Home

Linee Guida Fitodepurazione ARPAT

1. Le pompe comunemente utilizzabili sono centrifughe sommergibili inoltre per non incorrere in problemi di ostruzioni importante la scelta del passaggio della girante che dipender dal tipo di refluo e 35 dai pretrattamenti previsti pertanto consigliabile l utilizzo di pompe con giranti monocanale o a vortice con girante arretrata Per sistemi di taglia pi grande consigliabile l utilizzo di sistemi di sollevamento separati per ogni vasca oppure il ricorso ad una modalit di alimentazione dei letti alternata realizzabile tramite l impiego di elettrovalvole e di una centralina di comando Particolare cura si dovr osservare nella scelta delle valvole e della centralina La scelta della valvola ottimale dipende dai tipi di pretrattamenti scelti e dalla configurazione impiantistica Pi il refluo grezzo e maggiormente si possono avere rischi di ostruzioni del meccanismo di apertura chiusura con il conseguente aumento della richiesta di manutenzione Se si utilizzano delle valvole per l alimentazione di vasche VF al primo stadio consigliabile scegliere un buon livello di pretrattamento ad esempio una grigliatura fine o un rotostaccio Per l alimentazione di vasche VF al secondo stadio si possono utilizzare valvole a membrana di sicuro funzionamento se vengono garantiti in fase di progettazione adeguati livelli di pressione nei tubi La scelta della centralina di controllo dipende essenzialmente dalla com
2. e Il calendario in cui sono riportate per ogni sistema le verifiche e i controlli ordinari da effettuare e Le prestazioni del componente riportando i requisiti minimi secondo i quali garantito il buon funzionamento dell impianto e Gli interventi di manutenzione in cui sono riportate le attivit da eseguire nel caso si sia individuato una carenza delle prestazioni dello specifico componente Comunque buona norma la compilazione di un Libretto di Manutenzione che raccolga tutti gli interventi effettuati per una accurata conoscenza delle frequenze e dei costi sostenuti ci consente di elaborare un bilancio di funzionamento dell impianto 55 7 2 Trattamenti Primari Per il buon funzionamento dei sistemi di fitodepurazione necessario garantire il corretto funzionamento del sistema primario e controllare il deposito di materiale solido che pu provocare ostruzioni dei sistemi di distribuzione e o intasamenti del medium temporanea riduzione della conducibilit idraulica nei sistemi secondari con conseguente minor rendimento del processo depurativo e nel caso di sistemi a flusso sommerso orizzontale fenomeni di ruscellamento superficiale I controlli minimi per un impianto primario sono riportati nella seguente Tabella 15 Periodicit Controllo Prestazioni minime Interventi di manutenzione Controllo del regolare Normale scorrimento del Lavaggio con acqua in pressione
3. Anonymous AWWA and IAWQ Sydney pp 1 9 1992 Tanner C C Clayton J S amp Upsdell M P Effect of loading rate and planting on treatment of dairy farm wastewaters in constructed wetlands 1 Removal of oxygen demand suspended solids and faecal coliforms Water Res 29 pp 17 26 Testoni P Aspetti naturalistici di alcune zone umide di acqua dolce della bassa Pianura Padana Edito dalla Regione Emilia Romagna 1983 Tiezzi E Limiti biofisici della Terra e il diritto alla qualit della vita in Turrini E La via del Sole ECP S Domenico di Fiesole 1990 Tojimbara T A quantitative study of periphyton colonized on artificial substrates at the city of Arcata s Marsh Pilot Project M S Thesis Humboldt State University Arcata CA USA 1986 Trautmann N M Martin J H Porter K S Hawk K C Use of artificial wetlands for treatment of municipal solid waste landfill leachate in Constructed Wetlands for Wastewater Treatment Hammer D A Ed Lewis Publisher London pp 245 253 1989 Urban Water Resources Research Council and URS Greiner Woodward Clyde National Stormwater Best Management Practices BMP Database Environmental Protection Agency Office of Water Washington DC 1999 Urbanc Bercic O Investigation into the use of constructed reedbeds for municipal waste dump leachate treatment in Water science and technology a journal of the International Association on Water Pollution Re
4. Biomassa Massa totale di tutti gli organismi di un dato tipo e o presenti in una data area BOD biochemical oxigen demand E un parametro che viene analizzato per valutare la qualit dell acqua e corrisponde alla quantit di ossigeno utilizzata dai batteri per abbattere il carico organico biodegradabile Canne di palude reeds Pianta erbacea macrofita appartenente alla famiglia delle Graminaceae con fiori riuniti in pannocchie scure Nome scientifico Phragmites australis Complessazione Fenomeno chimico di aggregazione di molecole o ioni con atomi o ioni metallici Clogging Fenomeno di occlusione superficiale dei letti di fitodepurazione a flusso sommerso verticale causato dalla formazione di una crosta organica COD chimical oxigen demand E un parametro che viene analizzato per valutare la qualit dell acqua e corrisponde alla quantit di ossigeno utilizzata dalle reazioni chimiche per abbattere il carico organico 79 Corpo idrico recettore Qualunque corso d acqua che riceva un effluente di scarico Denitrificazione Processo attuato da microrganismi batteri denitrificanti in ambiente anaerobico di trasformazione del nitrato in ammoniaca Depurazione dell acqua Insieme dei trattamenti artificiali che permettono di eliminare parzialmente o totalmente le sostanze inquinanti da un acqua lurida Si dividono in meccanici grigliatura primari sedimentazione secondari biologici e o chi
5. artificiale dell acqua restituendo l acqua pi vicino possibile al 3 punto di prelievo e garantire una buona efficacia depurativa possibilmente contenendo i costi e permettere il riuso e la corretta reimmissione nei cicli biogeochimici naturali di acqua e nutrienti Purtroppo queste condizioni sono state rispettate raramente nella storia del risanamento delle acque Italiane infatti se guardiamo ai Piani di Risanamento Regionali approvati e solo in parte realizzati dalla fine degli anni 70 del secolo scorso ad oggi il problema della depurazione stato affrontato con un unica formula applicata indiscriminatamente su tutto il territorio nazionale reti fognarie e collettamento ad un impianto di depurazione in genere a fanghi attivi A tale proposito un importante documento del Ministero dei Lavori Pubblici del 1998 sulla politica degli infrasistemi per la depurazione sostiene Se sicuramente necessari sono gli interventi per il completamento del trattamento nelle aree urbane e nelle concentrazioni industriali numerose perplessit sorgono circa l opportunit di estendere il medesimo modello di ragionamento anche ai piccoli centri In altri Paesi come la Francia si cerca di ridiscutere certi aspetti della direttiva 91 271 e in particolare il suo appiattimento su una situazione insediativa e climatica di tipo nordeuropeo mettendone in discussione il cuore rappresentato dall accoppiata fognatu
6. degli effluenti dopo il trattamento secondario con sistemi HF medie su 260 impianti europei 2 2 1 2 VF La configurazione di questi sistemi del tutto simile a quelli appena descritti La differenza consiste nel fatto che il refluo da trattare scorre verticalmente nel medium di riempimento percolazione e viene immesso nelle vasche con carico alternato discontinuo mentre nei sistemi HF si ha un flusso a pistone con alimentazione continua approssimabile a un reattore plug flow Questa metodologia con flusso intermittente reattori batch viene spesso configurata su pi vasche in parallelo che funzionano a flusso alternato in modo da poter regolare i tempi di riossigenazione del letto variando frequenza e quantit del carico idraulico in ingresso mediante l adozione di pompe o di dispositivi a sifone autoadescante opportunamente dimensionati Le essenze impiegate sono le stesse dei sistemi a flusso orizzontale macrofite radicate emergenti Il medium di riempimento si differenzia invece dai sistemi a flusso orizzontale in quanto si devono utilizzare granulometrie pi fini che permettono una lenta percolazione delle acque e quindi una distribuzione quanto pi omogeneamente possibile su tutta la superficie del letto Le sabbie grossolane hanno una adeguata conducibilit idraulica per una lenta filtrazione verticale e offrono inoltre un pi vantaggioso rapporto tra volume occupato e superficie totale disponibile p
7. impianto di fitodepurazione di Baggiolino 77 10000000 1000000 100000 10000 1000 100 10 4 UFC 100mI E Esch Coli in Esch Coli out 11 06 2002 11 08 2002 11 10 2002 11 12 2002 11 02 2003 11 04 2003 data campione 11 06 2003 11 08 2003 Figura 41 Andamento delle concentrazioni di Escherichia Coli in ingresso e uscita dall impianto di fitodepurazione di Baggiolino 78 9 GLOSSARIO Abitante equivalente a e Unit di misura standardizzata Concetto utile per esprimere in termini omogenei il carico di una particolare utenza civile o industriale dell impianto di depurazione Masotti 1999 Acque reflue Cos sono definite nell am 2 del D Lgs 152 1999 e succ modifiche tutte le acque provenienti da uno scarico vedere anche scarico Sempre secondo il D Lgs 152 1999 le acque reflue si distinguono in domestiche se provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attivit domestiche industriali se scaricate da edifici in cui si svolgono attivit commerciali o industriali diverse dalle domestiche e meteoriche di dilavamento e urbane domestiche o il miscuglio di domestiche industriali e meteoriche Affinamento Si veda Depurazione dell acqua Biodischi Impianto a biomassa adesa batteri per il trattamento biologico secondario dei reflui
8. inquinamento da sostanze naturali che ricorre in Italia cio si tratta dell eutrofizzazione che ancorch pi frequente nel mare e nelle lagune costiere che nei corsi d acqua dipende in larga misura da sostanze veicolate dai fiumi L eutrofizzazione innescata da un accumulo di nitrati e fosfati i cosiddetti nutrienti delle piante incluse le alghe I nutrienti non sono altro che quello che rimane della sostanza organica ridotta al termine del processo di respirazione Nella sostanza organica infatti oltre al carbonio e all idrogeno che se ne vanno come anidride carbonica ed acqua vi sono piccole quantit di altri elementi in particolare azoto e fosforo che sono essenziali per la costruzione delle molecole biologiche Quando la sostanza organica ridotta viene respirata l azoto ed il fosforo vengono rilasciati sotto forma di nitrati e fosfati Al carico di nitrati e fosfati proveniente dall ossidazione della sostanza organica sia di origine civile e zootecnica che derivante da alcuni processi industriali si aggiunge quello proveniente dall agricoltura infatti i prodotti agricoli come tutte le piante hanno bisogno per crescere di nutrienti Fino al secolo scorso i nutrienti erano forniti sotto forma di letame proveniente dalle deiezioni animali e umane quindi era lo stesso carico di origine civile e zootecnica che veniva riciclato in agricoltura Pertanto la gran parte dei nitrati e fosfati ven
9. inquinante considerato determinati in base ai dati dei rendimenti riportati dall NADB North America Data Base invitando alla cautela nell utilizzo di essi in altri sistemi la soluzione ideale proposta quella ottenuta determinando localmente tali parametri tramite ad esempio la realizzazione di un impianto pilota I parametri di riferimento proposti da Kadlec amp Knight per la tipologia a flusso sommerso orizzontale sono riportati in Tabella 5 Valori di 0 diversi da 1 indicano una dipendenza del processo di rimozione dell inquinante in esame dalla temperatura del refluo Parametro BOD SST NHy N NO N TP FC Kyo 180 1000 34 50 12 95 0 1 00 1 00 1 04 1 09 1 00 1 C 3 5 0 053C 7 8 0 063C 0 00 0 00 0 02 10 Tabella 5 Parametri di riferimento proposti da Kadlec amp Knight 1996 per SFS h Metodo di Reed Crites amp Middlebrooks 1995 Le equazioni di questo metodo sono basate su una cinetica di primo ordine e l assunzione di una condizione di plug flow nella vasca per gli inquinanti la cui rimozione avviene a causa di processi microbiologici BOD azoto ammoniacale ed azoto nitrico Per gli altri parametri gli autori propongono equazioni separate basate su regressioni eseguite su una prima versione del database del NADB 1993 Knight ed altri sulle constructed wetlands La forma generale del metodo data dalla seguente equazione C In K t C dove Q A Superficie richiesta dalla vas
10. stata scelta in quanto consente di sfruttare al meglio la capacit di degradazione del carbonio organico e di denitrificazione propria dei bacini a flusso orizzontale e quella di nitrificazione dell azoto ammoniacale prevalentemente dei bacini a flusso verticale il sistema a flusso libero invece rappresenta uno stadio di affinamento con funzione di disinfezione dell effluente prima della sua immissione nel corpo recettore LINEA A Griglia Imhoff gt gt gt eeh LINEA B LI O LI L L I Trattamento primario 1 Stadio 2 Stadio 3 Stadio 4 Stadio Figura 27 Schema a blocchi dell impianto di Dicomano FD 67 STADIO TIPOLOGIA Tabella 19 Superfici di progetto dei vari stadi Tutte le vasche a flusso sommerso sono state impermeabilizzate con una geomembrana in polietilene dello spessore di 2 mm I medium di riempimento usati sono stati i seguenti e HF primo e terzo stadio ghiaia 5 10 mm per un altezza media di 80 cm e VF partendo dall alto 5 cm di ghiaia 410 mm 25 cm di sabbia 15 cm di ghiaia Z10 mm 15 cm di ghiaia 20 mm 30 cm di ghiaietto 40 70 mm L essenza vegetale utilizzata Phragmites australis I sistemi a flusso sommerso verticale sono alimentati in modo alternato discontinuo tramite un sistema di pompe ed elettrovalvole l alimentazione alternata discontinua dei vari settori stata realizzata facendo uso di valvole a membrana automatiche disposte sulle tubazioni di aliment
11. concentrazione media di Coliformi fecali in ingresso 10 UFC 1001 Secondo la normativa vigente l impianto di taglia maggiore di 2000 a e deve rispettare i limiti di Tabella 1 All 5 del D Lgs 152 1999 e sue successive modificazioni non risultano scarichi industriali non assimilabili a civili nel paese inoltre deve comunque contribuire al miglioramento o mantenimento dello stato ambientale del fiume in cui scarica Nella fattispecie il Fiume Sieve all altezza di Dicomano rientra in 3 classe di qualit soprattutto a causa delle ridotte portate estive che coincidevano con i maggiori picchi di concentrazione degli inquinanti L entrata in funzione del Lago di Bilancino un grosso invaso a monte di Dicomano probabilmente consentir di raggiungere regolando le portate estive una migliore qualit 8 1 2 La soluzione progettuale I reflui attraverso la rete fognaria giungono ad una stazione di sollevamento posta in prossimit del Fiume e da qui convogliati tramite una condotta in pressione della lunghezza di circa 450 metri al sistema depurativo L impianto di trattamento costituito da un trattamento preliminare di grigliatura un trattamento primario di sedimentazione vasca Imhoff e un sistema di fitodepurazione multistadio ibrido con superficie utile totale di 6080 m vedi schema in Figura 27 quest ultimo svolge funzione di trattamento secondario e terziario post trattamento o finissaggio Questa configurazione
12. in uscita mg l Kr costante dipendente dalla temperatura e dalla densit delle piante giorni t tempo di ritenzione giorni Il tempo di ritenzione idraulica t pari a re L W d 095 Q dove n porosit del letto W larghezza del letto m d profondit del letto m L lunghezza del letto m Q portata media che attraversa il sistema m d Combinando le due precedenti equazioni si ottiene Q InCi 1InCe n K 0 95 d A LW La costante cinetica Ky si ricava dalla seguente espressione K Ky 0 in cui Kyo e O possono assumere i valori riportati in Tabella 7 seguente a seconda degli autori AUTORE Ko WPCE 1990 0 806 EPA 1993 1 104 Tabella 7 Valori di K2 e 8 secondo alcuni autori Nel 1999 la stessa EPA suggerisce l approccio conservativo per il dimensionamento dei sistemi HF suggerendo un coefficiente di carico organico per unit di superficie ALR areal loading rate pari a 6 erBOD m giorno che porta all ottenimento costante di concentrazioni di BOD in uscita inferiori a 30 mg l indipendentemente dalle concentrazioni in ingresso e dalle condizioni di esercizio VF Per il dimensionamento dei bacini a flusso verticale sono comunemente utilizzate le seguenti procedure e si calcola il fabbisogno di ossigeno sulla base di 1 0 Kg di O per Kg di BOD da rimuovere e di 4 3 Kg di O per Kg di NH da ossidare Cooper 1996 si dimensiona il letto verti
13. malfunzionamenti rendendolo cio effettivamente in grado di gestire l impianto e permette notevoli risparmi economici in quanto fornisce gli strumenti e le conoscenze per riconoscere i problemi prima che si manifestino completamente e allunga la vita dell impianto Un manuale per la gestione di un impianto dovrebbe almeno rispettare i seguenti principi e rendere immediatamente individuabili e comprensibili le operazioni di gestione e manutenzione e fornire al gestore una adeguata comprensione del sistema depurativo in tutte le sue parti e fornire gli strumenti per poter migliorare e ottimizzare le operazioni gestionali sulla base delle esperienze fatte sul campo dal gestore Un impianto ben progettato solitamente presenta un problema di funzionamento quando si realizza una delle seguenti circostanze e sovraccarico organico sovraccarico idraulico fuga di solidi dal comparto di pretrattamento mancato funzionamento di pompe o sifoni di alimentazione intasamenti del medium o delle tubazioni di alimentazione o di drenaggio In questa sede daremo delle indicazioni per ogni sistema esaminato riportando un Programma di Manutenzione di massima per prevenire il cattivo funzionamento degli impianti di fitodepurazione Per ogni sistema si sono redatte delle tabelle per individuare gli interventi gestionali da eseguire a seconda dell esito delle ispezioni Le tabelle riportate nei seguenti paragrafi riportano i seguenti elementi
14. minimizzare i costi gestionali Gli impianti di fitodepurazione sembrano rispondere ottimamente a queste indicazioni L inefficienza degli impianti convenzionali unitamente a quanto riportato dalle esperienze internazionali ha fatto s che da una decina di anni anche in Italia alcuni gruppi di ricerca Enti pubblici e societ private abbiano incominciato a verificare partendo dalle esperienze europee e nordamericane l applicabilit della fitodepurazione per il trattamento delle acque reflue civili per alcuni reflui industriali prevalentemente agroalimentari e per la rimozione di nutrienti inquinamento diffuso di origine agricola Nonostante una prima fase che ha portato per mancanza di esperienze applicative alla costruzione di impianti mal progettati e in alcuni casi scarsamente funzionanti il ricorso a tali tipologie impiantistiche non si arrestato L azione coordinata di organismi come APAT l ENEA i gruppi di ricerca universitari Padova Pavia Bologna Firenze Venezia etc alcune ARPA il gruppo specialistico dell International Water Association IWA sull utilizzo di macrofite per il trattamento di acque inquinate sta portando alla definizione di criteri progettuali comuni e alla volont di istituire una rete di controllo e monitoraggio estesa a tutto il territorio Quest ultimo passaggio risulta fondamentale per ottenere dati che potranno essere comparati elaborati ed infine utilizzati per cal
15. sostenibile applicata a utenze di tipo turistico e ricettivo I rendimenti di depurazione calcolati sulla media di 4 campioni prelevati in ingresso e in uscita dai vari stadi mostrano una elevata resa depurativa nei confronti di tutti i parametri monitorati in particolare si pu notare come l effluente finale sia in linea con i limiti fissati dalla normativa italiana sul riutilizzo D L 185 2003 Anche l abbattimento della carica batterica molto elevato ben 5 ordini di grandezza ai fini del riutilizzo potrebbe essere sufficiente l inserimento finale di una lampada UV U M i rimozione HF rimozione VF rimozione tot mg l 90 59 96 mg l 58 58 82 8 2 m g l 5 6 0 8 0 1 85 98 mg l 32 0 12 0 10 0 63 69 UFC 100ml 1 1E 07 7 1E 03 5 3E 02 99 94 99 99 Tabella 23 Rendimenti di depurazione dell impianto di fitodepurazione al servizo dell Hotel Relais Certosa di Firenze Sono riportate le medie in ingresso in e in uscita out da ogni singolo stadio e la percentuale di rimozione 8 5 Scandicci FI Azienda agrituristica Baggiolino 8 5 1 Il problema L impianto di fitodepurazione al servizio dell Azienda agrituristica Baggiolino stato realizzato in quanto la zona non era servita dalla fognatura pubblica i trattamenti esistenti erano costituiti da sole fosse settiche seguite da dispersione per subirrigazione o scarico senza alcun trattamen
16. 10 2 1 Depurazione naturale e fitodepurazione iii 10 2 2 Tipologie di impianti di fitodepurazione i 11 2241 Sistemi a flusso Sommerso ti 12 2 22 Sistema fl sso te pei elisa oo loto 14 Zoe Campi dl Eege 15 ALBERO DECISIONALE rioja rire orar seoses 20 DIMENSIONAMENTO E INDICAZIONI COSTRUTTIVE 22 ii EE ilaele 22 4 2 Sistemi SEMESTER 25 42 1 Obiettivi depurativi e dimensionamento 25 ADD A ee 39 4 2 3 Geometria e configurazione dei letti iii 33 424 ira AA S SS uu Bees 35 42 3 ETS eebe 36 4 2 6 Impermeabilizzazione aiar alias 37 4 2 Medium di EIERE ee eege 37 4 3 Sistemi a Huso libero a a ii a iris 40 ASA IntfroduZIOhB6 u a da a 40 43927 Dimensionamento EE 40 A iii aa lrn tales orsi deal ail 42 4 34 Sistemi alimentazione nali 44 A OS Lai ee 44 4 3 6 o ci AA ENEE deer desscccasdaced evac ssaatacubaccodeeses 45 43 Medium diriempimente lt lt e 45 LA VEGETA ZIOINE E 46 5 1 Descrizione delle piante ila Loi ASA boda Ed Eed 46 5 1 1 Ruolo delle piante nei sistemi di fitodepurazione 48 51 2 Criteru di scelta delle piante cris elia lee Cee Gu 49 5 1 3 Prantumazione tanta dd EE 50 6 10 INSERIMENTO AMBIENTATLE 52 6 1 Compatibilit con i vin
17. La zona litorale eufotica viene popolata da macrofite radicate emergenti da macrofite galleggianti e da macrofite radicate sommerse e flottanti vedi Figura 19 1 2 3 elofite e 4 5 6 8 idrofite Lo sviluppo delle diverse piante tiene conto quindi della profondit dell acqua come fattore ambientale principale a cui si aggiungono altri fattori quali le caratteristiche edafiche la temperatura la qualit dell acqua i rapporti di concorrenza fra le diverse specie etc 46 1 zona eufotica litorale sopralitorale eulitorale infralitorale superiore rad solare infralitorale medio infralitorale inferiore Y zona pelagica eufotica infralitorale profondo e zona litorale zona bentonica profonda Figura 19 Zonazione dell area litorale di un lago e vegetazione delle rive Ghirardelli 1981 1 Thypha 2 Scirpus 3 Sagittaria 4 Nymphaea 5 Potamogeton 6 Myriophyllum 7 Chara 8 Hydrocaris Tutte le specie svolgono ruoli ben definiti nella catena alimentare e concorrono attraverso essa ai processi di biodegradazione I principi fisici chimici e biochimici di tali processi sono alla base di tutti i sistemi di fitodepurazione Partecipano ai processi depurativi anche le specie fitoplanctoniche vedi Figura 19 7 microfite normalmente presenti in un area umida naturale che spontaneamente possono popolare anche i sistemi di fitodepurazione se trovano le con
18. al caso in esame anche in base ad un confronto tecnico economico ed ambientale con altri tipi di sistemi I seguenti punti dovrebbero essere sviluppati con una certa accuratezza dal progettista e l analisi dell utenza riveste un ruolo fondamentale nella progettazione di un qualsiasi impianto di depurazione Per caratterizzare al meglio lo scarico si dovrebbero avere a disposizione dati analitici sulle portate e sulle concentrazioni di inquinanti in base ai quali determinare i parametri medi di progetto quando tali dati non sono presenti si deve ricorrere ai dati disponibili nella letteratura scientifica o ad indagini specifiche e l analisi della destinazione finale dello scarico corpo idrico suolo riutilizzo etc permette invece di determinare gli obiettivi depurativi Infatti in alcuni casi abbiamo precisi limiti allo scarico da rispettare in altri l obiettivo viene fissato compatibilmente allo stato del recettore finale Una volta caratterizzato lo scarico individuato l obiettivo depurativo ed elaborato un quadro legislativo di riferimento si pu determinare il livello di trattamento adeguato e conseguentemente la soluzione tecnico progettuale pi appropriata In particolare per utenze medio alte si deve valutare l effettiva applicabilit di un impianto di depurazione naturale nel caso in esame ed eseguire un confronto con altre soluzioni tecniche In questa fase si deve tener conto dei seguenti aspetti e funzi
