornendo e diffondendo una ossigenazione intensiva e prolungata, nel liquame vengono attivate delle colonie batteriche che combinandosi insieme alla sostanza organica di cui si nutrono si aggregano in fiocchi, degradando la sostanza organica in composti più piccoli e meno pericolosi (che in parte vengono riutilizzati dai microrganismi stessi per il proprio nutrimento e riproduzione). I fiocchi di fango attivo possono essere successivamente sedimentati, scaricando quindi il chiarificato.

I reattori SBR sono costruttivamente e gestionalmente semplici, hanno capacità di equalizzazione delle punte di carico, flessibilità di funzionamento, non necessitano di ricircolo del fango e permettono la selezione di batteri fioccoformatori grazie all’alternarsi delle condizioni di processo.

A differenza dei processi a fanghi attivi tradizionali, i sistemi SBR sono alimentati in discontinuo e hanno un ciclo di funzionamento che comprende una fase di carica, una o più fasi di reazione (aerobiche, anossiche o anaerobiche), una fase di sedimentazione del fango, una fase di scarico dell’effluente, una fase di spurgo del fango di supero, una fase di attesa. Le fasi del ciclo di funzionamento di un SBR possono essere controllate con sensori di livello e/o timer. L’impianto verrà concepito in modo modulare, in modo da utilizzarne una parte per la sola vendemmia ed una parte per la parte rimanente dell’anno; inoltre è possibile realizzare in un primo momento il volume di impianto necessario ai carichi di produzione attuali, prevedendo di aggiungere in un secondo momento unità simili poste in parallelo per far fronte eventualmente ad aumenti di produzione.

Qualora gli obiettivi allo scarico riguardassero lo scarico sul suolo o il riutilizzo del refluo depurato le possibilità prevedono l’adozione di sistemi a biomassa adesa come uno o più stadi in serie di fitodepurazione a flusso sommerso verticale. Questo consente il raggiungimento dei più alti standard depurativi, nonché costituisce una sorta di barriera di salvaguardia (o di “tampone”) contro eventuali anomalie di funzionamento dell’impianto SBR, da sfruttare magari nelle operazioni di manutenzione straordinaria delle parti elettromeccaniche presenti nell’SBR.

Gli impianti MBR sfruttano invece una dotazione tecnologica molto più spinta (ultrafiltrazione), le cui peculiarità consentono di ottenere un refluo completamente privo di qualsiasi inquinante. Sono impianti intensivi che comportano ingombri ridotti rispetto alle altre tecniche di trattamento biologico; oltre ad avere costi di impianto adeguati al grado di complessità tecnica, sono previsti oneri di gestione in termini di tecnici specializzati e operazioni di manutenzioni obbligatorie (lavaggio delle cartucce et al.).

Gli impianti MBBR si basano su un processo biologico a letto mobile (Moving Bed Biofilm Reactor da cui l’acronimo MBBR con cui sono comunemente noti). È costituito da vasche parzialmente riempite con supporti inerti in polietilene (“carrier”), mantenuti in movimento da opportuni sistemi di miscelazione e/o aerazione. La superficie dei supporti viene colonizzata da una pellicola biologica attiva, del tutto analoga a quella dei biofiltri. La separazione meccanica tra l’effluente depurato e la biomassa di spoglio in eccesso avviene in una fase di trattamento successiva.

*Il sistema MBBR è un sistema biologico con elevata efficienza di rimozione del carico organico, che unisce i vantaggi dei sistemi classici a fanghi attivi con biomassa sospesa con quelli dei sistemi a biomassa adesa (colture fissate su un materiale di supporto inerte). Dal punto di vista dello spazio richiesto per l’installazione la soluzione MBBR permette di avere una concentrazione di microrganismi superiore a quella abituale per i classici trattamenti a fanghi attivi e quindi una riduzione proporzionale dell’ingombro.

Gli impianti di fitodepurazione a flusso verticale sono sistemi biologici estensivi a biomassa adesa (a letto fisso). La biomassa aderisce al medium di riempimento (normalmente ghiaia e pietrisco) e viene attraversata dal refluo in modalità intermittente nel senso verticale. L’alternanza di ambiente aerobico ed anaerobico consente un’ottima nitrificazione, mentre l’adesione della biomassa consente una risposta migliore e più flessibile ai picchi di portata e di carico organico, rispetto ai sistemi a biomassa sospesa. L’estensività del sistema e gli alti tempi di residenza consentono (di norma) di rinunciare alla fase di equalizzazione. La naturalità e il positivo impatto ambientale uniti ai bassi oneri di gestione rendono questa tipologia di impianto preferibile agli impianti intensivi di tipo tradizionale. Assenza di rumori e di odori, bassi costi di manutenzione (non esiste fango di supero) ed energetici sono le qualità peculiari di questi sistemi.