Il fouling e i suoi precursori
Il fouling risulta essere il principale svantaggio della tecnologia MBR in quanto determina una perdita di efficienza della membrana. Si definisce pore blocking, quando le particelle hanno dimensioni inferiori a quelle dei pori e ne provocano l’occlusione parziale o totale. Si definisce cake deposition la formazione di uno strato di particelle caratterizzate da dimensioni più grandi di quella dei pori della membrana \cite{Li_2010}. Il fouling può essere classificato in fouling reversibile se rimosso con la pulizia fisica, irreversibile se rimosso solo tramite la pulizia chimica e irrecuperabile se si sviluppa in tempi più lunghi e non può essere rimosso da alcun tipo di trattamento, motivo per il quale in seguito all’accumulo di questa aliquota nel tempo, è necessario provvedere alla sostituzione della membrana stessa \cite{Radjenovi_}. Il fouling inoltre presenta una serie di impatti negativi come: la riduzione del flusso di permeato, l’aumento della pressione di transmembrana (TMP), gli elevati consumi energetici dovuti all’insufflazione di aria che ne rallenta il processo e frequenti pulizie della membrana fin quando non è necessaria la sostituzione della membrana stessa \cite{Chang_2002}. I principali precursori del fouling sono sostanze viscose definite Sostanze Polimeriche Extracellulari (EPS), se legate ai fiocchi, e Prodotti Microbici Solubili (SMP), se liberamente presenti nel surnatante \cite{Wang_2008}. Altro gruppo, è quello delle Particelle Esopolimeriche Trasparenti (TEP) \cite{Berman_2005}. Le EPS e gli SMP si compongono di polisaccaridi, proteine, lipidi, acidi nucleici e altri composti polimerici, che possono provenire dalla lisi cellulare, da metaboliti microbici o componenti dei reflui non metabolizzati \cite{Flemming_2001}. I polisaccaridi e le proteine sono considerati le principali frazioni responsabili della formazione del fouling \cite{ROSENBERGER_2005}. Per quanto riguarda le TEP, sono particelle trasparenti e che mostrano le caratteristiche dei gel. Le TEP non solo contengono polisaccaridi, ma possono anche includere proteine, lipidi, aminoacidi, elementi traccia e metalli pesanti. Ciò suggerisce che il TEP può essere una fonte di nutrienti e siti di attaccamento per i microrganismi. Si tratta di grandi particelle organiche che si trovano solo nell'acqua di mare, nell'acqua di superficie e, secondo recenti studi, nelle acque reflue \cite{Passow_1995}.