19. corpi idrici superficiali o siano aree protette devono essere incluse nelle misure di tutela e risanamento delle acque E ormai un concetto largamente condiviso che le zone umide siano sistemi molto utili per abbattere l inquinamento e quindi gli impatti negativi sui corpi idrici per mitigare gli effetti delle inondazioni e della siccit per contribuire alla gestione dell ambiente costiero e per favorire la ricarica delle falde Questi criteri generali trovano immediata rispondenza nelle attivit che da anni si svolgono in diverse regioni italiane sulle zone umide attivit che hanno consentito di maturare approfondite esperienze di studio progettazione realizzazione e gestione di zone umide destinate anche alla depurazione di reflui civili e industriali E significativo il concetto che l impatto inquinante subito da un corpo idrico non debba essere visto solo come conseguenza dell immissione nelle acque di particolari sostanze ma spesso tale situazione deriva da una alterazione dei cicli naturali del carbonio dell azoto ecc per cui un intervento di risanamento diventa significati quando produce un riequilibrio di questi cicli La presente linea guida che si aggiunge al manuale ANPA 9 2002 Linee guida per la ricostruzione di aree umide per il trattamento di acque superficiali intende integrare le conoscenze sull argomento e diffondere 1 risultati maturati a livello nazionale In tal senso oltre ad inquadrare il pr
20. corpo idrico sulla base della sua capacit di diluizione e autodepurazione perch sia garantito il raggiungimento dell obiettivo di qualit e le concentrazioni ammissibili degli scarichi che insistono su un determinato corpo idrico perch non sia superato il carico massimo accettabile e in questo deve comunicare con il Piano d Ambito che deve prevedere sistemi di depurazione adeguati a ridurre il carico civile nei limiti accettabili ma anche con chi rilascia le autorizzazioni allo scarico diretto delle industrie Le eventuali strategie di interventi per ridurre l impatto delle fonti inquinanti diffuse ed aumentare la capacit autodepurativa dei corpi idrici e del loro territorio rinaturalizzazione fasce tampone o filtro buffer zones casse di espansione stagni di depurazione naturale gestione delle acque di prima pioggia etc Anche in questo caso necessario che il Piano di Tutela comunichi con altri strumenti sia di Bacino PAI che non Piano di Sviluppo Rurale Piani urbanistici e territoriali etc per garantire le opportune sinergie ed evitare i possibili conflitti 2 GLI IMPIANTI DI FITODEPURAZIONE 2 1 Depurazione naturale e fitodepurazione L utilizzo di zone umide naturali per il trattamento di acque reflue di varia natura ha origini lontane nel tempo basti pensare all esempio dell Agro Pontino ai tempi dell impero romano che rappresenta una soluzione tradiziona
21. della Mensile x n 5 funzionamento del sistema di refluo all interno della tubazione ostruita Trimestrale entrata e uscita refluo tubazione Controllo della presenza Accumuli di schiume e Rimozione meccanica del materiale accumuli di schiume o incrostazioni tali da essere incrostante disgregazione delle schiume incrostazioni sulla lama contenute con buon con acqua in pressione e loro eventuale paraschiuma margine dai paraschiuma rimozione Controllo della presenza di Assenza totale di fango Svuotamento del 75 dei fanghi di fango digerito nell effluente digerito supero tramite autospurgo autobotte e loro smaltimento appropriato Controllo della funzionalit Livello dei fanghi al di Estrazione dei fanghi di supero tramite della vasca fanghi sotto almeno 30 cm della autospurgo autobotte e loro appropriato fessura di comunicazione smaltimento Controllo della funzionalit Assenza di fiocchi di Aggiungere calce idrata o bicarbonato di della vasca fango in superficie sodio attraverso gli sfiati laterali Controllo della perfetta tenuta Pelo libero della vasca Svuotare la vasca e individuare la Triennale stagna della vasca costante perdita Tabella 15 Controlli ed interventi per la gestione del sistema primario Nel caso che l impianto sia munito di sistemi di pretrattamento griglie rotostacci etc dispositivi elettromeccanici pompe e valvole di vario genere si dovranno rispettare i manuali
22. depurazione calcolati sulla media di 8 campioni prelevati mensilmente in ingresso e in uscita dai vari stadi mostrano percentuali di rimozione in linea con i dati di letteratura riportati per sistemi HF Da notare come l abbattimento della carica batterica sia molto elevato tale da rendere possibile il riutilizzo delle acque reflue depurate nel rispetto dei limiti fissati dal D L 185 2003 solo per impianti di fitodepurazione Esch Coli lt 200 UFC 100 ml 76 U M in rimozione HF mg l 80 6 7 2 91 mg l 71 8 25 3 65 mg l 5 7 1 8 68 mg l 55 2 17 7 68 UFC 100ml 5 7E 05 1 3E 02 99 98 Tabella 24 Rendimenti di depurazione dell impianto di fitodepurazione di Baggiolino Sono riportate le medie in ingresso in e in uscita out e la percentuale di rimozione E BODin BODout mg l 11 06 2002 11 08 2002 11 10 2002 4 11 12 2002 1 11 02 2003 4 11 04 2003 11 06 2003 11 08 2003 11 10 2003 data campione Figura 39 Andamento delle concentrazioni di BOD in ingresso e uscita dall impianto di fitodepurazione di Baggiolino 140 120 100 H Not in m Niot out mg l 11 06 2002 11 08 2002 11 10 2002 11 12 2002 11 02 2003 11 04 2003 11 06 2003 11 08 2003 data campione Figura 40 Andamento delle concentrazioni di Ntot in ingresso e uscita dall
23. di Reed ed altri 8 2 L impianto di fitodepurazione per reflui urbani di Dozza Imolese Bo 8 2 1 Il Problema L impianto di fitodepurazione di Dozza Imolese stato realizzato nell ambito di un Progetto Life finanziato dalla Comunit Europea sul Torrente Sellustra con l obiettivo generale di dimostrare e divulgare l efficacia dei sistemi di depurazione naturale nel miglioramento della qualit delle acque dei corpi idrici superficiali insieme ad altri interventi quali l ingegneria naturalistica e le fasce tampone boscate Le acque da trattare sono di tipo civile e provengono da un agglomerato di abitazioni e attivit artigianali per un totale di 120 a e poste lungo il Sellustra l impianto di fitodepurazione stato proposto come scelta alternativa al collettamento di tali reflui all impianto centralizzato di Imola 69 In base ai dati forniti dal gestore sono state fatte le seguenti ipotesi progettuali carico idraulico specifico 150 l a e giorno carico organico specifico 60 gr BOD a e giorno portata media giornaliera 3 57 m h portata massima giornaliera 54 m h concentrazione media di BOD in ingresso 400 mg l Secondo la normativa vigente l impianto di taglia minore di 2000 a e deve garantire un trattamento appropriato secondo le indicazioni del D Lgs 152 1999 conformemente al mantenimento dello stato ambientale del corpo idrico recettore Data la modestia dello scarico il livello di
24. di uso e manutenzione forniti dai fabbricanti fin dal momento dell installazione e rispettare le tempistiche previste per gli interventi 56 7 3 Letti a Flusso Sommerso Orizzontale I letti a flusso sommerso orizzontale sono alimentati a gravit o in pressione con l ausilio delle pompe di sollevamento in entrambi i casi si consiglia di avere basse velocit di ingresso per evitare un possibile innalzamento del pelo libero dell acqua in prossimit delle uscite del sistema di distribuzione e un deposito di solidi sulla superficie di ingresso Gli interventi minimi da effettuare su di un letto HF con funzionamento a regime sono riassunti nella seguente Tabella 16 Periodicit Controllo Prestazioni minime Interventi di manutenzione Trimestrale Crescita delle Densit delle piante gt 10 mq Eseguire nuovamente la piantumazione se la stagione piante Assenza di malattie delle piante lo consente o danni provocati da insetti o animali Presenza di piante Assenza di piante infestanti Durante i primi due anni utile rimuovere le piante infestanti infestanti manualmente o allagare saltuariamente la superficie del letto a scapito dei risultati del trattamento perch non impediscano la crescita delle piante prescelte L operazione non sar pi necessaria quando le piante prescelte saranno predominanti Sponde di La sponda non deve presentare Risistemazione delle s
25. essenze utilizzate appartengono alle macrofite radicate emergenti necessario precisare che tecniche quali infiltrazione la subirrigazione e la percolazione ampiamente applicate negli ultimi 50 anni come trattamento di acque reflue provenienti soprattutto da piccole utenze sono spesso da considerasi inadeguate Tali tecniche in realt permettono di smaltire un refluo nel terreno e non di trattarlo con il conseguente rischio di contaminazione delle acque sotterranee infatti la loro ammissibilit ed adeguatezza dovrebbe essere verificata in base alla conoscenza della vulnerabilit delle falde acquifere sottostanti al punto di scarico alla morfologia dell area ed alle caratteristiche geotecniche del suolo 2 2 Tipologie di impianti di fitodepurazione Attualmente in Europa sono operativi alcune decine di migliaia di impianti di fitodepurazione di cui una maggior parte localizzata in Germania dove si scelto gi da molti anni di utilizzare a scala nazionale le due tecniche a flusso sommerso HF e VF per il trattamento delle piccole medie utenze Tra gli impianti europei i pi diffusi pi del 75 sono proprio i sistemi HF e VF utilizzati prevalentemente per il trattamento secondario di acque reflue domestiche e civili Vymazal ed altri 1998 Tali sistemi si 11 sono infatti dimostrati come i pi appropriati nel contesto europeo tra le varie tecniche di depurazione naturale sia per il miglior rapporto tra
26. essere realizzate in loco o in officina mentre per le geomembrane bentoniche dovranno essere previsti adeguati sormonti La geomembrana impermeabilizzante viene posata su uno strato di sabbia di almeno 5 mm e ricoperta da uno strato di tessuto non tessuto per assicurare un minimo di protezione meccanica della membrana durante il riempimento con gli inerti 4 2 7 Medium di riempimento Il substrato ha un ruolo fondamentale nell efficienza depurativa dell impianto perch oltre a fare da supporto alla vegetazione rappresenta un filtro meccanico e chimico per alcune sostanze contenute nel refluo per questo la scelta del tipo di medium strettamente correlata alle caratteristiche del liquame che si deve depurare Sistemi HF Nei sistemi a flusso sommerso orizzontale deve essere assicurata una conducibilit idraulica di almeno 100 m g quindi parimenti sconsigliato l utilizzo di terreno vegetale e viene comunemente utilizzata ghiaia di granulometria variabile pulita e lavata Per individuare le miscele pi adatte vengono effettuate delle prove di porosit e di conducibilit idraulica oltre al calcolo della curva granulometrica 37 Da tenere inoltre presente che durante il funzionamento dell impianto il medium si arricchisce dei microrganismi solidi sospesi e del particolato organico cosicch si ha un aumento delle dimensioni dei grani con una conseguente diminuzione degli spazi interstiziali e quindi della conducibilit
27. for Small Communities U K Experience in Constructed Wetlands for Water Quality Improvement Moshiri G A Ed Lewis Publisher London pp 509 517 1993 Haberl R Perfler R Seven years of research work and experience with wastewater treatment by a reed bed system in Constructed wetlands in water pollution control Cooper P F amp Findlater B C eds pp 205 214 Pergamon Press Oxford 1990 Hammer D A Pullin B P McCaskey T A Eason J Payne V W E Treating livestock wastewaters with constructed wetlands in Constructed wetlands for water quality improvement Lewis Publisher Chelsea MI pp 343 348 1993 Hammer D A ed Constructed wetlands for wastewater treatment Municipal industrial and agricultural Lewis Publisher Chelsea MI pp 1 831 1989 IWA Specialist Group on use of Macrophytes in Water Pollution Control Constructed Wetlands For Pollution Control Processes performance design and operation Scientific and Technical Report n 8 IWA Publishing London 2000 Kadlec R H Knight R L Treatment wetlands Lewis Boca Raton 1996 Khatiwada N R Polprasert C Kinetics of fecal coliforms removal in constructed wetlands Water Science amp Technology vol 40 n 3 pp 109 116 1999 85 Kickuth R Degradation and incorporation of nutrients from rural wastewaters by plant hydrosphere under limnic conditions in Utilization of Manure Land Spreading Comm Eu
28. idraulica tale diminuzione sembra comunque essere compensata se il dimensionamento stato fatto correttamente dall aumento di conducibilit dovuto allo sviluppo dell apparato radicale Cooper 1996 Tipologia Dimensione grani mm Porosit Conducibilit idraulica K m d Sabbia 1 2 30 32 420 480 Ghiaia 8 16 35 38 500 800 Pietrisco 32 128 40 45 1200 1500 Tabella 9 Caratteristiche di alcuni tipici medium di riempimento usati per impianti a flusso sommerso Nuttal et altri 1997 modificato Nei sistemi a flusso sommerso orizzontale generalmente utilizzata ghiaia del diametro medio compreso tra 4 e 16 mm consigliabile inoltre usare del pietrisco di almeno 80 120 mm per una lunghezza di almeno 1 m alla sezione di ingresso per evitare fenomeni di intasamento Generalmente la ghiaia prescelta disposta in modo uniforme all interno del letto per uno spessore direttamente correlato alla profondit delle radici dell essenza vegetale impiegata Sono accettabili variazioni della granulometria in senso longitudinale sono invece sconsigliabili in senso altimetrico in quanto si creano vie di scorrimento preferenziali del refluo con conseguente riduzione dei tempi di ritenzione stimati in fase di progetto La ghiaia da utilizzare come medium di riempimento dovr essere il pi possibile rotondeggiante essa dovr essere costituita da elementi omogenei provenienti da rocce compat
29. in nitrato 81 Nutrienti Fosforo P e azoto N Ossido riduzione redox Insieme di due parole ossidazione e riduzione in inglese redox che originariamente indicava reazioni che avvenivano in presenza o in assenza di ossigeno PH Misura dell acidit o alcalinit di una soluzione Pleustofite Piante acquatiche non radicate al fondo flottanti Reazione cinetica La cinetica chimica quel ramo della chimica fisica che studia e misura le velocit di reazione Obiettivo principale la determinazione dei meccanismi delle reazioni attraverso lo studio delle loro velocit in diverse condizioni di temperatura pressione etc Refluo Si veda Acque reflue Rizofite Piante acquatiche radicate al fondo sommerse Runoff Scorrimento superficiale di acque piovane Rizoma Fusto sotterraneo orizzontale I rizomi permettono alla pianta di sopravvivere da una stagione vegetativa a quella successiva e in certe specie servono alla sua moltiplicazione vegetativa E l apparato radicale di Phragmites australis Scarico outlet Questa la definizione data nell art 2 del D lgs 152 1999 e succ modifiche qualsiasi immissione diretta di acque reflue luride semiliquide e comunque convogliabili nelle acque superficiali sul suolo nel sottosuolo e in rete fognaria indipendentemente dalla loro natura inquinante anche sottoposte a preventivo trattamento di depurazione SFS h SFS v FWS
30. metalli pesanti miglior inserimento ambientale ricreazione di habitat acquatici o fluviali completamento della depurazione ed accumulo per scopi di riutilizzo irrigazione servizio antincendio etc 4 3 2 Dimensionamento Per i sistemi a flusso superficiale e pelo d acqua libero i criteri da considerare durante la progettazione sono riassunti nelle pubblicazioni di Vismara 2000 e Borin amp Marchetti 1997 dove sono sintetizzati i criteri esposti nelle principali pubblicazioni internazionali in particolare 1 gi citati Reed Kadlec amp Knight e EPA In particolare si deve considerare i seguenti parametri progettuali e carico organico in entrata e portata idraulica media giornaliera in entrata 40 profondit delle vasche rapporto tra lunghezza e larghezza delle vasche tempo di ritenzione idraulica nel sistema configurazione del sistema vasche in serie o in parallelo A titolo indicativo si riportano nella Tabella 10 alcuni valori progettuali medi tratti dalla bibliografia Vismara 2000 Crites 1994 Fattore Valore medio Tempo di permanenza in giorni 5 14 Carico organico massimo BOD in Kg ha per giorno 80 Profondit dell acqua in metri 0 15 0 8 Superficie vasche in m abitante equivalente 4 40 mine gt 20 per tratt 2 Rapporto lunghezza larghezza vasche 2 1 10 1 Rapporto specchio d acqua e area vegetata 40 60 Tabella 10 Criteri per la proge
31. mostrano rese di abbattimento ottime spesso superiori al 95 e comunque migliori dei tradizionali sistemi di trattamento dei reflui La formula la seguente ed indica tra l altro che le rese sono migliori con pi bacini in serie Ce 1 Ci 1 1 K dove KR Og TT A y n Q t tempo di ritenzione idraulica in giorni t A Superficie richiesta dalla vasca Ce Concentrazione di coli fecali nell effluente fissata in base all obiettivo depurativo in UFC 100ml C Concentrazione di coli fecali in entrata all impianto dopo eventuale trattamento primario in UFC 100ml Kr costante cinetica alla temperatura Ty in giorni Or coefficiente di temperatura per la costante cinetica Kr costante cinetica alla temperatura di riferimento in giorni Tw temperatura del refluo nella zona umida in C Tr temperatura di riferimento in C n porosit espressa come frazione y profondit media della zona umida Q carico idraulico medio giornaliero in m giorno N numero di celle in serie Per il fosforo gli autori propongono invece la formula seguente K e ex P E HLR L dove K rateo costante di reazione del fosforo pari a 2 73 cm giorno E P A 1993 e 1999 Anche PEPA suggeriva nel 1993 di descrivere i SFS h con cinetiche plug flow del primo ordine exp K 1 dove Ci concentrazione di BOD in ingresso mg l Ce concentrazione di BOD
32. naturali tra cui la riduzione di cortocircuiti idraulici la disinfezione tramite raggi UV la riossigenazione la sedimentazione delle particelle pi fini la miscelazione della colonna d acqua e la riduzione di zone stagnanti Nelle zone ad acqua libera si ha inoltre l opportunita di aumentare il potenziale di rimozione del BOD solubile e dei processi di nitrificazione in ragione dell aumento del livello di ossigeno disciolto e delle minori concentrazioni di background osservabili rispetto alle zone densamente vegetate Il rapporto tra zone ad acqua libera prive di vegetazione emergente e zone a canneto dipende principalmente oltre all area disponibile ed ai costi dagli obiettivi depurativi che si vogliono ottenere Nel caso che gli obiettivi del FWS applicato come post trattamento siano la denitrificazione la riduzione della carica microbiologica la rimozione dei solidi sospesi e del carico organico si consigliano rapporti compresi tra 1 3 e 1 5 Se invece la finalit principale la rimozione dei nutrienti si consigliano rapporti maggiori con le superfici ad acqua libera ridotte al minimo Infine nel caso che l obiettivo sia la disinfezione consigliabile avere rapporti minori di 1 3 con zone ad acqua libera profonde e poco profonde e l alternarsi di settori a flusso libero con settori a flusso sommerso Le zone ad acque libera dovranno avere profondit variabili tra 1 2 e 2 5 m per prevenire la colonizzazione di pia
33. nid ojueldul Ip eusyos EIBOJOLIOLI ell p ISIEUYV cee oap SUOIZENPIAIPU 0 U9A193U Ip e318e 19p 2SUOIZEI9NUSPI royuadns ll p ieuuurj id cuuns goluiouoo pa e gt 1u9a E I IGIUS SOS oyu uleuonzzuni nenysBbold sAneulazje ll p auoizeynjen O auolzeoi dde Ip od e eyepe a suolzeindapo wy e7 ezyeudoidde ellop 2109s euoiznjos e KZI 03S91Y911 oueueue pn IP olli Jap uolzeuluii q OADEUIOU ojuawelpenbuj Y o91Jeos ojjep ajeuy ojideoas l p uolzenpiAipu 2Jeye1 ep onlj i jep suolezziiapeseo a ezuam ap Isieuy ongelndap 011333100 9p suo zeuvulazjag euorsi 2 p oi qIV 4 DI MENSI ONAMENTO E I NDI CAZI ONI COSTRUTTI VE 4 1 Schemi di impianto La scelta dello schema di impianto adeguato rappresenta uno dei passi essenziali nell iter progettuale Generalmente la linea acque molto simile ai comuni impianti di depurazione biologici si prevede uno stadio di trattamento preliminare solo nel caso di un utenza medio grande per l eliminazione dei solidi grossolani seguito da una sedimentazione primaria mentre il sistema di fitodepurazione costituisce lo stadio di trattamento secondario La differenza fondamentale sta nella linea fanghi in un impianto biologico tradizionale i fanghi prodotti dal sistema di trattamento secondario vengono in parte ricircolati ed in parte ulteriormente trattati all interno dell impianto o co
34. si avrebbe con un unica uscita SFS h SFS h Figura 16 Sistema di uscita adeguato a destra per evitare cortocircuiti idraulici 36 Per la realizzazione del drenaggio sono comunemente usate tubazioni per condotte di scarico in materiali plastici quali PE o PVC mentre alcuni pezzi speciali talvolta possono essere anche in metallo Se si usano tubazioni in PVC il sistema di alimentazione viene realizzato giuntando i vari pezzi tramite incollaggio Le tubazioni in PE consentono invece molteplici sistemi di giunzione il pi usato la saldatura dei giunti testa a testa mentre di pi semplice realizzazione ma meno economico l uso di raccordi a compressione tipo Plasson Per le estremit libere si possono usare dei tappi con guarnizione elastomerica la cui regolazione viene fatta semplicemente aprendo il tappo che corrisponde all altezza del pelo libero voluta all interno della vasca una pi comoda movimentazione garantita sostituendo ai tappi una valvola a sfera in plastica a controllo manuale Per la realizzazione di sistemi mobili si pu invece utilizzare un giunto snodabile da fissare all altezza voluta tramite l utilizzo di una catenella I diametri impiegati dipendono essenzialmente dal carico idraulico previsto e dalla grandezza della vasca e quindi dal tempo necessario per operare le regolazioni si deve prevedere comunque un diametro minimo di 63 mm per gli impianti pi piccoli a uso unifamilia
35. sul Rimozione e smaltimento appropriato del materiale Pozzetto di fondo lt 20 cm sedimentato regolazione Meccanismo di Ciascun uscita consente i diversi Verifica della perfetta tenuta stagna del pezzo regolazione livelli del pelo libero regolatore chiudendo tutte le uscite Annuale Taglio delle piante L assenza di deflusso in superficie permette di evitare il taglio i vegetali morti non compromettono in alcun modo l idraulica dei letti ed inoltre consentono di isolarli termicamente Comunque buona norma ogni due tre anni tagliare la parte aerea delle piante durante la stagione invernale e rimuovere il materiale dalla superficie Tabella 17 Controlli ed interventi per la gestione del sistema a flusso sommerso verticale 58 7 5 Letti a Flusso Libero I letti a flusso libero per loro natura sono fortemente dinamici nella propagazione e distribuzione delle essenze vegetali presenti per cui una volta attecchite le piante il sistema avr una sua naturale evoluzione in funzione delle caratteristiche ambientali locali e dei rapporti che si instaureranno fra le diverse specie Per questo se non sono state prese misure di controllo della propagazione in fase progettuale pu risultare molto difficile mantenere sotto controllo la propagazione di certe essenze rispetto ad altre a discapito della biodiversit Periodicit Controllo Prestazioni minime Interv
36. superficie necessarie ed efficacia di trattamento sia per il loro inserimento in aree urbane o periurbane o comunque molto a ridosso di insediamenti abitativi Per il trattamento terziario o post trattamento di depuratori esistenti si annoverano invece numerose esperienze con sistemi a flusso superficiale FWS che si configurano spesso come la migliore alternativa quando si ha a che fare con ingenti quantit di acque da trattare con ridotto grado di inquinamento 2 2 1 Sistemi a flusso sommerso 2 2 1 1 HF I sistemi a flusso sommerso orizzontale HF sono costituiti da vasche opportunamente impermeabilizzate che vengono riempite di materiale inerte con granulometria prescelta es ghiaie in cui si fanno sviluppare le radici delle macrofite emergenti comunemente utilizzata la Phragmites australis Il flusso di acqua mantenuto costantemente al di sotto della superficie da uno speciale dispositivo venendo cos a creare un ambiente prevalentemente anossico ricco tuttavia di micrositi aerobici sulle radici delle piante E proprio questa variet delle condizioni redox del sistema a renderlo estremamente elastico versatile ed efficiente a fronte di diverse tipologie di reflui da trattare e di variazioni del contenuto inquinante Pozzetto ingresso F Uscita L gt Pozzetto uscita Figura 3 Rappresentazione schematica di un sistema a flusso sommerso orizzontale Durante il passaggio dei reflui a
37. tale da separare il liquame dal fango Giacinto d acqua Pianta acquatica erbacea appartenente alla famiglia delle Liliacee Nome scientifico Eichornia crassipes Idrofite Piante erbacee acquatiche che al contrario delle elofite non emergono dall acqua Sono suddivise in pleustofite e rizofite vedere voci corrispondenti Ione ion Atomo o gruppo di atomi che ha perduto uno o pi elettroni e quindi ha assunto una carica elettrica positiva catione o ha acquistato uno o pi elettroni assumendo una carica negativa anione Lagunaggio Metodo naturale per depurare le acque inquinate diverso dalla fitodepurazione che utilizza bacini idrici controllati e piante acquatiche come il giacinto d acqua e la lenticchia d acqua Liquame Si veda Scarico Macrofite Piante superiori acquatiche Microfite Microalghe unicellulari Macroinvertebrati Organismi che vivono negli ambienti acquatici in relazione al fondo la cui taglia superiore al millimetro e perci sono sempre visibili ad occhio nudo Medium di riempimento Materiale inerte usato per riempire 1 letti a flusso sommerso degli impianti di fitodepurazione che serve da substrato per la crescita delle piante e dei microrganismi Nicchia ecologica Posizione e ruolo di un tipo di organismo nel suo ambiente Nitrificazione Processo attuato da microrganismi batteri nitrificanti in ambiente aerobico di trasformazione dell ammoniaca
38. 02 Del Bubba M Lepri L Garuti G Masi F Evidence of nitrogen removal by submerged flow constructed wetlands in Italy Conference Proceedings of the IWA 7th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control Orlando pp 253 260 2000 Del Bubba M Checchini L Lepri L Analisi di composti naturali e sintetici modificatori del sistema endocrino in impianti di fitodepurazione gli ottilfenoli polietossilati Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PI pp 182 190 2003 Di Fidio M Architettura del Paesaggio Ed Pirola Milano 1990 EPA Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters Cincinnati 1999 Evans J L Webber D Small constructed wetlands for animal waste treatment in Paper American Society of Agricultural Engineers St Joseph Mich American Society of Agricultural Engineers p 21 Paper presented at the International Summer Meeting sponsored by The American Society of Agricultural Engineers June 19 22 1994 Kansas City Missouri 1994 Garuti G Vertical and horizontal flow reed beds for tourist areas in Italy Personal Communication 2000 Gearhart R A Use of Constructed Wetlands to Treat Domestic Wastewater Water Science and Technology California City of Arcata Vol 26 No 7 8 pp 1625 1637 1992 Ghirardelli E La vita nelle acque Ed UTET Torino 1981 Green M B Upton J Reed Bed Treatment
39. 8 1 ZE 9T 0SS9ISUI oyensqns AS Y gt 0IP 09P N HISART Pego 91 PILAR ewe HIE S gt p Pp 0N ouaumduau eee 009 00 GOd 3 8 U OT zU S7 Uru U W I SO u I OLIBIZIO L zU 07 oO IOPE A 00 0SI 409 98 0 EES R U E 07 ORL UW Duo dod Jed 28101 9 9 e u toy 1007 DA ATMDVINHI 007 ug 9661 DUM 8661 TEZEWIAA 8661 WIU 8661 ALV BRUJA PAI tu3e 91g RI 8999 doy eLgsny BIUCUILII 1 1 IWCIVT DIMENSIONAMENTO SISTEMI A FLUSSO SOMMERSO CON MACROFITE RADICATE HF Diverse sono le possibilit offerte in letteratura sul dimensionamento degli impianti di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale ci dovuto sia alla giovane eta della tecnica di depurazione sia al fatto che per il grande numero di processi che avvengono in tali impianti molti dei quali tuttora dibattuti a livello scientifico per cui molto difficile arrivare ad una modellizzazione matematica esauriente Come mostrato nelle precedenti tavole comparative delle linee guida di svariati paesi europei si arriva spesso a scegliere per il principio precauzionale un dimensionamento basato su un coefficiente di carico per unit di superficie tale da garantire l ottenimento del massimo grado di rimozione degli inquinanti ed elevati parametri di qualit degli effluenti Questo approccio pu essere in linea di massima condiviso per il dimensionamento degli impianti pi semplici ma crea insormontabili pro
40. 9 89 Fosforo totale 42 42 42 Coliformi fecali 99 99 9 99 99 Tabella 21 Rese depurative previste dell impianto di Dozza Imolese BO 8 3 La Collina Codemondo RE 8 3 1 Il problema L impianto di fitodepurazione che serve l azienda agricola La Collina di Codemondo in provincia di Reggio Emilia stato realizzato in un area non servita da rete fognaria pubblica Il refluo trattato di tipo domestico e comprende le acque di scarico delle case aziendali di civile abitazione e della macelleria per un totale di 30 a e Il progetto prevede il riutilizzo dell acqua depurata per finalit irrigue 8 3 2 La soluzione progettuale Il sistema proposto a flusso sommerso verticale di area utile totale 112 m 3 7 m a e Il carico idraulico di progetto stato stimato pari a 6 0 m giorno Come sistema di trattamento primario stata scelta una fossa Imhoff da 8 m il refluo raggiunge quindi un pozzetto di accumulo della capacit di 2 5 m in cui stata installata una pompa sommergibile per l alimentazione del sistema a flusso verticale La vasca di fitodepurazione impermeabilizzata tramite una guaina di PVC stata riempita con sabbia di fiume 0 3 mm e ghiaia 8 16 mm lavate per l altezza totale di 1m Il sistema di alimentazione costituito da tubi in PEAD da un pollice forati 71 Le essenze vegetali utilizzate sono le Phragmites australis Figura 32 Impianto La Collina
41. Acronimi per Subsurface Flow System horizontal Subsurface Flow System vertical Free Water Surface i primi due tipi chiamati anche HF Horizontal Flow e VF Vertical Flow Tipologie applicative dei sistemi di fitodepurazione L espressione Horizontal Flow Constructed Wetland System quindi traducibile con sistema di fitodepurazione a flusso orizzontale 82 Solidi sospesi o Solidi sospesi totali Suspended solids or Total suspended solids SS TSS Particelle solide in sospensione nell acqua sedimentabili Substrato Materiale su cui vive o cresce un organismo Il substrato pu fornire nutrimento all organismo o fungere solo da sostegno Tempo di residenza idraulico HRT Tempo di permanenza dell acqua nell impianto di fitodepurazione Trattamento primario secondario terziario Si veda Depurazione dell acqua Tricamerale Vasca di sedimentazione delle acque di scarico a tre comparti Venturi Fisico italiano che invent il tubo Venturi dispositivo usato per mescolare un liquido con un gas o per misurare le correnti fluide Consiste di due segmenti di tubo troncoconici uniti in modo da formare una strozzatura Nella sezione contratta la velocit del fluido aumenta e quindi la sua pressione diminuisce Dalla bassa pressione creata dalla strozzatura di un tubo Venturi si forma una miscela del liquido con l aria 83 10 BIBLIOGRAFIA e A A V V Guida ai proces
42. Masi F A multistage constructed wetland system for the treatment of wastewater produced by a 3500 pe municipality first year results atti 9 International Conference IWA Specialists Group Wetlands Systems for Water Pollution Control Avignone 27 30 Settembre 2004 Pucci B Conte G Martinuzzi N Giovannelli L Masi F Design and performance of a horizontal flow constructed wetland for treatment of dairy and agricultural wastewater in the Chianti countryside atti della 7 International Conference IWA Specialists Group Wetland Systems for Water Pollution Control Orlando vol 3 pp 1433 1436 2000 Pucci B Giovannelli L Constructed wetland system for an integrated treating and reuse of rural residential wastewater Tuscany Italy atti dell IAWQ International Conference Advanced Wastewater Treatment Recycling and Reuse Milano vol 2 pp 1071 1074 1998 Reed S C Crites R W Mittlebrooks E J Natural systems for waste management and treatment 2nd Ed Mc Graw Hill inc N Y 1995 Martin Regelsberger Aivita Eglite Gerd Wach Gabriele Reichmann Mitterer Klaus Bahlo Fabio Masi Zenonas Strusevicius The SWAMP project obtained results in the five countries Austria Germany Italy Latvia Lithuania atti della 9 International Conference IWA Specialists Group Wetlands Systems for Water Pollution Control Avignone 27 30 Settembre 2004 Romagnolli F Burani P Fitodepurazione i vertica
43. SAPAT LINEE GUIDA PER LA PROGETTAZIONE E GESTIONE DI ZONE UMIDE ARTIFICIALI PER LA DEPURAZIONE DEI REFLUI CIVILI LINEE GUIDA PER LA PROGETTAZIONE E GESTIONE DI ZONE UMIDE ARTIFICIALI PER LA DEPURAZIONE DEI REFLUI CIVILI a cura di Marco Mazzoni Bi Firenze luglio 2005 LINEE GUIDA PER LA PROGETTAZIONE E GESTIONE DI ZONE UMIDE ARTIFICIALI PER LA DEPURAZIONE DEI REFLUI CIVILI Coordinamento Beatrice Pucci Autori Beatrice Pucci Fabio Masi Giulio Conte Nicola Martinuzzi Riccardo Bresciani Si ringraziano Paolo Anella per il supporto tecnico Floriana Romagnolli ed IRIDRA s r l per aver fornito materiale per i casi studio Domenico Musc per la revisione dei testi Ivano Filippini per i disegni e gli schemi tecnici Redazione a cura di Beatrice Pucci Segreteria di redazione Susanna Cavalieri Patrizia Medea Veronica Pistolozzi Angela Podda ARPAT Realizzazione editoriale Litografia I P Firenze luglio 2005 Copertina Simone Bencini Premessa Il Centro Tematico Nazionale Acque Interne e Marino Costiere CTN_AIM sin dalla sua istituzione come Progetto del Sistema delle Agenzie per la protezione dell ambiente costituito da APAT ARPA e APPA si confrontato con le necessit e criticit nazionali conseguenti alla emanazione delle normative quadro per la tutela delle risorse e la loro gestione sostenibile in particolare con il d lgs 152 99 e la direttiva 2000 60 CE Le attivit tecnico scienti
44. a dipendenza dalla temperatura nel dimensionamento di impianti di fitodepurazione le rese depurative degli inquinanti il cui abbattimento considerato dipendente da Ty sono superiori a temperature maggiori molte volte quindi lo scenario pi critico da valutare risulta essere quello invernale Per la rimozione dei solidi sospesi gli autori avanzano la formula seguente proponendo una soglia di fondo di 6 mg l C C 0 1058 0 0011 HLR dove HLR Coefficiente di carico idraulico in cm giorno Ce Concentrazione di SST nell effluente fissata in base all obiettivo depurativo in mg l Ci Concentrazione di SST in entrata all impianto dopo eventuale trattamento primario in mg l 29 In realt la dipendenza del rapporto delle concentrazioni da HLR molto debole quindi la formula non appare molto significativa ai fini del dimensionamento su tale parametro pu comunque essere usata come formula di controllo Per quanto riguarda i patogeni Reed osserva che i meccanismi di rimozione sono piuttosto simili a quelli che avvengono negli stagni di stabilizzazione e propone la stessa formula tale assunzione in realt difficile da giudicare correttamente ma mostra una tendenza conservativa rispetto a quanto realmente avviene secondo 1 dati sperimentali soprattutto alle basse temperature In generale comunque 1 dati sperimentali relativi alla carica batterica e virale relativi alle vasche di fitodepurazione
45. a numerosi fattori quali obiettivi depurativi morfologia dell area di intervento natura del refluo etc Le soluzioni possibili sono quindi molteplici alcune di queste sono di seguito descritte e rappresentate 1 Sistema di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale le vasche sono state disposte su due linee in parallelo per facilitare le operazioni di manutenzione ottimale per utenze medie quando si vuole ottenere alti abbattimenti di carico organico solidi sospesi e carica batterica ma non richiesto un abbattimento spinto delle sostanze azotate 22 Trattamento preliminare grigliatura automatica Trattamento primario P ozzetto ripartitore Figura 10 Schema impianto di fitodepurazione HF 2 Sistema di fitodepurazione a flusso sommerso verticale provvisto di vasca di equalizzazione ottimale per interventi su piccole utenze turistiche con presenze oscillanti quando richiesta una efficace riduzione dell azoto ammoniacale oltre al carico organico e solidi sospesi oppure per i climi rigidi quando i processi biologici tipici dei sistemi a flusso orizzontale sono fortemente rallentati SE Sistema SFS v pozzetto di ispezione primaria SERBATOI O di ACCUMULO out Sitema di pompaggio Figura 11 Schema impianto di fitodepurazione VF 3 Sistema di fitodepurazione ibrido costituito da un sistema a flusso sommerso verticale articolato su due vasche alimentate in m
46. and systems for the treatment of urban runoff Wat Sci Tech 35 5 pp 19 25 1997 Shutes R B E Revitt D M Lagerberg I M and Barraud V C E The design of vegetative constructed wetlands for the treatment of highway runoff Sci Tot Env 235 pp 189 197 1999 Sloop G M Kozub D D Liehr S K Use of constructed wetlands for treating high ammonia nitrogen landfill leachate Preprints of 5 International Conference on Wetlands Systems for Water Pollution Control Vienna IAWQ ed vol 2 XII 2 1996 Staubitz W W Surface J M Steenhuis T S et al Potential use of constructed wetlands to treat landfill leachate in Constructed Wetlands for Wastewater Treatment Hammer D A Ed Lewis Publisher London pp 735 743 1989 Steiner G R Combs D W Small Constructed Wetlands Systems for domestic wastewater treatment in Constructed Wetlands for Water Quality Improvement Moshiri G A Ed Lewis Publisher London pp 491 498 1993 87 Surface J M Peverly J H Steenhuis T S Sanford W E Effect of season substrate composition and plant growth on landfill leachate treatment in a constructed wetland in Constructed Wetlands for Water Quality Improvement Moshiri G A Ed Lewis Publisher London pp 461 473 1993 Tanner C Treatment of dairy farm wastewaters in horizontal and up flow gravel bed constructed wetlands in Wetlands Downunder Wetland systems in water pollution control
47. ati per anno o E Lo n o o o o o o o o o o o o o o o o o o s E E aq 2001 2002 CANTIERI Figura 22 Numero di impianti di fitodepurazione realizzati annualmente dal 1993 al 2002 HF 61 VF Oth ROW i RA 6 1 m War BUFFERZONES Po ES HF VF FWS a 10 3 S Figura 23 Diffusione delle diverse tipologie di impianti di fitodepurazione in Italia In Figura 23 sono riportate le diverse tipologie di impianti realizzate da sole o combinate tra loro La tipologia pi utilizzata il sistema a flusso sommerso orizzontale HF con pi di 100 impianti operativi tale sistema spesso preferito per la sua maggiore semplicit nella realizzazione e nella gestione rispetto agli altri sistemi Purtroppo stato possibile reperire dati di monitoraggio di solamente 16 di essi quindi la discussione dei risultati presentati in questa sede si riferisce ad una piccola frazione del totale circa 9 Tuttavia su molti degli altri impianti sono state effettuate analisi sporadiche che comunque risultano nella maggioranza dei casi in buon accordo con le rese di rimozione valutate sugli impianti pilota realizzati e studiati estensivamente da universit ed organizzazioni di ricerca pubbliche e private e sui 16 impianti in scala reale Anche per i sistemi a flusso sommerso verticale VF sui 23 impianti operativi esistenti solo 5 sono stati regolarmente monitorati La maggioranza dei sis
48. azione dei vari settori una centralina digitale permette di controllare i tempi di apertura e chiusura delle valvole Figura 28 Impianto di Dicomano particolare della vasca VF in fase di avvio dell impianto Il sistema a flusso libero formato da bacini a profondit variabile da 0 a 1 1 m collegati fra loro mediante canali piccoli gradini e stramazzi realizzati in legname e pietrame All interno del sistema sono stati inseriti alcuni comparti a flusso sommerso orizzontale in modo da creare una maggiore alternanza di zone aerobiche ed anaerobiche Questo stadio impermeabilizzato con argilla e con capacit d accumulo di oltre 1000 m stato concepito in modo da creare opportuni habitat per l inserimento di numerose specie di alofite e idrofite ed ottenere cos un elevato grado di biodiversit 68 Figura 29 Impianto di Dicomano panoramica del FWS 8 1 3 Le rese depurative Le previsioni depurative sono state fatte sulla base del modello di Reed Crites amp Middlebrooks basato su una cinetica di primo ordine per quegli inquinanti che vengono principalmente rimossi dai processi microbiologici BOD NH4 e NOs Parametro Cin mg l Cout mg l T 6 C T 14 C T 20 C BOD 140 36 21 11 COD 280 72 42 22 TKN 35 14 12 11 N NO 0 1 13 9 4 Ptot 7 4 4 4 SST 200 6 6 6 Coliformi fecali 10 10 5 10 10 Tabella 20 Stima delle concentrazioni in ingresso e uscita dall impianto di trattamento secondo il modello
49. biofilm batterico che facilita la decomposizione delle sostanze organiche e la trasformazione dei nutrienti Tojimbara 1986 e favorire i tempi di residenza idraulica e quindi i processi di abbattimento degli inquinanti e favorire l instaurarsi di habitat naturali differenziati tali da incrementare la presenza di specie faunistiche micro e macrofauna e contribuire direttamente all abbattimento della carica microbica emissione radicale di sostanze battericide e dei nutrienti assorbimento di nitrati e fosfati Brix 1994 Vretare 2000 e controllo dello sviluppo algale e creare paesaggio 48 TRASLOCAZIONE DI OSSIGENO ALLE RADICI acqua O2 zona ossidata ingrandito rizoma blo pelo radicale I DIET zona ridotta rizosfera suolo ossidata aerobico Figura 20 Meccanismi di distribuzione dell ossigeno a livello radicale in alcune piante elofite 5 1 2 Criteri di scelta delle piante Nella scelta e nella distribuzione delle piante acquatiche in un sistema di fitodepurazione necessario considerare i seguenti aspetti distribuzione geografica preferendo specie autoctone o spontanee nel nostro paese e meglio ancora dell area d intervento caratteristiche climatiche e di habitat profondit dell acqua esposizione alla radiazione luminosa etc caratteristiche funzionali ossigenanti nitrofile etc potenziale di radicamento di crescita e di resistenza rep
50. blemi quando si vogliono dimensionare sistemi pi complessi come ad esempio i sistemi multistadio in cui ogni singolo stadio dell impianto deve raggiungere obiettivi parziali e non un trattamento completo come se fossero a se stanti I modelli matematici riportati in seguito basati sulle cinetiche di rimozione dei principali inquinanti e sull utilizzo di coefficienti semiempirici ricavati dal monitoraggio di un ampio numero di impianti esistenti database nordamericano NADB database inglese WRc database danese etc approssimano sostanzialmente i sistemi HF a sistemi plug flow a biomassa adesa Non vengono quindi considerate le componenti dispersive che giocano invece spesso un ruolo considerevole nei meccanismi di rimozione ma si pu comunque ritenere lecita l approssimazione ad una cinetica di primo ordine considerandola come un approccio conservativo Metodo di Kadlec amp Knight 1996 Kadlec e Knight prevedono un decadimento del primo ordine e un modello plug flow per tutti gli inquinanti BOD Solidi Sospesi Totali SST Fosforo Totale TP Azoto ammoniacale NHu N Azoto Nitrico NOz3 N Coliformi Fecali FC Il modello risulta essere quasi del tutto indipendente dalla temperatura solo per le specie azotate prevista una certa dipendenza questa assunzione un po troppo forte se si considera che i processi biologici hanno una forte dipendenza dalla temperatura In realt quella che interessa la temperat
51. bor London Tokio Lewis publishers pp 391 398 1994 e Brix H Use of subsurface flow constructed wetlands for wastewater treatment an overview in Ramadori R Cingolani L and Cameroni L eds Natural and constructed wetlands for wastewater treatment and reuse Experiences goals and limits Preprint of the international seminar 26 28 Oct 1995 Perugia Italy 1995 e Brix H Design Criteria for a two stage constructed wetland Preprints of Proceedings of the 5th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control IX 6 15 19 Sept 1996 Vienna Austria e Brix H Danish Guidelines for small constructed wetland systems Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PD pp 109 117 2003 e Brix H Arias C A Johansen N H Fors g med rensning af spildevand i det bne land i beplantede filteranleg kologisk byfornyelse og spildevandsrensning 2003 e Bul T Zupancic M Vrhovsek D CW experiences in Slovenia development and application Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PI pp 90 105 2003 e Camuccio P amp Barattin B La fitodepurazione manuale tecnico divulgativo Provincia di Treviso 2001 e Chiapella P Cortemiglia C Garuti G Esperienze di fitodisidratazione dei fanghi di depurazione di un azienda vinicola L Ambiente Novembre Dicembre n 5 pp 30 34 2003 84 Ciu
52. ca Ce Concentrazione dell inquinante nell effluente fissata in base all obiettivo depurativo in mg l C Concentrazione dell inquinante in entrata all impianto dopo eventuale trattamento primario in mg l t tempo di ritenzione idraulica in giorni TAT oo iti Kr K TA wT costante cinetica alla temperatura Tw in giorni Or coefficiente di temperatura per la costante cinetica Kk costante cinetica alla temperatura di riferimento in giorni Tw temperatura del refluo nella zona umida in C Tg temperatura di riferimento in C n porosit espressa come frazione y profondit media della zona umida Q carico idraulico medio giornaliero in m giorno Quindi la superficie richiesta dal trattamento pu esser ricavata da A Q In 2 K yen C e Gli autori propongono i valori di Tabella 6 per i coefficienti in gioco a seconda dell inquinante considerato Se 1 lt T lt 10 Parametro BOD NH N Tr 20 10 C residua 6 0 20 Kr Kio Or 1 15 Se T gt 10 Parametro BOD NH N NOsN FC TR 20 20 20 2 C residua 6 0 20 0 20 Kr 1 104 Kan 1 000 2 6 Or 1 06 1 048 1 15 1 19 Tabella 6 Valori dei parametri riportati da Reed Crites amp Middlebrooks Kyu la costante cinetica di nitrificazione e dipende dalla percentuale occupata dalle radici dell altezza del letto rz K yg 0 01854 0 3922 12 277 Kio si ottiene da Kio K yg 1 048 9 Il metodo considera l
53. cale considerando un coefficiente di aerazione superficiale pari a 30 grammi di O per m di superficie Brix 1998 e si fissa la sua altezza pari ad 0 9 m data quindi la conoscenza del fabbisogno di ossigeno e del coefficiente di aerazione superficiale si ricava una superficie poi aumentata del 25 come fattore cautelativo D D aa O ypas Ka Ka 31 In riferimento alle Linee Guida tedesche per la realizzazione di sistemi verticali per utenze civili ATV 1997 si richiede il valore di 50 g m die per il carico organico in ingresso al sistema espresso come COD Platzer 2000 ha proposto la seguente formula per la verifica del bilancio dell ossigeno nel sistema dove OI d OI c OD gt 0 gr g OI d g O giorno ossigeno fornito al sistema VF per diffusione 1 g O h m x Area letto x 24 h 1 5 h x numero di volte che il letto viene alimentato OI c g Oy giorno ossigeno fornito al sistema VF per convezione 0 3 g O IW X Qmedia X 1000 UCNE OD fabbisogno di ossigeno 0 85 x BODin BODou g die 4 3 x TKNin TKNow g die 0 1 x 2 9 x TKNin TKNow g die eo eo che Nella seguente Tabella 8 sono riportate delle indicazioni su tipologie e superfici utili richieste per il trattamento secondario di liquami civili basate sulle metodiche di dimensionamento ritenute pi adeguate a livello scientifico internazionale e precedentemente descritte in funzione degli obie
54. colare nuove costanti cinetiche di processo necessarie per comprendere le dinamiche di funzionamento indispensabili per la creazione di modelli previsionali attendibili evitando in questo modo il ricorso ai modelli americani o europei Brix 1996 Reed 1995 Kadlec 1996 Cooper 1993 che porta in genere ad una sovrastima delle dimensioni d impianto necessarie alle nostre latitudini o per l ottenimento di diversi obiettivi depurativi La sezione italiana del gruppo specialistico macrofite dell IWA sta raccogliendo da anni informazioni dettagli tecnici e dati di monitoraggio sugli impianti di fitodepurazione realizzati e sui trattamenti di depurazione naturale in genere creando una prima raccolta nazionale consistente in circa 170 impianti operativi certi rispondenti a quelle caratteristiche tecniche comunemente accettate dal mondo scientifico internazionale Tale censimento non ha sicuramente un carattere esaustivo n risulta particolarmente difficile l aggiornamento in questi ultimi anni in cui la fitodepurazione ha mostrato una sempre crescente applicazione ma al momento l unico strumento disponibile e costituisce l investigazione di maggior dettaglio tecnico finora elaborata a livello nazionale Considerando l alto numero di impianti per case singole di cui si sono avute segnalazioni ma su cui non si sono potute verificare le specifiche progettuali le modalit operative ed i rendimenti si pu ragionevolmente considerar
55. coli esistenti 52 6 2 gt Ihsermmento passaggio AA o ES i 52 62 1 Paesaggio urbano inserimento della depurazione naturale come elemento di a A as h a as ss 53 6 2 2 Architettura ecologica e depurazione naturale 53 GESTIONE ia ne SS ahi ee e 55 17 2 Trattamenti Pra aiii iia 56 7 3 Letti a Flusso Sommerso Orizzontale ii 57 7 4 Letti a Flusso Sommerso Verticale cocinas sla 58 Ls Letta Flusso Libers illa A lisi io ei 59 SITUAZIONE IN ITALIA E CASI STUDIO 60 8 1 L impianto di fitodepurazione per reflui urbani di Dicomano El 66 Gil Jeremiah ia 66 8 1 2 Lasoluzione progettuale nt A AEG 67 3 1 3 Lerese ee laici 69 82 L impianto di fitodepurazione per reflui urbani di Dozza Imolese Bo 69 8 21 Problema Sasan u er ASS NA SS Sani A nas 69 8 2 2 Lasoluzione progettuale s nan Ad ae ba 70 A Ee EE 71 8 3 La Collina Codemondo RE a a a T a N 71 Sook Mproblema A A idee a RD 71 pe AS EA Menen 71 8 3 3 Leres depurar henna 12 84 Firenze Hotel Relais Cemos sino 72 6 Ibproblemarn sia 72 64 2 Lascluzione progettuals ii di ged 73 SAS MES TESS depurado 75 8 5 Scandicci FI Azienda agrituristica Baggiolino 75 Sl Mprobli
56. da un sistema a flusso sommerso verticale da un altro sistema a flusso sommerso orizzontale e da un sistema a flusso libero l ulteriore stadio a flusso sommerso orizzontale svolge la denitrificazione del refluo mentre lo stadio a flusso libero finale oltre a completare la rimozione delle sostanze azotate affina ulteriormente l abbattimento della carica microbiologica Pre tratt Sedimentazione IN gt gt O gt Figura 14 Schema impianto di fitodepurazione misti HF VF HF FWS 24 6 Sistema di fitodepurazione con obiettivi di riutilizzo dell acqua depurata le acque nere e grigie vengono trattate separatamente le acque grigie caratterizzate da una maggiore biodegradabilit e da un minore contenuto di carica microbiologica possono essere riutilizzate per diversi usi meno nobili come per le cassette di risciacquo dei WC l irrigazione di giardini e aree a verde il lavaggio dell auto o di pavimenti Imhoff Pozzetto Sistema SFS h Pozzetto ACQUE NERE IO out FIUSO ACQUE r GRIGIE Degrassatore Pozzetto Sistema SFS h Pozzetto Figura 15 Schema impianto di fitodepurazione con obiettivo di riutilizzo dell acqua depurata Vale comunque la pena sottolineare che in qualunque degli schemi proposti se il dimensionamento sufficiente si possono ottenere acque le cui caratteristiche sono tali da poter essere riutilizzate La finalit del riutilizzo impone ad oggi ved
57. di Codemondo RE 8 3 3 Le rese depurative x L effluente dell impianto stato analizzato nel 1998 con un campionamento puntuale dall ARPA Emilia Romagna Dipartimento di Reggio Emilia subito dopo l avviamento Visti gli ottimi rendimenti l ARPA Emilia Romagna in collaborazione con l Universit di Modena ha pianificato un monitoraggio sistematico dell impianto per testarne la funzionalit lungo il corso dell anno e soprattutto negli anni successivi all avviamento La seconda fase di monitoraggio svolta del laureando in Scienze Naturali Paolo Burani iniziata nell ottobre 2000 ed terminata nell ottobre 2003 Fino ad oggi sono stati raccolti 26 campioni di cui si riportano 1 risultati nella Tabella 22 pH SST BODS COD Ptot NH4 NO3 NO Colifecali E coli in 7 1 92 15 135 0 281 52 8 0 63 2 4 3 1 9 12 252 400 8 996 400 out 75 14 5 2 6 20 0 30 22 364 0 1 504 68 719 2 rimozione 84 98 93 63 97 99 9 99 9 99 9 Tabella 22 Rendimenti di depurazione dell impianto di fitodepurazione La Collina di Reggio Emilia Sono riportate le medie in ingresso in e in uscita out e la percentuale di rimozione L impianto ha dato ottimi risultati per tutti i parametri chimici e microbiologici analizzati come mostrato nella precedente tabella i rendimenti di depurazione calcolati sulla media dei 26 campioni prelevati in ingresso e in uscita sono eccellenti soprattutto per la rimozione di materia organica solidi
58. di nutrienti pu consistere nell adozione di zone umide costruite o ricostruite La zona umida sperimentale di Castelnuovo Bariano Rovigo una zona umida a flusso libero superficiale FWS ricostruita in un area riparia del fiume Po a circa 100 Km dalla foce il cui principale obiettivo verificare la potenzialit delle zone umide in termini di rimozione dei nutrienti dalle acque del fiume la parte sperimentale attualmente svolta dall Universit di Padova ed focalizzata sulla stima della rimozione degli inquinanti Dal Cin ed altri 2001 Interventi di fitodepurazione possono inoltre migliorare la capacit autodepurativa dei corsi d acqua l inserimento di zone umide ovvero di zone a flusso lento delle acque ottenuto con sezioni sufficientemente larghe unitamente alla creazione di meandri e di tratti a bassa profondit della colonna d acqua 0 2 0 5 metri favoriscono tutto l insieme dei meccanismi biologici chimici e fisici di rimozione degli inquinanti Tali interventi possono avvenire direttamente in alveo oppure fuori alveo derivando una quota parte della portata del fiume e restituendola pi a valle Viene infatti a svilupparsi 18 un ecosistema complesso in cui i fenomeni sopraccitati trovano un ambiente ideale per la loro massima efficacia La fitodepurazione costituisce infine un allettante soluzione per il trattamento dei fanghi di supero provenienti dagli impianti di tipo biologico convenziona
59. dizioni favorevoli al loro sviluppo Le microfite pi frequenti che possiamo incontrare appartengono alla famiglia delle Cloroficee es Chara Chlorella Scenedesmus etc delle Cianoficee es Spirulina e delle Diatomee Dunaliella Camuccio amp Barattin 2001 Nei sistemi di fitodepurazione a flusso sommerso si impiegano piante elofite fra cui la pi utilizzata a livello europeo la Phragmites australis Tabella 11 NOME SCIENTIFICO NOME COMUNE Phragmites australis o communis Cannuccia di Palude E Tabella 11 Macrofite radicate emergenti Elofite utilizzate per i sistemi a flusso sommerso Nei sistemi a flusso libero in cui la profondit dell acqua cambia ed in funzione di questa si hanno microhabitat diversi si possono utilizzare un numero maggiore di essenze vegetali appartenenti sia al gruppo delle elofite che al gruppo delle idrofite 47 ELOFITE HYDROFITE NOME SCIENTIFICO NOME SCIENTIFICO Phragmites australis o communis Typha latifolia RIZOFITE SOMMERSE Typha minima Myriophyllum spicatum illefoglie d acqua Typha angustifolia Potamogeton natans ngua d acqua F NOME COMUNE Schoenoplectus lacustris Potamogeton crispus ngua d acqua crespa uncus spp Ceratophyllum demersum 2 D este d acqua EJE Ss Caltha palustris Carex fusca RIZOFITE FLOTTANTI Carex hirta Carex elata Nymphaea alba ris pseudacorus Nymphaea rustica Epatorium cannabium Ninfea comune carfano Ninfea rosa Nannufe
60. dotti rispetto ad altri sistemi depurativi Tali Linee Guida sulla fitodepurazione sono riferite a liquami di natura civile o ad essi assimilabili e in special modo a sistemi di trattamento secondario ma i sistemi di depurazione naturali delle acque reflue possono essere applicati a tipologie di reflui molto differenziati tra loro come indicato nella Tabella 2 sia come trattamenti secondari che terziari post trattamenti 15 Tabella 2 Campi di applicazione dei sistemi di fitodepurazione I trattamenti terziari sono generalmente applicati a reflui precedentemente depurati con impianti di tipo chimico fisico e o impianti ad ossidazione impianti a fanghi attivi impianti a biodischi etc le cui caratteristiche non soddisfano i limiti imposti dalla normativa italiana ed europea Infatti i loro principali obiettivi sono e abbattimento dell Azoto e abbattimento di sostanze organiche che hanno tempi di biodegradabilit lenti e necessitano quindi di tempi di ritenzione pi lunghi abbattimento del Fosforo abbattimento di metalli pesanti assicurare un azione di tampone a eventuali malfunzionamenti degli impianti tecnologici affinare la qualit microbiologica e chimica dei reflui Se poi si tiene conto delle reali difficolt operativo gestionali dei tradizionali impianti di depurazione dovute alle variazioni spesso consistenti dei carichi idraulici e organici che si verificano durante i periodi di intense pr
61. ds Tecnology and Applications Vol 33 N 7 Editors D D Mara H W Pearson and S A Silva 1996 Masi F Martinuzzi N Loiselle S Peruzzi P Bacci M The tertiary treatment pilot plant of Publisher Spa Florence Tuscany a multistage experience Water Science amp Technology vol 40 n 3 pp 195 202 1999 Masi F Il quadro italiano della fitodepurazione in Lezioni di Architettura Bioclimatica Collana Manuali n 53 Alinea Ed Firenze pp 201 207 2000 Masi F Bendoricchio G Conte G Garuti G Innocenti A Franco D Pietrelli L Pineschi G Pucci B Romagnolli F Constructed wetlands for wastewater treatment in Italy State of the art and obtained results Conference Proceedings of the IWA 7th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control Orlando pp 979 985 2000 Masi et al Winery High Organic Content Wastewaters Treated By Constructed Wetlands In Mediterranean Climate Atti del 8th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control International Water Association Arusha Tanzania pp 274 283 2002 Masi F Indagine preliminare sui rendimenti degli impianti italiani di fitodepurazione per fonti di inquinamento puntuale Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PD pp 90 105 2003 Masotti L Depurazione delle acque tecniche ed impianti per il trattamento delle acque di rifiuto Calderi
62. e nel migliore dei casi inviate agli impianti di depurazione per rimuovere inquinanti e fertilizzanti Non c riuso n d acqua n di fertilizzanti pertanto c un forte rischio di contaminazione nel caso si verifichi un qualsiasi problema nella rete fognaria molto estesa o nel depuratore L ecological sanitation punta invece a riusare il pi possibile l acqua ed i fertilizzanti contenuti nelle acque di scarico a tal fine tiene separate le acque grigie meno pericolose perch non contaminate da patogeni e pi facili da depurare da quelle nere le prime possono essere riusate in molti modi anche all interno delle abitazioni scarichi WC lavaggio abiti e superfici interne ed esterne innaffiamento le seconde le acque nere invece che contengono nutrienti preziosi per l agricoltura vengono riusate per l irrigazione dopo aver eliminato i patogeni Per il trattamento sia delle une che delle altre si tende a ricorrere alle tecniche di fitodepurazione con bassi costi di gestione che permettono una maggiore elasticit e sono utilizzabili in modo decentrato catena alimentare sanitari convenzionali alto consumo idrico scarichi non depurati trattamenti appropriati deg riutilizzo acque recupero nutrienti disinfezione utilizzo o infiltrazione delle acque meteoriche lepurazione tradizionali Figura 1 Sanitation convenzionale e sustainable sanitation da Ecosan modificat
63. e soprattutto negli impianti di taglia pi piccola a e lt 200 oppure dotata di meccanismi di automazione consentendo la raccolta del materiale grigliato tramite appositi pettini pulitori e nastri trasportatori Sempre nel caso di fognatura di tipo misto si dovr prevedere uno scolmatore delle acque di pioggia possibilmente dopo il comparto di grigliatura in modo che la portata addotta all impianto non dovr superare la portata massima prevista nel sedimentatore Il trattamento primario deve essere tale da permettere la rimozione di almeno il 60 dei solidi sospesi sedimentabili ed a questo scopo sono comunemente utilizzate vasche settiche tipo Imhoff vasche settiche tricamerali fino alle comuni vasche di sedimentazione primaria Le vasche settiche tricamerali sono particolarmente efficienti come trattamento primario di impianti di fitodepurazione se si garantiscono adeguati tempi di detenzione del liquame Il loro volume utile pu variare da 0 3 a 0 5 m per La vasca suddivisa in tre camere distinte collegate idraulicamente in serie e per evitare numerosi svuotamenti consigliabile che la prima vasca abbia un volume almeno doppio delle altre due Le vasche settiche tipo Imhoff rappresentano un valido sistema di trattamento primario dei reflui tecnicamente tali fosse sono unit in cui vengono associate le funzioni di separazione dei solidi sedimentabili sedimentazione primaria e di digestione anaerobica dei fanghi separati ne
64. e acque reflue civili sia come secondari che come terziari Allo stato attuale dato lo sviluppo e il buon funzionamento dei sistemi a flusso sommerso da consigliarne l uso limitatamente al trattamento terziario sia a valle di impianti di fitodepurazione a flusso sommerso che a valle di impianti a fanghi attivi il loro utilizzo come trattamenti secondari ha infatti diversi svantaggi tra i quali la maggiore richiesta di superfici la possibilit di sviluppo di cattivi odori la bassa capacit di nitrificazione e l accumulo di solidi sospesi sedimentabili sul fondo con conseguente diminuzione dei tempi di ritenzione idraulica e dei rendimenti depurativi Nel caso di utilizzo dei sistemi a flusso libero come post trattamento di impianti a fanghi attivi consigliabile avere in ingresso una zona di sedimentazione per tamponare eventuali fughe di fanghi dalla vasca di sedimentazione secondaria e creare delle zone di filtrazione dell effluente realizzando dei tratti a flusso sommerso con medium di riempimento molto piccolo in cui sono fatte radicare macrofite emergenti L utilizzo di sistemi a flusso libero come stadio di trattamento finale pu avere uno o pi obiettivi diversi dai quali dipendono anche alcune scelte di design completamento della denitrificazione disinfezione finale ossigenazione del refluo prima della sua restituzione all ambiente filtrazione per la rimozione dei solidi sospesi residui adsorbimento
65. e gli interstizi Il medium di riempimento pu essere costituito unicamente da sabbia oppure pu prevedere la disposizione di pi strati di inerti di granulometria diversa i processi depurativi sono in ogni modo da considerarsi a carico dello strato di sabbia mentre le altre granulometrie pi grossolane hanno prevalentemente una funzione di miglioramento di alcuni aspetti puramente meccanici In superficie consigliabile ad esempio disporre uno strato di ghiaia con uno spessore minimo di 10 cm e comunque dipendente dal sistema di alimentazione scelto a granulometria medio fine per ottenere una pi efficace distribuzione del refluo su tutto lo strato di sabbia sottostante sul fondo importante invece prevedere uno strato di almeno 15 cm di ghiaia grossolana 25 50 mm per evitare che i grani di sabbia otturino il sistema di drenaggio Lo strato di sabbia non deve essere inferiore ai 30 cm e dovr essere ad una profondit tale da permettere al suo interno lo sviluppo delle radici dell essenza vegetale prescelta Di seguito si riportano le 38 curve granulometriche consigliate nelle Linee Guida tedesche e danesi relative alla sabbia nei sistemi a flusso sommerso verticale frutto dell esperienza e dei dati analitici accumulati nei molti anni di utilizzo di questi sistemi nei paesi d origine mentre in Italia i dati a disposizione sui sistemi a flusso sommerso verticale sono ancora troppo pochi per dare indicazioni p
66. e stessa La fitodepurazione possiede caratteristiche estremamente positive anche per il trattamento dei percolati come ad esempio 1 la grande efficacia nell abbattimento del carico organico compresi gli organici recalcitranti alla degradazione in virt delle numerose specie microbiche normalmente presenti in questi sistemi 2 la buona rimozione dei metalli pesanti esistono numerose applicazioni della fitodepurazione sulle acque di lavorazione delle miniere 3 le grandi capacit di nitrificazione denitrificazione con conseguente abbattimento delle elevate concentrazioni di ione ammonio Un ulteriore ma non trascurabile vantaggio consiste nella grande diminuzione di volume del liquido in alcuni casi si potrebbe pensare in fase progettuale alla totale eliminazione dei reflui causata dalla azione evapotraspirativa delle essenze vegetali dunque un eventuale ulteriore smaltimento dell effluente dal trattamento di fitodepurazione avrebbe costi estremamente ridotti L utilizzo di queste biotecnologie a basso impatto ambientale con bassi costi di realizzazione e gestionali e buone rese di trattamento sta prendendo sempre pi campo a livello internazionale Mulamoottil ed altri 1999 Bulc ed altri 2003 Staubitz ed altri 1989 Surface ed altri 1993 Trautmann 1989 ed altri Il problema dell inquinamento diffuso urbano ormai ampiamente riconosciuto sia a livello nazionale che internazionale le reti fognarie
67. e un numero di impianti maggiore di 300 unit I dati raccolti sono localizzazione tipologia di acque trattate parametri di processo e di design e quando disponibili risultati del trattamento 60 Come si pu notare dalla rappresentazione grafica in Figura 21 della distribuzione territoriale degli impianti ad oggi realizzati la maggior parte dei sistemi sono concentrati nel Centro e nel Nord Italia Il 75 dei 172 sistemi censiti infatti distribuito fra Toscana Veneto ed Emilia Romagna regioni in cui le autorit locali si sono mostrate maggiormente recettive all accettazione di questi impianti gi da svariati anni N Impianti Fitodepurazione H 18273 3 Mi1a18 1 E 7211 1 F 5a 7 3 3a 5 2 2 2 2a 3 2 la 2 2 BRIA de ds pe ie A gt Sicilia bw 3 gt Figura 21 Distribuzione geografica degli impianti di fitodepurazione in Italia Masi 2002 La Figura 22 sottolinea il crescente sviluppo dell applicazione dei sistemi di depurazione naturale nel nostro paese tutti gli impianti realizzati nel periodo 1985 1993 sono stati accorpati nell anno 1993 Dall osservazione di questo trend di crescita ci si pu aspettare un incremento di realizzazioni quasi esponenziale in special modo andando a considerare l applicazione di questi sistemi per il trattamento di case isolate piccoli medi impianti 61 Impianti di fitodepurazione realizz
68. ecipitazioni e di flussi turistici si comprende come i trattamenti terziari possano giocare un ruolo di aree tampone capaci di minimizzare ammortizzare gli effetti negativi riduzione rese depurative indotti da questi fattori Le esperienze su scarichi domestici e civili di cui si dispone di informazioni sui rendimenti sono ormai numerosissime a livello internazionale EPA 2001 WRc 1996 Vymazal ed altri 1998 Rustige 2003 anche in Italia la diffusione di impianti di fitodepurazione si prevalentemente indirizzata verso il trattamento secondario e terziario di tale tipo di scarichi Masi 2003 Conte ed altri 2003 per cui si hanno a disposizione un certo numero di dati di analisi e di esperienze accumulate tali da rendere possibile la redazione di queste Linee Guida La maggioranza degli impianti realizzati del tipo a flusso sommerso orizzontale ma si pu contare anche su alcune esperienze di sistemi a flusso verticale se per i sistemi a flusso sommerso orizzontale l esperienza italiana alla base della determinazione di standard qualitativi e realizzativi per i sistemi a flusso verticale e per i sistemi a flusso libero si devono tenere maggiormente in considerazione le linee guida prodotte al riguardo in altri paesi ATV 1998 Brix ed altri 2003 New South Wales 1998 EC 2001 EPA 2001 16 Negli ultimi anni si registra inoltre una crescente diffusione di sistemi di fitodepurazione a flusso sommerso per il trat
69. educative e ricreative Mitsch amp Gosselink 1986 Sather ed altri 1990 Whigham amp Brinson 1990 Volendo considerare le zone umide naturali come sistemi depurativi si deve considerare l estrema variabilit delle loro componenti funzionali che rende virtualmente impossibile la previsione delle conseguenze dell apporto di acque inquinate e la traslazione dei risultati da una zona geografica all altra Su queste basi si sono dunque sviluppate a partire dalla met degli anni 70 svariate esperienze di utilizzo pianificato e ben controllato del potere autodepurativo di alcune zone umide naturali per il raggiungimento di precisi obiettivi di qualit delle acque e soprattutto di ricostruzione o creazione di sistemi umidi studiati proprio per il trattamento di acque reflue La tendenza infatti stata quella di preservare le aree naturali esistenti e di progettare e costruire apposite aree umide artificiali per il trattamento depurativo Le aree umide artificiali offrono infatti un maggior grado di controllo permettendo una precisa valutazione della loro efficacia sulla base della conoscenza della natura del substrato delle tipologie vegetali e dei percorsi idraulici Oltre a ci le zone umide artificiali offrono vantaggi addizionali rispetto a quelle naturali come ad esempio la scelta del sito la flessibilit nelle scelte di dimensionamento e nelle geometrie e pi importante di tutto il controllo dei flussi id
70. egetali di varie dimensioni o livelli di crescita Con la prima modalit si hanno tempi pi lunghi di crescita delle piante e di conseguenza un periodo pi ampio per avere una completa ed uniforme copertura del sistema Per questi motivi generalmente consigliabile adottare le altre modalit 50 dz x A dia DR a 2 r FA 2 Per i sistemi a flusso sommerso si consiglia una densit di piantumazione pari a 4 unita m mentre per i sistemi a flusso libero si deve tenere presente le esigenze ecologiche delle essenze utilizzate In generale il periodo ottimale per la piantumazione la primavera e sono sconsigliati invece i mesi invernali soprattutto se molto freddi ed i mesi estivi in particolare luglio ed agosto 51 6 INSERIMENTO AMBIENTALE 6 1 Compatibilit con i vincoli esistenti Le aree in cui si realizza un impianto di fitodepurazione possono essere soggette a vincoli di vario genere fra cui 1 pi frequenti sono il vincolo idrogeologico e il vincolo paesaggistico Ad ogni modo la realizzazione di un impianto di fitodepurazione compatibile con i vincoli comunemente presenti sul territorio italiano e con le relative normative e regolamenti Di solito la realizzazione di un impianto di fitodepurazione non interferisce con lo spirito di tutela del vincolo anzi spesso contribuisce ad una riqualificazione paesaggistica e ambientale dell area In generale si dovranno prevedere una serie di accorgimenti connessi c
71. enti di manutenzione Trimestrale Crescita delle Corretto insediamento delle Eseguire nuovamente la piantumazione se la stagione piante specie immesse lo consente Assenza di malattie delle piante o danni provocati da insetti o animali Presenza di piante Assenza di piante infestanti Durante i primi due anni utile rimuovere le piante infestanti infestanti L operazione non sar pi necessaria quando le piante prescelte saranno predominanti Sponde di La sponda non deve presentare Risistemazione delle sponde contenimento cedimenti Sistema di Il deflusso non deve essere Risagomatura e pulizia delle zone di immissione del alimentazione ostacolato refluo Pozzetto drenante e Assenza di fenomeni ostruttivi Lavaggio con getto d acqua in pressione regolatore di Materiale sedimentato sul Rimozione e smaltimento appropriato del materiale livello fondo lt 20 cm sedimentato Semestrale Tappeto erboso Copertura del tappeto erboso Eseguire nuovamente la semina se la stagione lo sulle sponde superiore al 50 consente Area perimetrale e Facile accesso alle sezioni Falciatura degli argini e della cintura di vegetazione di pertinenza del d acqua e ai manufatti sistema Paratoie e Le operazioni di apertura e Lubrificare le guide di scorrimento palandole chiusura devono essere di facile movimentazione Meccanismo di Ciascun uscita consente i diversi Verifica della perfetta tenuta stagna del pezzo regolazione livelli de
72. epurazione naturale dimostrato da autorit di gestione e controllo ambientale enti privati amministrazioni pubbliche locali etc emerso il bisogno di elaborare uno strumento che presentasse i fondamenti della materia per un corretto approccio alla fitodepurazione per cui da qui nata la pubblicazione delle presenti Linee Guida cio il nostro principale obiettivo stato quello di fornire un utile supporto tecnico scientifico rivolto essenzialmente alle Amministrazioni ed agli Enti che dovranno esprimere pareri autorizzativi di varia natura sui progetti degli impianti di fitodepurazione Le Linee Guida sono state strutturate secondo un metodo che fosse il pi possibile dinamico e flessibile in modo tale che risultino di facile consultazione per i non esperti e possano comunque essere di utilit anche per professionisti che intendono avvicinarsi alla depurazione naturale Certamente non hanno la pretesa di essere un manuale costruttivo e completo bens di fornire corrette linee d indirizzo che ben si inseriscono nel quadro scientifico europeo le cui radici affondano ormai in trent anni di esperienze e confronti internazionali La quantit di materiale informativo e progettuale disponibile oggi e l elevata qualita dello stesso unitamente ad una adeguata ed altamente specializzata revisione scientifica dei contenuti effettuata grazie ad esperti italiani che operano da anni anche in ambito internazionale ci perm
73. er la biomassa adesa in confronto ai sistemi HF Questi sistemi relativamente nuovi nel panorama della fitodepurazione ma gi sufficientemente validati grazie alla loro ampia diffusione nei paesi di lingua tedesca hanno la prerogativa di consentire una notevole diffusione dell ossigeno anche negli strati pi profondi delle vasche giacch la diffusione di questo elemento circa 10 000 volte pi veloce nell aria che nell acqua e di alternare periodi di condizioni fortemente ossidanti a periodi di condizioni riducenti WE A VIE ALE AQ ANS iy Ge Ge IA A VE NING NENG WE Ave N SY IG VI NY NY W N Ta V Rd d SC i Y SA wa e e SS SJE Nal y y y y y I Ke gt e pompa Pozzetto uscita Figura 5 Rappresentazione schematica di un sistema a flusso sommerso verticale 13 I tempi di ritenzione idraulici nei sistemi a flusso verticale sono abbastanza brevi la sabbia diminuisce la velocit del flusso ci favorisce sia una parziale denitrificazione che l adsorbimento del fosforo da parte della massa filtrante I fenomeni di intasamento superficiale dovuti al continuo apporto di solidi sospesi e di materia organica sono auspicati per un primo periodo in quanto favoriscono la diffusione omogenea dei reflui su tutta la superficie del letto mentre devono essere tenuti sotto controllo nel lungo periodo onde evitare formazioni stagnanti nel sistema ed una drastica diminuzione delle capacit ossidative del s
74. er la vasca HF costituito da ghiaia lavata 5 10 mm per il filtro VF si sono invece utilizzati pi strati di inerti e precisamente partendo dal basso e uno strato di ghiaia del diametro medio 6 12 mm per un altezza media di 20 cm misurata al centro della vasca e uno strato di sabbia per un altezza di 40 cm e uno strato di ghiaia del diametro medio 12 18 mm rotonda e ben lavata per un altezza di 5 cm di altezza e uno strato di ghiaia del diametro medio 6 12 mm per un altezza di 10 cm L impermeabilizzazione delle vasche stata eseguita tramite una geomembrana in Pead dello spessore di 1 mm l essenza vegetale prescelta la Phragmites communis o australis L alimentazione delle vasche a flusso sommerso orizzontale stata realizzata tramite tubazioni e raccordi T a 90 in PVC per l alimentazione delle vasche VF sono stati invece realizzati due moduli identici a pettine tramite l utilizzo di tubazioni in Pead DN50 e DN32 collegate tramite raccordi a compressione tipo Plasson con fori di diametro 4 mm ogni 0 5 m Figura 35 Sistema a flusso sommerso verticale in fase di avvio 74 Figura 36 Sifoni per alimentazione del sistema a flusso sommerso verticale p 8 43 Le rese depurative L effluente dell impianto tuttora monitorato nell ambito di un progetto finanziato dalla Comunit Europea con l obiettivo di dimostrare l efficacia di tecniche innovative di depurazione
75. eribilit in vivaio costi di acquisto e posa in opera necessit e costi di manutenzione caratteristiche paesaggistico decorative 49 TIPOLOGIA VEGETALE SPECIE VEGETALE PROFONDITA DELL ACQUA in centimetri Alisma plantago aquatica da 10 a 20 Tabella 13 Profondit dell acqua ottimale di alcune piante acquatiche Nei sistemi a flusso sommerso orizzontale necessario conoscere anche la profondit radicale delle essenze vegetali utilizzate in quanto l altezza dei letti deve tenere conto di tale profondit Tabella 14 Planta acquatica Phragmites australis 0 communis Typha spp 0 3 0 4 Schoenoplectus lacustris 08 Juncus sepe 06 Tabella 14 Profondit radicale di alcune piante acquatiche fra le pi utilizzate nei sistemi a flusso sommerso orizzontale Da un punto di vista di rendimenti depurativi al momento non esistono dati sperimentali che dimostrano diversit fra le varie specie di macrofite comunemente usate Kadlec amp Knight 1996 Applicando quindi i criteri di selezione sopra riportati emerge che specie appartenenti ai generi quali Phragmites Typha e Schoenoplectus sono per i sistemi a flusso sommerso quelli pi adeguati infatti queste specie palustri sono quelle che hanno avuto pi successo Kadlec amp Knight 1996 5 1 3 Piantumazione La piantumazione dei sistemi di fitodepurazione pu avvenire in tre modalit semina piantagione dei rizomi e piantagione di essenze v
76. ette di offrire un esaustivo quadro d insieme delle tecniche di depurazione naturale e della loro applicabilit sul territorio italiano Tale aspetto risulta di significativa importanza poich nel nostro panorama nazionale e locale attualmente le pubblicazioni ufficiali sulla fitodepurazione risultano scarse e poco approfondite quindi sicuramente tale lavoro rappresenta un primo contributo organico alla promozione della conoscenza delle tecniche per la depurazione naturale nonch va a colmare un ritardo nella nostra cultura ambientale 1 2 Un nuovo modo di vedere l inquinamento Una vecchia edizione dello Zingarelli d la seguente definizione del verbo inquinare Corrompere adulterare con principi e germi malsani nocivi alla salute Questa definizione d l idea che l inquinamento sia dovuto all immissione di qualcosa di tossico di contaminato che opportuno tenere segregato evitando qualsiasi contatto con l ambiente In realt non cos la grandissima maggioranza delle sostanze inquinanti sono molto diffuse nella biosfera e sono continuamente prodotte e consumate da processi chimici fisici e biologici della natura Questo vale per gli inquinanti civili e zootecnici ma anche per la grandissima parte degli 3 inquinanti di origine industriale Si pensi ad esempio ai temutissimi metalli pesanti si tratta di sostanze assolutamente naturali che nella biosfera si trovano in tracce quantit picco
77. ferimento K costante alla temperatura TW L lunghezza del bacino m N porosit Ci Q In T tempo di residenza idraulico in giorni Co y n Ket yt Tw temperatura dell acqua nel bacino C Tr temperatura di riferimento C V volume effettivo del bacino m W larghezza bacino m Y profondit bacino m qr coefficiente di temperatura Valori delle costanti e coefficienti di temperatura Reed 1995 Parametro Rimozione BOD Nitrificazione Denitrificazione Tr C 20 20 20 Kg d 0 678 0 2187 1 000 qaz 1 06 1 048 1 15 4 3 3 Geometria Le geometrie che si possono ottenere nel design di un sistema a flusso libero sono innumerevoli in quanto l obiettivo primario ricostruire un habitat che si evolver in modo completamente naturale e autonomo garantendo l instaurarsi progressivo di un elevata biodiversit inoltre molto spesso ad influenzare la forma generale e la configurazione del sistema la morfologia dell area di intervento Alcune condizioni da rispettare sono per alla base del buon funzionamento e sviluppo del sistema Le indicazioni riportate in questa pubblicazione hanno infatti l obiettivo principale di ottimizzare il potenziale depurativo del FWS e sono basate su esperienze nazionali ed internazionali condotte su sistemi di depurazione naturale a flusso libero In generale in un sistema FWS si possono distinguere p
78. fiche del CTN AIM hanno riguardato negli anni la definizione degli indici ed indicatori necessari a costruire la base condivisa delle conoscenze sullo stato e l evoluzione dell ambiente acquatico lo sviluppo di nuovi approcci metodologici per il monitoraggio e il controllo delle risorse e la predisposizione di linee guida e rapporti tematici per una pi efficace gestione delle risorse In questo ambito si colloca il presente documento che affronta il problema specifico delle potenzialit depurative delle zone umide artificiali La normativa nazionale e comunitaria individua negli aspetti idromorfologici dei corpi idrici una componente essenziale per la definizione dello stato ambientale degli stessi inoltre considera le zone umide connesse componenti essenziale per la funzionalit ecosistemica dei corpi idrici In effetti la linea guida Wetlands Horizontal Guidance prodotta dai gruppi di lavoro che sviluppano la Strategia Comune di Implementazione della Direttiva Quadro CIS WFD che stata prodotto con il coordinamento degli esperti del Ministero dell ambiente afferma che le zone umide sono elementi ecologici e funzionali dell ambiente acquatico con un ruolo potenzialmente importante per il conseguimento di una gestionale sostenibile delle risorse nell ambito dei piani di bacino Pur non definendo specifici obiettivi per le zone umide la Direttiva quadro richiede che quando esse siano dipendenti dalle acque sotterranee o sia parte dei
79. fluenza la struttura stessa degli edifici ne un esempio la realizzazione del glass building a Nuremberg in cui le acque meteoriche scorrendo dai tetti e dai giardini pensili defluiscono con cascate e ruscelli in laghetti le acque in tal modo vengono depurate recuperate ed utilizzate anche a fini del controllo dell umidit degli ambiente indoor 53 La depurazione naturale ha quindi le potenzialit ecologiche e formali per riqualificare ampie aree urbane ricreando quel rapporto tra uomo e acqua imprescindibile per una reale comprensione del suo valore di risorsa preziosa e per il suo corretto utilizzo La depurazione naturale infine s inserisce in una successione formale di elementi vegetali e inerti volte alla ricerca delle qualit percettive del paesaggio riscoprendo e riproponendo innanzitutto quelle qualit del paesaggio agrario fortemente condizionato dal suo rapporto con l acqua 54 7 GESTIONE 7 1 Introduzione Gli impianti di fitodepurazione hanno una gestione semplice che non richiede un impegno continuo n manodopera specializzata anche se necessitano di una certa attenzione in quanto sono ecosistemi dinamici con molte variabili in gioco Il piano di manutenzione essenziale in quanto e assicura che l impianto operi nelle condizioni di progetto e che gli obiettivi fissati in sede progettuale vengano raggiunti e permette al gestore di essere in grado di prendere decisioni in caso di problemi e
80. gli impianti pi grandi mentre ben poco risulta in letteratura sulle applicazioni in piccola scala come il trattamento dei reflui domestici per case isolate o piccole comunit che sono invece abbastanza diffuse in alcuni paesi Francia Paesi Bassi etc 14 90 80 Kat m 100 lt n AE lt 250 60 250 lt n AE lt 1000 mg l m n AE gt 2000 40 30 20 BOD5 COD TSS Ntot NH4 N P numero impianti Figura 7 Qualit degli effluenti dopo il trattamento secondario con sistemi HF medie su 14 impianti europei 2 3 Campi di applicazione L applicazione di sistemi naturali costruiti Constructed Wetlands per il trattamento delle acque reflue rappresenta ormai una scelta ampiamente diffusa nella maggior parte del mondo In Italia tale tipologia impiantistica costituisce una soluzione ideale per soddisfare l esigenza da un lato di garantire una maggiore copertura del servizio depurativo dall altro di adeguare gli impianti esistenti per il raggiungimento dei nuovi obiettivi attraverso sistemi che non comportino oneri di investimento e di gestione elevati In questa prospettiva i sistemi di depurazione naturale sia per il trattamento secondario che terziario finissaggio dei reflui rappresentano delle valide soluzioni impiantistiche capaci di ottime rese depurative soprattutto per parametri quali COD BODs solidi sospesi e Azoto con impatto ambientale e consumo energetico nettamente ri
81. gt 10 al mq Rinfoltimenti nelle zone povere di essenze vegetali piante Assenza di malattie delle piante o danni provocati da insetti o animali Presenza di piante Assenza di piante infestanti Durante i primi due anni utile rimuovere le piante infestanti infestanti manualmente o allagare saltuariamente la superficie del letto a scapito dei risultati del trattamento perch non impediscano la crescita delle piante prescelte L operazione non sar pi necessaria quando le piante prescelte saranno predominanti Sponde di La sponda non deve presentare Risistemazione delle sponde contenimento cedimenti Pozzetto di Non devono essere presenti corpi Rimozione dei solidi alloggiamento del solidi capaci di provocare sistema di intasamenti alle apparecchiature alimentazione Sistema di Assenza di fenomeni ostruttivi Verifica di eventuali otturamenti dei fori e rimozione alimentazione corpi estranei Superficie vasca La presenza di acqua sulla Nel caso che la presenza di acqua sia continua superficie del letto possibile sospendere l alimentazione del settore della vasca solo in occasione delle punte di almeno per 15 gg carico Semestrale Tappeto erboso Copertura del tappeto erboso Eseguire nuovamente la semina se la stagione lo sulle sponde superiore al 50 consente Tubazioni di uscita Assenza di fenomeni ostruttivi Lavaggio con getto d acqua in pressione della vasca Materiale sedimentato
82. i zone principali zona di immissione specchi di acqua libera pi profonde prive di vegetazione zone a canneto letti filtranti con Phragmites Tipha Juncus etc isole soglie e stramazzi zona litoranea e argini zona di uscita Le forme utilizzabili nel design di un sistema a flusso libero sono innumerevoli cio non esistono dati analitici che fanno privilegiare una forma rispetto ad un altra in termini di effetti depurativi per diventa fondamentale avere una specifica attenzione ad alcuni aspetti tecnici quali tempo di ritenzione 42 idraulico perdite di carico cortocircuiti idraulici sviluppo delle sezioni longitudinali e trasversali strutture di regolazione ingresso e uscita per i quali accertata l incidenza sulle rese La scelta del rapporto ottimale tra lunghezza L e larghezza W della zona umida definito generalmente come Aspect Ratio AR dato dal rapporto tra la lunghezza media e la larghezza media della zona umida la quale pu essere molto importante in relazione al funzionamento idraulico ed agli effetti depurativi I sistemi a flusso libero esistenti presentano valori di AR compresi tra 1 e 90 ma il rapporto migliore compreso tra 4 1 e 10 1 secondo diverse pubblicazioni scientifiche Knights 1987 Gearheart 1992 Hammer 1989 NSW 1998 Rapporti maggiori di 10 1 possono comunque essere adottati tramite l inserimento di zone di ridistribuzione del flusso ad esempio zone ad ac
83. i D Lgs 185 2003 come per gli impianti convenzionali un trattamento pi spinto 4 2 Sistemi a flusso sommerso 4 2 1 Obiettivi depurativi e dimensionamento Il dimensionamento di un impianto di fitodepurazione dipende da una serie di parametri da determinare durante la fase di indagine preliminare Dopo aver fissato gli obiettivi depurativi in funzione del recapito finale del refluo ed aver scelto la tipologia depurativa e lo schema di impianto pi adeguati si pu procedere ad un dimensionamento utilizzando i modelli accettati dalla comunit scientifica internazionale Per una stima preliminare delle superfici in gioco spesso necessaria per valutare la fattibilit dell intervento possono essere comunque utili le indicazioni contenute nelle principali linee guida e manuali europei riassunte nelle Tabelle 3 e 4 I coefficienti dimensionali riportati in entrambe le Tabelle dipendono dalla normativa esistente nei paesi di origine e dalle scelte di design adottate Per un dimensionamento pi rigoroso si pu ricorrere ad uno dei modelli accettati dalla letteratura scientifica internazionale riportate nel box di approfondimento successivo 25 HA wasis un Ip reurur d auorzeya3oxd e sad todon mowed edu e I9eqe L w 80 90 u ZI u u 90 w 80 50 ug0 BHPUOJOIT PIO Oe HU 13 T OdIHUL3IO oore CO AI ST 07 UTO 413 0 M OHIS ST 07 HUOT ST 07 HB DUU 0 DUU 001 p u 08 04 p u 08 07 zj DI 09 eror
84. i a OO Incendi e combustione biomasse A0 Distruzione zone umide YQ Edilizia e alterazione dei suoli 2 20 f ff Totale rilasci di origine umana A Totale rilasci di origine naa OA Tabella 1 Principali fonti di rilascio di nutrienti Da World Resources Institute www wri org wri wr 98 99 nutrient htm 1 3 L approccio della sustainable sanitation In occasione del summit mondiale di Johannesburg sullo sviluppo sostenibile 26 agosto 4 settembre 2002 un ricco panel di esperti internazionali invi una lettera aperta alla conferenza che chiedeva di sostituire da tutti i documenti ufficiali il termine sanitation il termine inglese con cui si intende il complesso di soluzioni per la raccolta ed il trattamento degli scarichi domestici dalle nostre case al depuratore con sustainable sanitation Ecco in sintesi i contenuti della lettera cio le tecniche convenzionali di sanitation presentano diversi aspetti negativi richiedono consumi elevati di acqua sono state sviluppate senza considerare la necessit di riequilibrare i cicli biogeochimici senza favorire il riuso dell acqua e dei fertilizzanti contenuti nell acqua di scarico provocano la commistione di piccoli quantitativi di materiale fecale ad elevato rischio igienico sanitario con grandi quantit d acqua contaminando con agenti patogeni i corpi idrici recet
85. i siano depurati ma cambia radicalmente l approccio in base al quale si sceglie fino a che punto devono essere depurati nonch le modalit per farlo Il nuovo quadro normativo che emerge in seguito alla approvazione del D Lgs 152 1999 infatti rinnova profondamente la filosofia della pianificazione degli interventi per la prevenzione dell inquinamento Il vecchio approccio della Legge Merli puntava alla realizzazione di opere di collettamento e depurazione che garantissero il rispetto degli standard allo scarico per cui il compito del vecchio Piano di Risanamento delle Acque PRRA era quello in buona sostanza di individuare gli scarichi collettarli e trattarli in modo che rispettassero i limiti delle tabelle Ben pi complesso il compito del Piano di Tutela stralcio del Piano di bacino previsto dal D Lgs 152 1999 tale piano deve individuare i corpi idrici che non rispettano gli obiettivi di qualit stabiliti comprenderne le cause ipotizzare gli interventi che consentano il raggiungimento degli obiettivi di qualit ai corpi idrici dosando da un lato le risorse disponibili dall altro i limiti agli scarichi che non sono pi fissi ma possono essere resi pi o meno restrittivi in ragione del loro potenziale impatto Anche in termini di possibili interventi la cassa degli attrezzi a disposizione del Piano di Tutela molto pi ampia rispetto a quella del PRRA che anche per le caren
86. ia I tre impianti hanno le stesse caratteristiche costruttive 3 m a e riempiti con 60 cm di sabbia grossolana alimentati con 50 It m giorno e gestionali e mostrano eccellenti rimozioni dell azoto ammoniacale 60 90 insieme ad un elevato abbattimento del COD 92 99 9 e del BOD 97 99 Di particolare interesse le esperienze dell ENEA prima con impianto pilota a San Matteo della Decima BO e successivamente con un impianto a scala reale presso un azienda vitivinicola a Canelli AS sulla disidratazione e mineralizzazione dei fanghi di supero prodotti in impianti a fanghi attivi con sistemi VF opportunamente modificati Chiapelli ed altri 2003 Proprio per la loro adattabilit alle variazioni di carico idraulico e di sostanze inquinanti per la loro facile e poco onerosa gestione e per gli evidenti vantaggi di inserimento ambientale rispetto ad altri sistemi le zone umide artificiali si prestano assai bene come stadio di trattamento terziario o di affinamento degli effluenti di depuratori tecnologici esistenti In Italia sono stati realizzati circa 35 impianti di fitodepurazione per trattamento terziario di cui alcuni HF a singolo stadio Barbagallo ed altri 2002 Conte ed altri 2001 altri ibridi HF FWS come ad esempio l impianto di post trattamento a Jesi attualmente in fase di avvio ma soprattutto sistemi FWS come ad esempio quelli sul Fiume Trebbia Bisogni 2000 Solo 13 impianti sono stati monitorati con reg
87. ianti di trattamento delle acque ed impianti per la produzione di energia da biomasse per combustione e cogenerazione oppure per formazione di biogas in reattori anaerobici e Fitodepurazione zone umide artificiali si identifica come gi descritto precedentemente con il termine fitodepurazione un trattamento naturale le cui componenti sono costituite da suolo batteri e piante della famiglia delle macrofite I sistemi di fitodepurazione sperimentati e lungamente studiati a livello internazionale sono classificati in base al tipo di macrofite utilizzate galleggianti radicate sommerse radicate emergenti ed alle caratteristiche del cammino idraulico delle acque reflue in e FWS i sistemi a flusso libero riproducono quanto pi fedelmente una zona palustre naturale dove l acqua a diretto contatto con l atmosfera e generalmente poco profonda e le essenze vegetali che vi vengono inserite appartengono ai gruppi delle elofite e delle rizofite vedi Cap 5 e SFS h o HF i sistemi a flusso sommerso orizzontale sono vassoi riempiti con materiale inerte dove i reflui scorrono in senso orizzontale in condizioni di saturazione continua reattori plug flow e le essenze utilizzate appartengono alle macrofite radicate emergenti e SFS vo VE i sistemi a flusso sommerso verticale sono vassoi riempiti con materiale inerte dove i reflui scorrono in senso verticale in condizioni di saturazione alternata reattori batch e le
88. ich sono venute a mancare gli habitat adatti un tipico esempio quello della comparsa di uccelli acquatici e di specie anfibie 52 Nella maggior parte dei casi i sistemi di fitodepurazione sono realizzati in aree agricole o in aree incolte per le quali sono validi i concetti prima espressi Ma nel caso che il sistema sia inserito in un contesto urbano area PIP parco urbano etc si dovr affrontare la complessit delle interrelazioni fra le componenti naturali e l architettura urbana Lo sviluppo della normativa di settore d altra parte estende le possibilit d integrazione dei sistemi di depurazione naturale nel tessuto urbano Infatti il dato che emerge dalla lettura dei pi recenti atti legislativi l attenzione posta alle complesse interazioni fra il ciclo delle acque in ambito urbano ed i sistemi naturali Nella normativa di settore in effetti il sistema di trattamento dei reflui considerato nella sua interezza processo depurativo sistemi di collettamento interconnessioni tra rete idrografica naturale e rete fognaria aspetti idraulici ed impiantistici etc Tutto ci rende evidente la complessit progettuale degli interventi in quest ambito complessit che aumenta quando gli intenti e le finalit del legislatore pongono il progettista di fronte all esigenza di tutelare la risorsa ed il risparmio idrico Inoltre la normativa pone l attenzione su un ulteriore esigenza riqualificare i corpi idrici
89. icli naturali acque e inquinanti Contrariamente alla depurazione convenzionale infatti l efficacia della depurazione naturale non dipende dalle dimensioni quindi possibile ridurre la rete della circolazione artificiale e moltiplicare il numero degli impianti e delle restituzioni localizzandoli vicino ai luoghi di prelievo e utilizzo dell acqua L individuazione del sistema di depurazione pi appropriato dipende da tanti fattori che devono essere considerati con attenzione prima di effettuare una scelta Ecco in sintesi gli aspetti fondamentali di cui si deve tenere conto e portata e tipologia dello scarico e obiettivo depurativo in base ai criteri ed al nuovo approccio normativo di cui s detto nei precedenti paragrafi e localizzazione e caratteristiche morfologiche ambientali dei siti e superfici disponibili e costi di gestione degli impianti e semplicit costruttiva 1 5 La nuova filosofia nel quadro normativo italiano Il quadro normativo comunitario e nazionale relativo alla tutela delle acque dall inquinamento si arricchito progressivamente negli ultimi 20 anni In Italia fin dal 1976 anno di approvazione della Legge Merli tutti gli scarichi devono essere depurati Con l approvazione del D Lgs 152 1999 che recepisce la direttiva comunitaria 1991 271 e che anticipa in parte la Direttiva Quadro 2000 60 approvata l anno successivo viene confermata la necessit che tutti gli scarich
90. iglia Spagna pp 23 20 22 marzo 2002 e Bavor H J and Mitchell D S eds Wetland systems in Water pollution control Water Science and Technology 29 4 1994 e Bisogni L Ecosistemi filtro della Val Trebbia Atti della 1 edizione del corso Sistemi di fitodepurazione Milano FAST 22 24 maggio 2000 e Borin M Bonaiti G Santamaria G e Giardini L A constructed surface flow wetland for treating agricultural waste waters Water Science amp Technology vol 44 n 11 12 pp 523 530 2001 e Bragato C Piran S e Malagoli M Efficiency of nutrient and heavy metal removal byPhragmites australis and Bolboschoenus Maritimus growing in a re constructed wetland Proceedings of the 8th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control IWA Arusha Tanzania pp 109 115 2002 e Brix H The applicability of the wastewater treatment plant in Othfresen as scientific documentation of the root zone method Water Science and Technology 19 19 24 1987 e Brix H Wastewater treatment in constructed wetlands system design removal process and treatment performance in Moshiri G A ed in Constructed Wetlands for Water Quality Improvement pp 9 22 CRC Press Boca Raton Florida 1993 e Brix H Macrophyte mediated oxygen transfer in wetlands transport mechanisms and rates in Moshiri G A Constructed wetlands for water quality improvement Boca Raton Ann Ar
91. iodns Apt oonep a st 01 01 su 01 01 FA ownsqns vITTIQuouLIeg 8 7 eres BUR OSSOIS Fores woes Ip O sod e erqqes 4S 7 erys wo wo9 BIVIYS wo CT O gena Sa WUWIOP OT EIEIUS woog ZI EIS wu ZI ews wo OT Y gt 01P 09P Se sates i oyensqns o WOE ES na m9 06 E wo ST wu ZI 0 uu 97 8 emru8 wo s gt p 9p n OJUSUWIAUIALI ALUMN UIUIg 7 EIEIUS woopy QQUEJosI ONJE erqqes w g CES o erqqes SE i sosseq Te OY Jep IS of O OJeOTON W 08Seq Te op Ip sosseq e op Ip IST TOP 0S 1507 IRXOOt cig PASE WoT AV WZ gt OLBIZIO L N dO4 98 1 Z JO4 ap op 0 OI UTI ap J g 0 11557 arm sl sI 9 09 08 sc COL d eu om ST i OB uu Z I 3S0 N qog 9 8 W 7 9 e U T 8 0 9801 ezz018 enboy op Z TOA 98 1 Y puosag Cap 00 gt puoo s 1007 DA AUD VINO 007 ug 9661 DUM 8661 Teze ULA 8661 mon 8661 ALV BRUJA GA vu3e 91g RI 8399 doy eLgsny BIUGUII9 1IRIUIBIVT HH wa srs un Ip reurur d auorzeya3oxd e sad rodomo Imourered redrouriq BIPQBI DIOU DIOU DIOU w 80 90 7 w CU BHPUOJOIT _ pxeySy 08 gt pxey Sy ZIT OdIUR3IO OOUE DI OT gt 0 _ na DI G gt 07 E p u Du y oferorpiodns spt ooreo sft OTXE OIXT I sur OlT I sm OT N SMU OIXE 01 A n s a 0101 IN onsqns Wd wu 7 9 wu g gt p gt 80 wu Z 1 9 GC 8 paredrounid O WU QT O WU o wu 7 gt 9 p gt 0 O WU S O UU o uru
92. ipologie depurative pi appropriate per il trattamento dei reflui di varie localit della zona l impianto di Dicomano il primo realizzato e rappresenta al momento il pi grande sistema italiano di fitodepurazione applicato come trattamento secondario a reflui civili Figura 26 Visione panoramica dell impianto di Dicomano Il centro abitato di Dicomano localizzato per la sua quasi totalit in riva sinistra del Fiume Sieve in cui scaricava senza alcun trattamento i reflui raccolti dalla fognatura mista del paese per un totale di circa 3500 a e in riva destra sussiste inoltre un piccolo agglomerato corrispondente a circa 400 a e anch esso privo di depurazione In fase progettuale stato quindi deciso di realizzare un impianto di fitodepurazione al servizio del centro abitato di dimensioni maggiori mentre per la zona che si trova dall altra parte del Fiume Loc La Nave stato previsto invece un sistema di fitodepurazione indipendente ad oggi non realizzato In base alle analisi effettuate sul refluo scaricato dalla fognatura sono state fatte le seguenti ipotesi progettuali 66 carico idraulico specifico 150 l a e giorno carico organico specifico 21 gr BOD y a e giorno portata media giornaliera 525 m g portata massima giornaliera 66 m h concentrazione media di BOD in ingresso 140 mg l concentrazione media di SST in ingresso 200 mg l concentrazione media di N NHz in ingresso 35 mg l
93. istema e quindi ad esempio delle rese di nitrificazione Le esperienze estere De Maeseneer 1997 su tali sistemi mostrano comunque che non si rilevano fenomeni di intasamento quando si utilizza una alimentazione discontinua inferiore al carico idraulico massimo del sistema con frequenza costante e quando si ha un adeguato sviluppo della vegetazione l azione del vento provoca infatti sommovimenti della sabbia nella zona delle radici ed intorno al fusto contrastando i fenomeni occlusivi 90 gt 80 mn AE lt 100 70 60 4 m 100 lt nAE lt 250 50 mg l 40 5 30 4 20 4 10 ll D 0 mam D5 COD TSS Ntot TON NH4 N P BO NO3 N numero impianti Figura 6 Qualit degli effluenti dopo il trattamento secondario con sistemi VF medie su 30 impianti europei 2 2 2 Sistemi a flusso libero I sistemi FWS consistono in vasche o canali dove la superficie dell acqua esposta all atmosfera ed il suolo costantemente sommerso costituisce il supporto per le radici delle piante emergenti anche in questi sistemi il flusso orizzontale e l altezza delle vasche generalmente limitata a poche decine di centimetri In questi sistemi i meccanismi di abbattimento riproducono esattamente tutti i fattori in gioco nel potere autodepurativo delle zone umide I dati disponibili sull applicazione di questi impianti in Europa sono abbastanza scarsi e riguardano prevalentemente
94. isultati di alcune ricerche effettuate su tre impianti di fitodepurazione situati in Toscana in cui si ottiene una rimozione percentuale del carico organico molto elevata con tempi di ritenzione di 3 4 giorni COD 87 98 BOD 92 98 Negli stessi impianti si sono ottenute le seguenti rimozioni medie totali in quanto due impianti sono configurati come sistemi ibridi Solidi Sospesi 70 90 Azoto totale 50 90 Fosforo Totale 20 60 Masi ed altri 2002 Analoghi risultati si sono ottenuti nel trattamento degli scarichi prodotti da industrie casearie Pucci ed atri 2000 Tanner 1992 Figura 8 Sistema di fitodepurazione al servizio della Cantina Cecchi amp Figli Castellina in Chianti SI costituito da un sistema HF foto a sinistra seguito da un sistema a flusso libero FWS foto a destra 17 Per quanto riguarda il percolato prodotto dalle discariche di rifiuti solidi gli approcci tradizionali come ad esempio l adozione di impianti di trattamento ad alta tecnologia posti direttamente sul luogo di raccolta del percolato o molto pi comunemente il trasporto dello stesso a depuratori centralizzati si sono dimostrati di difficile gestione a causa degli elevati costi sia per il trattamento che per la manutenzione e fonti di numerosi problemi l immissione di questi in testa agli impianti di trattamento di acque reflue crea normalmente gravi disturbi ai delicati processi biologici che costituiscono il motore della depurazion
95. iva assunto dalle piante coltivate e solo una piccolissima parte di essi finiva nei fiumi e poi in mare Negli ultimi decenni l uomo ha imparato a sintetizzare artificialmente i nitrati dall azoto atmosferico ed ha scovato grandi giacimenti di fosfati cos ha potuto realizzare i concimi chimici azotati e fosfati molto pi pratici del letame In termini ecologici il risultato per disastroso si sono riversati nelle acque sia i carichi di nutrienti di origine civile e zootecnica che non serve pi riciclare sia quelli nuovi sintetizzati ad hoc che vengono applicati sul terreno in misura superiore alle quantit che la pianta riesce ad assumere Anche in questo caso l inquinamento delle acque dovuto ad una alterazione dei cicli naturali di sostanze che in s non sono nocive Nella stragrande maggioranza dei casi l inquinamento di un fiume non la sua corruzione con principi malsani come diceva lo Zingarelli ma la manifestazione pi appariscente di uno squilibrio nei cicli naturali del carbonio dell azoto del fosforo etc per cui le azioni di tutela dall inquinamento devono puntare non solo a purificare l acqua da possibili contaminanti pericolosi per la salute umana ma anche a riequilibrare i cicli naturali reimmettendo nell ambiente naturale le sostanze sottratte il carbonio l azoto il fosforo etc Fonte Milioni di tonnellate Fertilizzanti 80 Coltivazioni azoto fissatrici C f Combustibil
96. l pelo libero regolatore chiudendo tutte le uscite Annuale Taglio delle piante Il taglio pu essere effettuato solo su alcune essenze ed comunque buona norma rimuovere il materiale naturale in decomposizione Controllo alghe La presenza di alghe deve essere Rimozione delle alghe molto limitata nelle zone ad acqua libera Tabella 18 Controlli ed interventi per la gestione del sistema a flusso libero 59 8 SITUAZIONE IN ITALIA E CASI STUDIO In Italia si verificato un notevole ritardo nella diffusione delle tecniche di depurazione naturale rispetto agli altri paesi europei nonostante le condizioni meteoclimatiche pi favorevoli nel territorio nazionale rispetto ad esempio ai paesi nordeuropei Questo principalmente poich sono venuti a mancare 1 riferimenti normativi che prendessero in considerazione questa tipologia impiantistica Infatti dal 1999 anno in cui lo Stato italiano recepisce la Direttiva europea 91 271 con il D Lgs 152 1999 la fitodepurazione viene suggerita dalla norma stessa come trattamento secondario appropriato sotto ai 2000 a e e come trattamento di affinamento per impianti tecnologici di grandi dimensioni I trattamenti appropriati secondo l Allegato 5 del D Lgs 152 1999 devono essere individuati con l obiettivo di a rendere semplice la manutenzione e la gestione b essere in grado di sopportare adeguatamente forti variazioni orarie del carico idraulico e organico c
97. l processo di sedimentazione primaria mantenendo separati i comparti in cui avvengono tali processi I due distinti comparti sono rispettivamente uno superiore di sedimentazione uno inferiore di accumulo e di digestione anaerobica dei fanghi sedimentati Le vasche Imhoff hanno il vantaggio di operare oltre alla sedimentazione una parziale digestione dei solidi sedimentati Il volume del comparto di sedimentazione deve essere dimensionato in modo da assicurare tempi di detenzione sulla portata di punta di tempo secco non inferiori a 1 5 h il dimensionamento del comparto di digestione dipende invece essenzialmente dal numero di svuotamenti che si vuole ottenere Infine le vasche di sedimentazione primaria cos come i lagunaggi sono poco utilizzati in quanto essendo le vasche aperte superiormente possono causare la diffusione di cattivi odori e aerosol E preferibile il loro utilizzo agli impianti di taglia pi grande e quando l ubicazione del trattamento lo consenta Nei casi in cui l impianto di fitodepurazione serve utenze non allacciate alla fognatura inoltre importante prevedere un trattamento di separazione degli oli e dei grassi delle acque grigie prima della confluenza con le restanti poich migliora la rimozione e limita la formazione di composti solidi nei trattamenti primari 4 2 3 Geometria e configurazione dei letti Sistemi HF La forma di una vasca a flusso sommerso orizzontale deve essere necessariamente rettang
98. le in molte parti del mondo come ad esempio in Cina o in molti paesi africani Molto spesso per le paludi erano utilizzate come una sorta di bacino di accumulo prima dello scarico nel corpo idrico recettore finale e non come sistemi di trattamento ottenendo irreversibili degradazioni della loro qualit ecosistemica causate da scarichi incontrollati e non pianificati In molteplici culture infatti le zone paludose sono state ritenute come malsane ed inadatte all insediamento umano e quindi spesso destinate come area di discarica in assenza di monitoraggio e controllo delle modificazioni indotte dal loro inquinamento per la scarsa attenzione del mondo scientifico a queste tematiche Negli ultimi quaranta anni si invece assistito ad un netto aumento di interesse e ad un radicale cambiamento nella loro considerazione Williams 1990 Sono infatti stati identificati gli svariati benefici forniti dalle aree umide tra cui la possibilit di approvvigionamento di acqua la buona funzionalit per il controllo idrico lo sfruttamento per attivit di estrazione l utilizzo delle piante in esse presenti la presenza di animali allo stato libero la presenza di pesci ed invertebrati il controllo dei fenomeni erosivi e di desertificazione ed il grande contributo alla biodiversit la possibilit di utilizzo come fonti energetiche idroelettrica solare pompe di calore produzione di gas e combustibili liquidi e solidi ed infine le attivit
99. le fanghi attivi biodischi etc il cui trattamento e successivo smaltimento costituisce una importante voce di spesa nella gestione tale tecnica ancora non diffusa sul territorio nazionale sta invece trovando larga applicazione e riscuotendo ampi consensi in Germania Danimarca e Francia Nielsen ed altri 1990 Lienard ed altri 1995 Lesavre ed altri 2002 Numerose esperienze tedesche francesi e danesi hanno mostrato una disidratazione dei fanghi superiore al 75 infatti il materiale da smaltire con cadenza quasi decennale un compost organico di buona qualit che pu essere utilizzato come ammendante in agricoltura a meno di contaminazioni derivanti dalla presenza di inquinanti tossici inorganici nelle acque trattate nei depuratori 19 3 ALBERO DECISIONALE Il seguente schema grafico descrive l iter progettuale da seguire per la realizzazione di un impianto di fitodepurazione al fine di fornire uno strumento utile per la valutazione di progetti che prevedono il ricorso a tecniche di depurazione naturale Il primo passo consiste in una valutazione della fattibilit dell intervento che indissolubilmente legata all individuazione degli obiettivi depurativi in sostanza una volta individuate le problematiche connesse al tipo di scarico da depurare e gli obiettivi depurativi fissati dalla normativa dipendenti dal recettore finale dello scarico si deve valutare l applicabilit di un impianto di depurazione naturale
100. li a sabbia per le piccole comunit non allacciabili alla pubblica fognatura Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PI pp 387 391 2003 Rustige H Constructed wetlands in Germany technologies and experiences Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PI pp 192 199 2003 Sacco C Pizzo A Tiscione E Burrini D Messeri L Lepri L e Del Bubba M Removal of alkylphenol polyethoxylates APEOs in a pilot scale sub surface horizontal flow reed bed and phenotypic characterisation of the associated aerobic heterotrophic cultivable community Wat Env Res 2003 Sansoni G Casotti M Ruolo della fitodepurazione nell ambito di una strategia complessiva di recupero ambientale Atti della giornata di studio Fitodepurazione da tecnica depurativa a strategia di salvaguardia ambientale Filattiera MS 25 settembre 1998 Sather J H Smith R D amp Larson J S Natural values of Wetlands in Patten B C ed Wetlands and Shallow Continental Water Bodies SPB Academic Publishing The Hague Vol 1 pp 373 387 1990 Seidel K Die Flechbinse Scirpus lacustris in Okologie Morphologie und Entwicklungs ihre Stellung bei den VolKern und ihre wirtschaftliche Bedeutung Sweizerbart sche Verlgsbuchhandlung Stuttgart pp 37 52 1955 Shutes R B E Revitt D M Mungur A S and Scholes L N L The design of wetl
101. lissime L uomo va a scovarli li usa nei prodotti industriali e li restituisce all ambiente in concentrazioni molto superiori a quelle che si riscontrano abitualmente in natura la loro tossicit e pericolosit dovuta alla quantit e non alla sostanza in s Anche la grandissima maggioranza delle molecole di sintesi in genere sono lunghe molecole organiche costruite dall uomo con processi industriali che quindi non esistono come tali in natura vengono naturalmente trasformate in molecole pi piccole normalmente presenti nella biosfera tutte le molecole organiche sono biodegradabili degradabili attraverso processi fisici o biologici per azione dei batteri della luce delle variazioni di temperatura etc Le molecole di sintesi pi difficilmente biodegradabili dette recalcitranti ad esempio alcuni composti organici del cloro come il DDT sono sempre meno utilizzate grazie alle normative nazionali ed internazionali che ne vietano l uso La stragrande maggioranza degli inquinamenti dei corpi idrici dovuta allo scarico di sostanza organica carbonio ridotto in quantit superiore alla capacit del corpo recettore di degradarla La sostanza organica si misura con l ossigeno necessario a ossidarla e quindi a degradarla che si esprime come domanda biochimica di ossigeno BOD Un carico eccessivo di BOD quindi responsabile della stragrande maggioranza degli inquinamenti delle acque Vi un altro importante caso di
102. lizzare e strutture di alimentazione simili a quelle viste per i sistemi a flusso sommerso orizzontale in tal caso il diametro dei tubi utilizzati dipende dal tipo e dalla quantit di refluo e le sezioni di uscita dell acqua devono essere sufficientemente grandi da evitare intasamenti e canalette di distribuzione con soglia stramazzante e stramazzo da canale o tubazione su zona profonda Vale la pena sottolineare come la maggior parte dei solidi sospesi in ingresso ad un sistema a flusso libero concepito come post trattamento degli effluenti di un sistema di trattamento convenzionale fanghi attivi biodischi etc dovrebbe essere rimossa nella prima zona del FWS Per questo consigliabile che sia progettata con profondit adeguata Le Linee Guida EPA al proposito consigliano profondit medie di 1 m e con un tempo di ritenzione scelto in base ai valori in ingresso del parametro ed agli obiettivi depurativi 4 3 5 Sistemi di uscita I dispositivi di uscita dell acqua in un sistema a flusso sommerso hanno le seguenti funzioni e regolazione dei livelli idrici e consentire i prelievi per il campionamento e consentire se richiesto lo svuotamento completo dell area umida o delle celle che la compongono Si dovranno evitare intasamenti all uscita perci consigliabile e prevedere una zona ad acqua profonda prima del dispositivo di uscita per consentire una ridistribuzione dei flussi e bloccare le biomas
103. m a e 3 5 m7 a e superficiali area sensibile a e lt 2000 scarico sul suolo Tab 4 All 5 D L152 99 4 6m ae 4 6m ae 3 5 m a e Trattamento appropriato alla risorsa idrica sotterranea riutilizzo irriguo D M 185 03 4 6 m a e 4 6 m a e 3 5 m a e riutilizzo nei WC D M 185 03 4 6 m a e 4 6m ae 3 5 m a e Tabella 8 Superfici utili richieste per il trattamento secondario di reflui civili e domestici al variare della tipologia utilizzata e degli obiettivi depurativi fissati dalla Normativa Italiana sugli scarichi Pu essere richiesto uno stadio finale di disinfezione U V acido peracetico sistema FWS 32 4 2 2 Pretrattamenti La scelta di sistemi di pretrattamento adeguati al tipo di liquame da trattare fondamentale per garantire il funzionamento e la durata di un impianto di fitodepurazione cio il loro scopo quello di rimuovere la maggior parte dei solidi contenuti nel refluo Specialmente quando la fognatura di tipo misto si deve prevedere un trattamento preliminare di grigliatura se dopo il trattamento primario previsto uno stadio a flusso sommerso orizzontale pu essere sufficiente una grigliatura medio fine con spaziatura delle barre di 1 2 cm mentre se si prevede l utilizzo di sistemi a flusso sommerso verticale al primo stadio consigliabile una grigliatura fine o rotostaccio con spaziatura di 0 2 0 5 cm La griglia pu essere del tipo manual
104. mici e terziari affinamento e finissaggio Ecosistema Insieme di una comunit biologica e dell ambiente fisico al quale associata Effluente Acqua depurata in uscita dall impianto di depurazione Elofite Piante acquatiche per lo pi erbacee radicate sul fondo dell acqua ed emergenti durante il loro pieno sviluppo con la maggior parte della loro struttura Eutrofizzazione Arricchimento delle acque in sali nutritivi fosforo e azoto che provoca cambiamenti tipici in laghi e fiumi quali l incremento della produzione di alghe e di piante acquatiche l impoverimento delle risorse ittiche la generale degradazione della qualit dell acqua e di altri effetti che ne riducono o precludono l uso OCSE Fanghi attivi activated sludge Impianto tecnologico di depurazione di acque reflue ad ossidazione totale Fango sludge Prodotto della sedimentazione delle acque luride Fasce tampone buffer zones Aree umide artificiali in prossimit di corsi d acqua con funzione di riduzione dell inquinamento Fitodepurazione constructed wetland CW Sistema per depurare le acque reflue attraverso l azione combinata di batteri e piante Finissaggio Si veda Depurazione dell acqua 80 Fossa Imhoff Contenitore di reflui civili che svolge una depurazione primaria di sedimentazione ed una primaria digestione anaerobica senza ossigeno dei fanghi E composta da pi settori in modo
105. migliorandone le capacit naturali di autodepurazione e garantendo in essi la presenza di comunit animali e vegetali ampie e ben diversificate vedi D Lgs 152 1999 e successive modificazioni ed integrazioni L evoluzione della normativa verso il riconoscimento della complessit crea i presupposti ed i relativi nuovi strumenti per un approccio innovativo allo sviluppo urbano capace di analizzare le relazioni tra urbanizzato ed elemento naturale attraverso una concezione ecosistemica La tematica talmente complessa da meritare un approfondimento in un apposito paragrafo vedi Par 6 2 1 6 2 1 Paesaggio urbano inserimento della depurazione naturale come elemento di riequilibrio Se in fase di progettazione impostiamo le analisi come relazione tra ecosistemi definendo l ambiente antropizzato come ecosistema urbano poniamo le basi per costruire un ambito di relazione con le componenti naturali Ma ci che distingue l ecosistema urbano da quello naturale il suo essere un ecosistema eterotrofo incompleto che dipende da ampie aree limitrofe per le energie il cibo le fibre l acqua e altri materiali Odum 1988 Quelli urbani sono dunque ecosistemi privi di capacit di autoregolazione propria per cui non possono essere considerati come un ecosistema completo dunque possiamo considerarli come pseudo ecosistemi non autarchici dipendenti da fonti di energia esterna Secondo il Principio della termodi
106. miste sono infatti progettate per collettare una determinata quantit di reflui in tempo secco che viene per ecceduta in caso di pioggia quando ricevono anche le acque meteoriche Una volta superata tale portata massima entrano in azione numerosi scolmatori di piena che scaricano tal quali i reflui in eccesso direttamente nei corpi idrici recettori spesso poi gli scaricatori di piena nei casi di forte criticit delle condotte fognarie miste entrano in funzione non solo in occasione di eventi meteorici ma anche in periodi di tempo secco in coincidenza con le punte idrauliche concentrate in particolari momenti della giornata le acque scolmate hanno quindi caratteristiche del tutto simili ai reflui fognari e convogliano nel reticolo idrografico alte concentrazioni di inquinanti biologici e microbiologici Le applicazioni della fitodepurazione per il trattamento delle acque di prima pioggia derivanti dal dilavamento di superfici impermeabilizzate aree urbane piazzali di zone industriali autostrade aeroporti etc sono ormai numerose su scala internazionale e spesso indicate come Best Management Practices nella riduzione dell inquinamento diffuso NSW 1998 Shutes ed altri 1997 e 1999 EPA 1999 Nel caso di corsi d acqua con portate consistenti e soggette ad inquinamento da parte delle sostanze fertilizzanti utilizzate nelle pratiche agricole intensive e solubili in acqua la possibile soluzione per la riduzione del carico
107. mportante rispettare le condizioni di distribuzione del flusso uniforme lungo la larghezza del letto e rendere il sistema ispezionabile per un eventuale pulizia dello stesso in tal senso sono generalmente da preferire collocazioni dei sistemi di alimentazione in superficie limitando l alimentazione sommersa ai casi in cui sono previsti lunghi periodi di ghiaccio In ogni caso deve essere realizzata una striscia trasversale di materiale inerte di grossa pezzatura larga almeno 1 m in modo da limitare al massimo gli intasamenti nella zona di ingresso che potrebbero instaurare linee di flusso preferenziali all interno del letto Se l area posta ad una quota inferiore allo scarico Harea Hscarico L x 0 01 il sistema a flusso sommerso orizzontale permette l alimentazione continua a gravit I diametri impiegati dipendono essenzialmente dal carico idraulico previsto si deve prevedere comunque anche per gli impianti pi piccoli ad uso unifamiliare un diametro minimo di 90 mm onde evitare intasamenti La larghezza del sistema di alimentazione in genere uguale alla larghezza della vasca per vasche molto larghe maggiori di 15 m pu per convenire realizzare due o pi moduli uguali di sistema di alimentazione ripartendo equamente il refluo tra le varie linee Sistemi VF L alimentazione dei sistemi verticali alla base del buon funzionamento e dell efficienza depurativa del sistema Innanzitutto l alimentazione deve e
108. namica o Legge dell entropia essi producono inevitabile disordine crisi inquinamento e in ultima analisi decadenza nell ambiente circostante Tiezzi 1990 La progettazione ecologica deve perci intervenire inserendo le biotecnologie a sua disposizione per ricreare nuovi biotopi e quindi nuove biocenosi ricostruendo la complessit negli ecosistemi compromessi e contribuendo alla ricchezza e all equilibrio biologico Di Fidio 1990 In quest ottica la depurazione naturale assume un ruolo decisivo nella gestione delle acque in ambito urbano 6 2 2 Architettura ecologica e depurazione naturale Nella ricerca di uno sviluppo equilibrato tra insediamento urbano ed ambiente l architettura ecologica ha realizzato una serie di nuclei urbani sperimentando cos una gestione locale delle risorse Fra di essi possiamo ricordare i villaggi realizzati nei primi anni Ottanta del secolo scorso l insediamento ecologico di Gdrtnerhof a Vienna ad opera dell Arch H Deubner ed il quartiere di Schafbriihl a Tubinga e di Mannheim a Wallstad nord realizzati dall Arch J Eble in entrambi la progettazione architettonica integra 1 sistemi di raccolta dell acqua con quelli di depurazione naturale esaltandone i caratteri di naturalit Da queste prime esperienze e con i successivi sviluppi dell applicazione dei sistemi di depurazione naturale si giunge ad una nuova concezione della gestione delle acque che in
109. nerti di riempimento da utilizzare nelle zone filtranti valgono le stesse considerazioni fatte per i sistemi a flusso sommerso orizzontale 45 5 LA VEGETAZIONE Il valore in termini di produttivit e biodiversit delle aree umide stato riconosciuto ormai da decenni basti pensare alla Convenzione di Ramsar 1971 e la successiva ratifica dello Stato italiano con il D P R n 448 1976 La riduzione dell estensione delle zone umide avvenuta principalmente nella prima met del secolo scorso a favore principalmente dell attivit agricola ha portato ad un progressivo impoverimento della componente floro faunistica con la conseguente semplificazione degli ecosistemi L importanza di queste aree comunque non certamente solo di tipo naturalistico ma giocano un ruolo fondamentale nella regimazione naturale dei corsi d acqua superficiali nella ricarica delle falde e nella termoregolazione di microclimi La realizzazione di aree umide finalizzate al miglioramento qualitativo delle acque superficiali wetlands in alveo e fuori alveo ed al trattamento di scarichi puntiformi constructed wetlands rappresenta quindi un opportunit di ripristino di aree a grande valenza ambientale sotto molti punti di vista Questo maggiormente possibile se vengono rispettati criteri di massima naturalit dei sistemi ad esempio privilegiando piante endemiche e o autoctone e sistemi a policolture anzich a monocolture In questa sede
110. nferiti ad un impianto di trattamento pi grande mentre negli impianti di fitodepurazione non si ha alcuna produzione di fanghi a carico dello stadio secondario Gli unici fanghi prodotti sono quelli derivanti dallo stadio di sedimentazione primaria che in genere vengono periodicamente rimossi ed adeguatamente smaltiti ci potrebbe avvenire anche mediante un trattamento in loco con sistemi di fitodepurazione per la disidratazione dei fanghi Di seguito si riporta lo schema generale di un impianto di fitodepurazione per un utenza media pozzetto Fitodepurazione pozzetto di campionamento Pre trattamento Sedimentazione primaria ee Se Figura 9 Schema generale di un impianto di fitodepurazione La complessita dei sistemi di pretrattamento dipende essenzialmente dalla natura del refluo che si deve trattare ed ha la funzione di eliminare le parti grossolane che potrebbero causare indesiderati fenomeni di intasamento Lo stadio successivo di sedimentazione primaria ha invece la funzione di rimuovere buona parte dei solidi sedimentabili e pu essere costituito da una vasca Imhoff da una vasca tricamerale o da una classica vasca di sedimentazione Il trattamento secondario di fitodepurazione pu essere invece costituito da una o pi vasche di uguale o diversa tipologia in quest ultimo caso si parla di sistemi di fitodepurazione ibridi o multistadio disposte in serie e o in parallelo la configurazione impiantistica dipende d
111. ni Bologna 1993 Merz S K Guidelines for Using Free Water Surface Constructed Wetlands to Treat Municipal Sewage Queensland Department of Natural Resources September 2000 Mitsch W J amp Gosselink J G Wetlands Ist Ed Van Nostrand Reinhold New York 1986 Moshiri G A ed Constructed wetlands for water quality improvement Lewis Publisher Baco Raton Ann Arbor London Tokio 1993 Mulamoottil G McBean E A Rovers F Constructed Wetland for the Treatment of Landfill Leachates Lewis Publisher London 1999 New South Wales Department Of Land And Water Conservation The Constructed Wetland Manual Australia 1998 Nielsen S Sludge dewatering and mineralisation in reed bed systems in Constructed wetlands in Water Pollution Control Advances in Water Pollution Control Cooper P F 4 Findlater B C Eds Pergamon Press Oxford UK pp 245 256 1990 Nuttal P M Boon A G Rowell M R Rewiew of the design and management of constructed wetland CIRIA ed London 1997 86 Odum E P Basi di Ecologia Ed Piccin Padova 1988 Pignatti S Flora d Italia Edagricole 1982 Platzer Chr Design recommendations for subsurface flow constructed wetlands for nitrification and denitrification atti della 6 International Conference IWA Specialists Group Wetland Systems for Water Pollution Control Sep 27th to Oct 2nd 1998 Sao Pedro Brazil 1998 Pucci B Bresciani R Conte G Martinuzzi N
112. no caratterizzati da un alto carico organico e da notevoli oscillazioni dei carichi idraulici prodotti e quindi mal si prestano ad essere trattati in sistemi di tipo biologico tradizionale che richiedono invece condizioni di funzionamento abbastanza regolari nel tempo inoltre in ragione degli alti carichi si ha un notevole dispendio energetico ed una consistente produzione di fanghi che vanno ad incrementare in modo considerevole il costo di gestione dell impianto A ci si deve aggiungere il fatto che impianti di tipo tecnologico in genere richiedono operazioni gestionali che devono essere necessariamente a carico di tecnici specializzati La realt italiana invece fatta prevalentemente di piccoli e medi produttori che non possiedono sufficienti risorse per sostenere un impianto di tipo tecnologico La fitodepurazione pu essere quindi una valida alternativa in quanto caratterizzata da bassi costi di manutenzione ed energetici a fronte di un ottima efficienza depurativa Mantovi 2001 del Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia ha pubblicato i risultati ottenuti su un sistema HF che tratta le acque di lavaggio di una stalla di mungitura miste a scarichi civili e che ha ottenuto nel primo anno di monitoraggio rimozioni del carico organico superiori al 92 per il COD e del 93 del BOD e superiori al 91 per i solidi sospesi Per quanto riguarda le aziende vitivinicole sono stati recentemente pubblicati i r
113. nte macrofite emergenti e favorire la diffusione di specie sommerse o galleggianti la pendenza delle sponde non dovr essere maggiore di 15 20 Per evitare fenomeni di bloom algale inoltre consigliabile adottare tempi di ritenzione idraulica non superiori a 2 3 giorni EPA 1999 In tali zone pu comunque essere previsto lo sviluppo di essenze vegetali galleggianti o sommerse La profondit dell acqua della zona a elofite deve tener conto dell ecologia delle piante le variazioni di livello del suolo dovranno inoltre essere realizzate in modo perpendicolare al flusso e comunque si devono avere pendenze comprese tra 1 6 e 1 8 mentre in senso longitudinale si dovr garantire una pendenza di fondo costante Il coefficiente AR delle zone a macrofite deve essere compreso tra 1 4 e 1 10 NSW 1998 rapporti minori possono causare problemi di cortocircuiti idraulici e possono essere adottati solo se abbinati a sistemi di distribuzione e raccolta del flusso lungo tutta la sezione trasversale I letti filtranti sono realizzati seguendo la filosofia dei sistemi a flusso sommerso tale che sono particolarmente indicati per ottenere sia la sedimentazione dei solidi sospesi mediante filtrazione sia un efficace abbattimento della carica batterica grazie all alternarsi con zone a flusso superficiale 43 L inserimento di isole e zone emerse pu migliorare l efficienza idraulica del sistema e pu funzionare come elemento di diversione dei fl
114. o 2 http www gtz de ecosan english 1 4 Depurazione convenzionale o fitodepurazione Un falso conflitto L approccio della sustainable sanitation vede la gestione delle acque e degli scarichi sotto una luce nuova attraverso la quale si cerca di superare la sterile contraddizione che si spesso creata in passato tra i sostenitori ed i detrattori della depurazione naturale I sostenitori della depurazione naturale spesso partivano dalla tesi ideologica del piccolo bello per cui un piccolo impianto sempre da preferire alle grandi opere di depurazione convenzionale mentre i sostenitori della depurazione convenzionale dicevano che il depuratore grande funziona meglio di quello piccolo perch sulla base dell esperienza di chi gestisce depuratori convenzionali l efficacia degli impianti direttamente proporzionale alle dimensioni ma bisogna osservare che c una soglia minima al di sotto della quale la depurazione convenzionale non funziona proprio In realt non ci sono motivi per preferire pregiudizialmente una soluzione rispetto ad un altra in quanto la scelta dipende da fattori oggettivi Il primo problema da porsi non riguarda la tecnologia del singolo impianto ma l architettura generale dei vari impianti che a scala di bacino consenta di raggiungere l obiettivo di qualit nel corpo idrico recettore Per fare ci necessario rispettare tre condizioni e minimizzare la circolazione
115. o come un efficace scelta progettuale per l abbattimento dell azoto Infatti 1 sistemi ibridi sono stati applicati nelle situazioni in cui erano richieste pi alte prestazioni e pi spinti livelli di rimozione degli inquinanti Come si pu osservare nella successiva Figura 24 gli impianti di fitodepurazione realizzati in Italia sono in gran parte di piccola media taglia Il numero riportato di impianti per case singole da 1 a 10 a e sicuramente sottostimato per le difficolt incontrate nel censimento degli stessi ma si pu dare una stima credibile del loro ammontare in circa 150 200 unit Distribuzione del n di impianti per numero di a e numero di impianti 01 10 10 50 50 100 100 500 500 1000 1000 2000 2000 gt 10000 10000 Intervalli abitanti equivalenti Figura 24 Distribuzione del numero di impianti per fasce di utenza I sistemi che mostrano le migliori prestazioni sono riempiti con ghiaia di diametro inferiore ai 10 mm hanno coefficienti d area specifica che variano tra 2 5 e 5 m a e con una tendenza verso il limite inferiore di tale intervallo la pendenza del fondo dell 1 2 ed una profondit media di 0 7 m Del Bubba 2000 Garuti 2000 Masi 1999 Pucci 2001 Masi 2002 Gli impianti descritti nella letteratura nazionale hanno dimostrato l elevata affidabilit dei sistemi HF per la rimozione del carico organico dei solidi sospesi e del carico microbico indipendentemente da va
116. oblema nel quadro normativo vigente vengono presentati i principi di funzionamento le diverse tipologie di impianto e i campi di applicazione ma anche 1 criteri di dimensionamento gli elementi costruttivi e le modalit di gestione e di inserimento ambientale L esame di alcuni significativi casi studi consente di verificare l efficacia delle realizzazioni in campo Infine si vuole sottolineare come questi approcci tecnologici non siano necessariamente alternativi al processi e agli impianti di depurazione convenzionali ma possono rappresentare la soluzione pi efficace in termini costi benefici specie nel caso in cui si debbano risolvere i problemi depurativi di agglomerati medio piccoli e diffusi per i quali difficile prevedere soluzioni convenzionali di colletamento e depurazione Giorgio Cesari Alessandro Lippi Direttore Generale di APAT Direttore Generale di ARPAT 1 INDICE INTRODUZIONE ana aerea annie odiada 3 lAs Scopi delle lince Guida retail 3 1 2 Un nuovo modo di vedere Tmoumamento eee eeeeeceeececeeeeeceeeeeceeeeenaeeeenaeeees 3 1 3 L approccio della sustainable sanitation ia 5 1 4 Depurazione convenzionale o fitodepurazione Un falso conflitto 7 1 5 La nuova filosofia nel quadro normativo italiano 9 GLI IMPIANTI DI FITODEPURAZIONEFEA
117. odo alternato discontinuo seguito da un sistema a flusso sommerso orizzontale l introduzione del sistema a flusso orizzontale ha lo scopo di ottenere una pi efficiente denitrificazione dell effluente in uscita dal sistema verticale Sedimentazione primaria Sistema SFS v Sistema SFS h pozzetto di ispezione Pre trattamento i mn ile lui E gt ll ms out Sitema di pompaggio Figura 12 Schema impianto di fitodepurazione misti VF HF 23 Sistema di fitodepurazione ibrido costituito da un sistema a flusso sommerso orizzontale seguito da un sistema a flusso sommerso verticale articolato su due vasche alimentate in modo alternato discontinuo lo stadio a flusso sommerso orizzontale ha il compito di rimuovere gran parte del carico organico e dei solidi sospesi rimasti dopo la fase di sedimentazione lo stadio a flusso sommerso verticale consente invece di ottenere una forte ossidazione e una efficace nitrificazione senza incorrere in fenomeni di intasamento del filtro a sabbia Tale schema pu prevedere l introduzione di un sistema di ricircolo dell effluente in testa all impianto con lo scopo di ottenere una pi efficiente denitrificazione dell effluente Sedimentazione primaria pozzetto Sistema SFS h Sistema SFS v Pozzetto di ispezione ot ae Figura 13 Schema impianto di fitodepurazione misti HF VF Sistema di fitodepurazione ibrido costituito da un sistema a flusso sommerso orizzontale seguito
118. olare mentre la pendenza del fondo del letto pu variare dall 1 al 5 compatibilmente con i calcoli di verifica sulla geometria della vasca L area trasversale pu essere calcolata con l equazione di Darcy At Q kr x dh ds 33 dove A area trasversale m Q portata media del refluo m s ky conducibilita idraulica m s dh ds pendenza del fondo vasca m m h profondita del letto s lunghezza del letto Calcolata l area trasversale si pu ottenere la larghezza minima del letto Ac 0 95 Dmin cos da definirne la geometria ovvero il rapporto tra lunghezza e larghezza Un valore adeguato di questo parametro elimina 1 rischi di corto circuito idraulico con possibile scorrimento in superficie del refluo che comporta la riduzione dell efficienza depurativa Il rapporto tra la profondit del letto e la sua lunghezza permette di individuare il massimo gradiente idraulico disponibile affinch ci sia un movimento netto del liquame dall entrata verso l uscita senza ritorni o ristagni di flusso Sulla base delle dimensioni reali ottenute dal progetto deve essere fatta una verifica del profilo idraulico La flessibilit dell altezza necessaria per garantire da un lato la completa ed uniforme immersione dell apparato radicale lungo il letto e dall altro la riduzione della possibilit che si instaurino condizioni di flusso superficiale all inizio delle vasche L EPA consiglia un valore limi
119. olarit Due sistemi HF entrambi posizionati a valle di impianti a fanghi attivi ed aventi entrambi un coefficiente d area di circa 1 m a e hanno efficacemente svolto l azione di tamponamento dei picchi di concentrazione degli inquinanti in uscita dagli impianti a monte ed hanno mostrato rimozioni del COD e dei nitrati rispettivamente negli intervalli del 59 88 e del 78 84 Masi 2000 L applicazione di un sistema HF per l abbattimento della carica batterica residua negli effluenti di un filtro percolatore che tratta una popolazione di circa 1100 a e in Sicilia illustrata da Barbagallo nella sua pubblicazione del 2002 I risultati ottenuti mostrano rimozioni maggiori del 99 per i batteri indicatori ottenuti con un tempo di ritenzione di circa 2 3 giorni circa 1 m a e ed abbattimenti di circa il 68 per il BOD e del 76 per il COD Tra i sistemi FWS sul Trebbia l impianto di Bobbio stato approfonditamente monitorato per un lungo periodo Le rimozioni medie ottenute riportate da Bisogni 2000 sono BOD 50 COD 10 Nitrati 80 Nitriti 88 Fosforo 33 Coliformi Fecali 99 9 Dall osservazione dei primi significativi monitoraggi sugli impianti esistenti dando particolare rilevanza agli impianti che abbiano gi raggiunto un livello di esercizio a regime generalmente dopo 2 3 anni dall attivazione sembra emergere l evidenza che l utilizzo dei criteri di dimensionamento utilizzati nei paesi del no
120. on il design e le modalit di esecuzione dei lavori e tutte le acque di scarico devono essere raccolte canalizzate e smaltite attraverso le reti fognarie senza determinare fenomeni di erosione dei terreni o di ristagno delle acque e il deflusso delle acque superficiali deve avvenire senza determinare fenomeni di erosione o di ristagno e non si devono prevedere modificazioni di impluvi fossi canali ed intubamento delle acque all interno degli stessi n dell assetto delle sponde e o degli argini dei corsi d acqua e durante l esecuzione dei movimenti terra e delle opere deve essere assicurato il normale deflusso delle acque meteoriche al fine di evitare fenomeni di ristagno o di erosione nell area oggetto dei lavori e iriporti di terreno dovranno essere eseguiti in strati assicurando il graduale compattamento dei materiali terrosi dai quali devono essere separate le frazioni litoidi di maggiori dimensioni e i manufatti in cemento armato o in materie plastiche devono essere completamente interrati e le specie vegetali usate siano autoctone e quindi naturalmente presenti nel territorio e le sponde delle vasche di fitodepurazione vengano inerbite o comunque realizzate in modo da avere la minore discontinuit fra il sistema naturale e l impianto stesso e le aree vengano soggette a rimodellamento in modo da raccordarsi con i profili morfologici caratteristici delle aree confinanti Nei casi in cui il vincolo paesaggistico
121. onamento dell impianto in base ai parametri di progetto individuati e sostenibilit economica dell intervento sia in fase di realizzazione che in fase di gestione Una volta stabilito che il ricorso a tecniche di depurazione naturale la soluzione appropriata si pu procedere alla scelta dello schema impiantistico ideale e alla stima preliminare delle superfici necessarie Il passo successivo rappresentato dalla scelta dell area adatta alla realizzazione dell impianto il vincolo principale costituito in genere proprio dalla disponibilt di spazio Infatti spesso accade di dover modificare lo schema impiantistico scelto a favore di uno avente maggiore compattezza senza ovviamente venire meno agli obiettivi depurativi fissati Dopo aver svolto tutte le indagini preliminari del caso sul sito di intervento indagini geologiche e idrogeologiche verifica dei vincoli esistenti inquadramento vegetazionale etc si pu procedere al design dell impianto 20 uozezzi qe w dw Ip odi jap e4395 ed l lep euo zein6ijuoo a im ulo o gn toiladns ll p uozeuluui q ajueid ll p eyaos Olu uuIduu li Ip uunip uu lap e1l os uz nenBape jnusweyej aid lap SUOIZEUIW19 0q n ayejusique oyedui Ip auoIZemien Y Ud SISO I OQUIA uoo eniqneduoo O JUSAJE U Ip eaJe ap pee yaaa aysalyou joysedns ajjap EWISSELI IP oyuaweuo suawIg oyelidoidde
122. pa R The experience in the operation of constructed wetlands in north eastern Poland Preprints of Proceedings of the 5th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control IX 6 15 19 Sept 1996 Vienna Austria Comune di Dozza Sellustra Life Metodi e risultati del progetto Dozza 2003 Conte G Martinuzzi N Giovannelli L Pucci B Masi F Constructed wetlands for wastewater treatment in central Italy Water Science amp Technology vol 44 n 11 12 pp 339 343 2001 Conte G Bresciani R Pucci B Martinuzzi N Applicazioni di sistemi a flusso sommerso orizzontale per trattamento secondario di reflui civili e agro industriali in Italia Atti del Convegno La fitodepurazione applicazioni e prospettive ARPAT Volterra PI pp 90 105 2003 Cooper P F and Findlater B C eds Constructed wetlands in water pollution control Proceedings of the international conference on the use of constructed wetlands in water pollution control 24 28 Sept 1990 Cambridge UK Pergamon Press Oxford UK 1990 Cooper P F The use of Reed Bed Systems to treat domestic sewage the European Design and Operation Guidelines for Reed Bed Treatment Systems in Constructed Wetlands for Water Quality Improvement Moshiri G A Ed Lewis Publisher 1993 Dal Cin L Bendoricchio G Coffaro G Linee Guida per la ricostruzione di aree umide per il trattamento di acque superficiali ANPA Roma 20
123. plessit del sistema e dal numero di vasche che si deve alimentare ci importante per garantire una certa automaticit e semplicit d uso senza introdurre complicazioni elettroniche di scarsa utilit Il sistema di alimentazione delle vasche deve garantire una uniforme distribuzione del refluo sulla superficie la conformazione geometrica di questo sistema dovr avere un alto grado di simmetria e tutti 1 punti di uscita del refluo dovranno sottendere un uguale area e coprire tutta la superficie I sistemi comunemente utilizzati vengono realizzati tramite tubazioni per condotte di scarico in materiali plastici quali PE o PVC L uscita del refluo pu avvenire attraverso apposite bocchette realizzabili ad esempio con delle curve a 90 oppure praticando dei forellini di 2 4 mm sulla parte inferiore delle tubazioni 4 2 5 Sistemi di uscita Sistemi HF I sistemi di uscita sono spesso realizzati con una tubazione drenante posta sul fondo al piede della scarpata della vasca per tutta la sua larghezza e collegata con una tubazione ad un pozzetto in cui alloggiato un dispositivo che garantisce la regolazione del livello idrico all interno del sistema ci permette di regolare il livello di refluo nella vasca secondo le esigenze funzionali del sistema stesso Qualora la vasca abbia una larghezza maggiore di 25 30 metri preferibile utilizzare due sistemi di uscita per ridurre le inevitabili zone di ristagno che altrimenti
124. ponde contenimento cedimenti Sistema di Assenza di fenomeni ostruttivi Lavaggio in pressione del tubo di alimentazione alimentazione sul pozzetto in ingresso Tubazioni di uscita Assenza di fenomeni ostruttivi Lavaggio con getto d acqua in pressione della vasca flusso anche se minimo Rimozione e smaltimento appropriato del materiale Pozzetto di continuo sedimentato regolazione Materiale sedimentato sul fondo lt 20 cm Semestrale Tappeto erboso Copertura del tappeto erboso Eseguire nuovamente la semina se la stagione lo sulle sponde superiore al 50 consente Medium di Ruscellamento assente tranne Lavaggio del pietrame dei vespai di alimentazione riempimento in coincidenza di punte di carico con acqua in pressione dalla T di ispezione iniziale Assenza di sversamenti Eseguire gli interventi relativi al trattamento cospicui di fanghi sulla primario superficie Allagare il letto per permettere ai fanghi di venire a galla e riportarlo ad una quota inferiore al regime e dopo che i fanghi saranno solidificati si dovranno raccogliere Meccanismo di Ciascuna uscita consente i Verifica della perfetta tenuta stagna del pezzo regolazione diversi livelli del pelo libero regolatore chiudendo tutte le uscite Annuale Taglio delle piante L assenza di deflusso in superficie permette di evitare il taglio i vegetali morti non compromettono in alcun modo l idraulica dei filtri e inoltre consentono di isolarli termicamen
125. qua profonda e tramite un accurata definizione del profilo idraulico del sistema La scelta di suddividere il sistema in pi celle di trattamento ha effetti benefici sul miglioramento delle rese depurative in quanto consente una redistribuzione del flusso sia idraulico che di massa su tutta la superficie trasversale della nuova cella se si osservano le indicazioni riportate nel paragrafo sui sistemi di alimentazione minimizzando i rischi di cortocircuito idraulico in ogni unit e massimizzando conseguentemente i tempi di ritenzione consigliabile prevedere un minimo di tre celle in serie La suddivisione in pi celle meglio ancora se coincidenti con le varie zone principali costituenti una zona umida consente inoltre pi efficaci interventi di manutenzione Pi celle in serie possibilmente con l alternanza di sistemi filtranti a flusso sommerso consente infine un miglior rendimento nell abbattimento della carica batterica La pendenza delle varie zone componenti il sistema a flusso libero deve avere un valore piuttosto costante compreso tra 0 3 e 2 In senso trasversale invece si consiglia di adottare altimetrie e pendenze variabili in modo da favorire l attecchimento di specie vegetali diverse L alternanza di zone ad acqua libera a zone densamente vegetate un fattore molto importante nel design di un sistema a flusso libero le zone ad acqua libera prive di vegetazione emergente servono per facilitare molti processi
126. ra impianto di depurazione e sostenendo invece l equiparabilit in termini di risultati e la superiorit schiacciante in termini di costi di un approccio basato su un modello diffuso basato sull ingegneria naturalistica e la fitodepurazione su piccola scala In effetti il mancato rispetto della prima condizione sopra riportata minimizzazione del ciclo artificiale ha portato ai problemi che sono schematizzati nella Figura 2 che segue riduzione delle portate naturali e concentrazione dei carichi difficilmente sopportabili dai corsi d acqua Nella stessa figura schematizzata una strategia depurativa che punta al riutilizzo delle acque ed alla restituzione dei carichi e delle portate il pi vicino possibile ai punti di prelievo 3 La riduzione della circolazione artificiale una delle azioni prioritarie per la tutela delle risorse idriche individuate dalla Strategia di Azione Ambientale per lo Sviluppo Sostenibile approvata dal CIPE il 2 Agosto 2002 http www minambiente it SVS svs strategia_ambientale htm 4 A Massarutto e R Mazzola Per entrare in Europa le infrasistemi idriche Ministero LL PP 1999 LEGENDA H FIUME kal MARE E ATTINGIMENTI SJ LIQUAMI FOGNARI a LIQUAMI DEPURATI Di COLTURE IRRIGUE Figura 2 Due modelli di depurazione centralizzata o decentrata Sansoni 1998 modificata Il rispetto della seconda e della terza condizione garantire una buona efficacia depu
127. rativa favorire il riuso di acqua e nutrienti dipende da tanti fattori ma a questo livello che la scelta della tecnologia depurativa depurazione convenzionale o naturale o una integrazione delle due tecnologie assume grande importanza Ad esempio di fronte alla necessit di depurare gli scarichi di una citt compatta di 100 000 abitanti sar molto difficile anche se teoricamente possibile disporre delle aree per realizzare un sistema di fitodepurazione in grado di trattare tutti gli scarichi In queste condizioni molto pi semplice realizzare un depuratore convenzionale che consente di trattare grandi volumi in aree ristrette eventualmente integrato con un sistema di depurazione naturale come finissaggio Diventa per fondamentale in questo caso da un lato garantire un ottimo funzionamento del sistema con una gestione estremamente attenta dall altro prevedere il riuso delle acque trattate che costituiscono una risorsa preziosa Se il problema invece quello di trattare i liquami di centri abitati di piccole dimensioni in particolare alcune aree collinari o montane o un area urbana diffusa allora quasi sempre vantaggioso sia in termini economici che ambientali ricorrere alle tecnologie naturali Occorre rilevare che la depurazione naturale molto spesso la soluzione che pi di ogni altra consente di raggiungere l obiettivo di ridurre la circolazione artificiale e di restituire il prima possibile ai c
128. raulici e dei tempi di ritenzione In questi sistemi gli inquinanti sono rimossi da una combinazione di processi chimici fisici e biologici tra cui sedimentazione precipitazione adsorbimento assimilazione da parte delle piante ed attivit microbica sono le maggiormente efficaci Brix 1993 I sistemi di trattamento di acque inquinate mediante aree umide artificiali nel nostro paese sono comunemente definiti impianti di fitodepurazione si tratta di sistemi ingegnerizzati progettati e costruiti per riprodurre i naturali processi autodepurativi in un ambiente maggiormente controllabile La prima esperienza di questo tipo risale al 1952 anno in cui Seidel inizi una serie di sperimentazioni al Max Planck Institute di Plon Seidel 1955 da allora ci sono voluti oltre venti anni di ricerche per arrivare nel 1977 al primo impianto di fitodepurazione in scala reale costruito a Othfresen in Germania per il trattamento dei reflui urbani Kickuth 1977 Nella terminologia Sistemi di depurazione naturale si includono svariate tecniche tradizionalmente utilizzate per il trattamento di acque reflue tra queste le pi utilizzate a livello internazionale sono quelle brevemente descritte di seguito e Lagunaggio sono bacini di accumulo in cui in base al tempo di permanenza delle acque all interno delle vasche si ottiene una riduzione delle sostanze inquinanti per processi biologici 10 sedimentazione esposizione alla radia
129. rd e del centro Europa produca dei sovradimensionamenti nelle condizioni meteoclimatiche tipiche del bacino Mediterraneo Le rese di rimozione che si ottengono sugli impianti di fitodepurazione italiani sono invece in maggior accordo in relazione al carico idraulico alla qualit delle acque reflue trattate ed al coefficiente d area utilizzato con altre esperienze mediterranee come ad 65 esempio le esperienze slovene e croate paesi in cui i sistemi a flusso sommerso sono ormai applicati in largo numero da svariati anni Considerando le buone rese depurative ottenute il positivo impatto sull opinione pubblica i bassi costi gestionali e le ultime disposizioni di legge in materia di depurazione delle acque di scarico si pu concludere come i sistemi di fitodepurazione stiano diventando un valido strumento per il trattamento delle acque reflue in Italia in special modo per applicazioni su piccole medie utenze quale trattamento secondario e come trattamento di affinamento e disinfezione per medi grandi impianti tecnologici 8 1 L impianto di fitodepurazione per reflui urbani di Dicomano Fi 8 1 1 Il Problema L idea di un impianto di fitodepurazione per Dicomano nasce da uno Studio di Fattibilit effettuato nel 1997 dall ARPAT Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale della Toscana su commissione della Comunit Montana del Mugello Alto Mugello e Val di Sieve Tale studio individu le tecniche di depurazione naturale come t
130. re Sistemi VF Il drenaggio delle acque che percolano nei filtri verticali realizzato nello stesso modo dei letti a flusso sommerso orizzontale ponendo una tubazione microforata su un lato del letto e assicurando una pendenza minima 1 2 del fondo del letto verso quel lato per favorire l evacuazione del liquame Altrimenti si possono disporre pi tubazioni di drenaggio sul fondo distanziate di 1 2 metri collegate da un lato ad una tubazione di scarico finale dall altro con l esterno in modo da funzionare anche da bocca di ventilazione 4 2 6 Impermeabilizzazione Per evitare fenomeni di inquinamento del sottosuolo i bacini di depurazione devono essere impermeabilizzati utilizzando a tale scopo geomembrane sintetiche o bentonitiche ed escludendo invece i manufatti in cemento per una questione di costi di realizzazione e dismissione di sicurezza di tenuta idraulica e quindi di compatibilit ambientale La possibilit di utilizzare terreno argilloso pur essendo la pi economica limitata dalla permeabilit del terreno stesso che deve essere molto bassa indicativamente pari a K lt 10 m s e con la quota di falda a non meno di un metro sotto la base del letto Cooper 1993 In genere sono preferiti 1 manti sintetici che utilizzano materiali quali e polietilene a bassa ed alta densit PE e PVC e polipropilene Gli spessori dei teli sono variabili da 0 5 a 2 mm Le saldature delle membrane possono
131. re limitata solo ai casi in cui la permeabilit del terreno molto bassa indicativamente con K lt 10 m s e la quota della falda oltre 1 metro sotto la base del FWS Nel caso comunque che si utilizzi argilla per impermeabilizzare il sistema questa deve essere posta in opera su due strati ben compattati di altezza minima totale pari a 30 cm In genere il ricorso a manti sintetici con spessore variabile da 0 5 a 2 mm la scelta pi economica ma meno ecologica e che garantisce una perfetta tenuta del bacino la facilit della posa in opera dipende per dalle geometrie e dal design del sistema Nel caso di presenza della falda si deve comunque richiedere l intervento di un geologo per quantificare la possibile sottospinta idraulica e valutare le opere necessarie a mitigare gli effetti conseguenti 4 3 7 Medium di riempimento Una volta impermeabilizzato il fondo si deve porre a ricoprimento uno strato di terreno vegetale dell altezza di 20 40 cm con la funzione di e consentire l attecchimento delle essenze vegetali e fornire una protezione meccanica all impermeabilizzazione Il terreno vegetale da utilizzare dovr essere privo di radici erbe infestanti ciottoli e sassi inoltre non deve contenere alte quantit di argille I suoli con tessitura da sabbiosa a limosa con alto contenuto organico sono i pi favorevoli allo sviluppo e alla rapida propagazione della vegetazione Per quanto riguarda invece gli i
132. recise in merito VF medium di riempimento 0 1 1 10 Diametro mm Figura 17 Medium di riempimento consigliato dalle Linee Guida danesi Schl mmkorn Siebkorn Feinstes Schiufficom Kieskorn Stein fein mittel grob fein mittel fein mittel Ea ull 0 63 2 0 6 3 20 63 100 Korndurchmesser d in mm Figura 18 Medium di riempimento consigliato dalle Nuove Linee Guida tedesche ATV in via di pubblicazione Particolarmente importante risulta l esame qualitativo del materiale di riempimento al momento della fornitura la sabbia sia essa viva naturale od artificiale dovr essere scevra da materie terrose od organiche esser preferibilmente di qualit silicea in subordine quarzosa granitica o calcarea di grana omogenea stridente al tatto e dovr provenire da rocce aventi alta resistenza alla compressione Ove necessario la sabbia sar lavata con acqua dolce per l eliminazione delle eventuali materie nocive alla prova di decantazione in acqua comunque la perdita in peso non dovr superare il 2 Come substrato possono essere utilizzati anche materiali artificiali come il LECA Light Expanded Clay Aggregate argilla espansa molto leggera con grani delle dimensioni 1 32 mm creati ad 39 alte temperature in forni
133. riazioni anche sostanziali nel carico idraulico delle caratteristiche di composizione delle acque in ingresso e delle temperature esterne In pieno accordo con i dati di letteratura gli impianti HF italiani dimensionati con coefficienti d area minori di 5 m a e non riescono ad ottenere rimozioni dell azoto ammoniacale superiori al 60 70 mentre mostrano rese pi elevate per la denitrificazione specialmente nei mesi estivi Masi 1999 Del Bubba 2000 Garuti 2000 63 Masi 2000 riporta un tentativo di individuazione di una correlazione tra le concentrazioni del carico organico COD in ingresso e quelle in uscita per 10 impianti HF italiani applicati come trattamento secondario di reflui civili e domestici I 10 impianti hanno tutti un tempo di ritenzione idraulica HRT compreso tra 3 4 giorni La Figura 25 mostra la debole relazione tra i valori esaminati medie annuali sui singoli impianti mettendo quindi in luce una certa indipendenza della qualit degli effluenti dal contenuto di carico organico dei reflui in ingresso Questo risultato in accordo con quanto riportato per il BOD da Vymazal 1999 su 44 impianti HF nella repubblica Ceca e da Brix 1998 per 100 impianti HF in Danimarca C 0 0607 CO 24 77 r 0 379 gt E Q O z 2 3 o 500 600 Inflow COD mg l Figura 25 Correlazione tra le concentrazioni di COD nei reflui in uscita dai sistemi primari fosse Imhoff e le concen
134. ro Genziana d acqua stella d acqua Violetta d acqua Mentha aquatica Nymphoides peltata Epilobium hirsutum Callitriche stagnalis Alisma plantago aquatica Hottonia palustris ythrum salicaria Stachys palustris NATANTI Sparganium erectum Hydrocaris morsus ranae Pos EEE AE AE Tabella 12 Piante acquatiche maggiormente utilizzate per i sistemi a flusso libero in Italia Butomus umbellatus Elodea canadensis E E D D ______ NOME SCIENTIFICO Phragmites australis o communis Typha minima Typha angustifolia Schoenoplectus lacustris Butomus umbellatus Caltha palustris Carexfusca Carex hirta Carex elata j Epatoriumcannabium Mentha aquatica Epilobium hirsutum _ Alisma plantago aquatica Stachys palustris Sparganium erectum po i O 5 1 1 Ruolo delle piante nei sistemi di fitodepurazione Le piante all interno dei sistemi di fitodepurazione hanno diverse funzioni di cui alcune possono variare da gruppo a gruppo ad esempio quelle appartenenti al genere Myriophyllum hanno la capacit di ossigenare la matrice acquosa e di assorbire direttamente da questa le sostanze nutritive nitrati fosfati etc necessarie per la loro crescita In generale le funzioni principali possono essere cos riassunte e fornire ossigeno al medium di crescita ghiaia e o acqua necessario per i processi ossidativi Armstrong 1990 Brix 1993 e fornire un utile supporto per il
135. rop Commun EUR 5672e pp 335 343 London 1977 Knight R L Effluent distribution and basin design for enhanced pollutant assimilation by freshwater wetlands in Reddy K R amp Smiths W H eds Freshwater Wetlands Ecological Processes and Management Potential Academic Press New York pp 913 921 1987 Lens P Zeeman G e Lettinga G Decentralised Sanitation and Reuse concepts systems and implementation IWA Publishing 2001 Lesavre J Iwema A Dewatering of sludge coming from domestic wastewater treatment plant by planted sludge beds French situation Proceedings 8th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control Arusha Tanzania 16 19 of September 2002 pp 1193 1205 2002 Li nard A Duch ne Ph Gorini D A study of activated sludge dewatering in experimental reed planted or unplanted sludge drying beds Wat Sci Tech 32 3 pp 251 261 1995 Maehlum T Jenssen P D Norway in Constructed wetlands for wastewater treatment in Europe Vymazal J Brix H Cooper P F Green M B Haberl R eds Backhuys publ Leiden pp 217 225 1998 Mantovi P Piccinini S Trattamento di fitodepurazione delle acque reflue della zona di mungitura L Informatore Agrario n 33 pp 53 57 2001 Mara D D Waste stabilization ponds effluent quality requirements and implications for process design Water Science amp Tecnology Waste Stabilization Pon
136. se vegetali tramite un sistema di filtrazione finale realizzato con un letto di ghiaia grossolana oppure con una griglia a maglie larghe I dispositivi di raccolta dell acqua in uscita dovranno essere progettati in modo da non creare vie preferenziali di scorrimento del refluo per questo importante assicurare una uniforme raccolta del refluo su tutto lo sviluppo trasversale della zona umida prevedendo pi dispositivi di raccolta collegati tra loro e o zone ad acqua profonda per la miscelazione e ridistribuzione dei flussi 44 La raccolta delle acque potr avvenire con l utilizzo di tubazione microforata per drenaggio l installazione di apposito pozzetto drenante o di una soglia a stramazzo La regolazione del livello nella zona umida pu essere realizzata tramite dispositivi simili a quelli visti per 1 sistemi a flusso sommerso orizzontale oppure possono essere utilizzate panconature paratoie o stramazzi regolabili 4 3 6 Impermeabilizzazione Nel caso di utilizzo di un sistema a flusso libero come post trattamento di un impianto di depurazione si deve evitare l infiltrazione delle acque nel suolo e quindi si deve ricorrere a sistemi di impermeabilizzazione con gli stessi requisiti di permeabilit dei sistemi a flusso sommerso La realizzazione di FWS su terreni argillosi a bassa permeabilit e o l utilizzo di un substrato argilloso se da una parte la scelta ambientalmente pi sostenibile dall altro deve esse
137. search and Control v 29 pp 289 294 1994 USEPA Subsurface flow constructed wetlands for wastewater treatment EPA 832 R 93 001 U S EPA Office of Water WH547 1993 Vretare V amp Weisner S E B Influence of pressurized ventilation on performance of an emergent macrophyte Phragmites australis Journal of Ecology 88 6 pp 978 987 2000 Vymazal J et al Transformation of Nutrients in Natural and Constructed wetlands Backhuys publ Leiden 2001 Vymazal J Brix H Cooper P F Green M B Haberl R Constructed wetlands for wastewater treatment in Europe Backhuys publ Leiden 1998 WRc Reed Beds amp Constructed Wetlands for wastewater treatment Database Severn Trent Water WRc Plc Medmenham 1996 Whigham D F amp Brinson M M Wetland value impacts in Pattern B C ed Wetlands and Shallow Continental Water Bodies Vol 1 pp 401 421 SPB Academic Publishing The Hague 1990 Williams M Understanding wetlands in Williams M ed Wetlands A Threatened Landscape pp 1 41 Basil Blackwell Oxford 1990 Zangheri P Flora italica Ed Cedam Padova 1976 88
138. si a PTS ciali iena 75 9 92 LLasoluzione progettuale T a sS ASS us 76 8 3 3 Lerese depurada laicas 76 GEOSSARIO aia 79 BIBLIOGRAFIA lt a idos 84 1 INTRODUZIONE Con il termine fitodepurazione si intende un insieme di tecniche e soluzioni usate per il trattamento delle acque di scarico ed il controllo dell inquinamento diffuso Ma alla base dell idea stessa di fitodepurazione vi un approccio al problema dell inquinamento ed alle sue possibili soluzioni decisamente diverso da quello che ha caratterizzato la cultura tecnica del settore della gestione e depurazione delle acque negli ultimi 30 anni 1 1 Scopi delle Linee Guida Alcuni esperti italiani hanno maturato negli ultimi dieci anni una vasta e dettagliata esperienza sulle problematiche e le modalit progettuali nonch sulle necessit realizzative e di gestione degli impianti di fitodepurazione applicati a reflui civili e o ad essi assimilabili Il buon funzionamento di questi impianti ormai ben dimostrato ed accettato diffusamente anche in scenari particolari come ad esempio il settore turistico campeggi hotel agriturismi etc e comunque in presenza di forti variazioni nella quantit e qualit di acqua trattata giornalmente Le certezze acquisite ampiamente riportate nella letteratura di livello internazionale sono rispondenti alle esperienze osservabili in Italia D altra parte di fronte al crescente interesse verso le tecniche di d
139. si estensivi di depurazione delle acque reflue specifici per piccoli medi insediamenti 500 5000 a e Ufficio delle Pubblicazioni ufficiali delle Comunit Europee Lussemburgo 2001 e AA VV Guida pratica ai fiori spontanei in Italia a cura di Carlo Ferrari Reader s Digest Milano 1993 e Allen R G Pereira L S Raes D Smith M Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements FAO Irrigation and drainage paper 56 FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome 1998 e Armstrong J Armstrong W Light enhanced convective throughflow increases oxygenation in rhizomes and rhizosphere of Phragmites australis Cav Trin ex Steud New Phytol 114 121 128 1990 e ATV Principles For The Dimensioning Construction And Operation Of Plant Beds For Communal Wastewater With Capacities Up To 1000 Total Number Of Inhabitants And Population Equivalent Bonn 1998 e AxlerR Henneck J and McCarthy B Residential subsurface flow treatment wetlands in northern Minnesota Proceedings of 7 Intern Conf on Wetland Systems for Water Poll Control 2000 e Barbagallo S Cirelli G L Consoli S Toscano A e Barbera A Experiences on Constructed Wetland as tertiary treatment for wastewater reuse the case study of S Michele di Ganzaria Sicilia Proceedings of 1th International Conference on small wastewater technologies and management for the Mediterranean area Siv
140. sia dovuto alla vicinanza di un corpo idrico superficiale significativo vale la pena sottolineare come la realizzazione di un trattamento secondario o terziario con le tecniche di fitodepurazione a tutti gli effetti un intervento che contribuisce alla riqualificazione dell ambiente fluviale poich le essenze vegetali comunemente utilizzate sono tipiche delle fasce riparie 6 2 Inserimento paesaggistico La realizzazione di un sistema di fitodepurazione pu essere a tutti gli effetti un intervento che contribuisce alla riqualificazione ambientale di un area degradata o compromessa Le opere previste non interferiscono se non in minima parte vedi Cap 8 Casi studio con la morfologia del territorio d altra parte una buona progettazione dovr tener conto di questo per la scelta del sistema pi appropriato per il dimensionamento delle vasche e la scelta della loro geometria Allo stesso modo si dovr minimizzare al massimo l impatto dovuto all inserimento di vegetazione non autoctona infatti in sede di progettazione dovr essere effettuata una verifica delle specie presenti sul territorio in modo da mirare la scelta verso essenze tipiche dell area d intervento e o di quella limitrofa In molti casi la realizzazione di un area umida artificiale ha portato all instaurarsi di nuove dinamiche delle popolazioni faunistiche con la comparsa di specie che un tempo erano indigene e che successivamente sono scomparse po
141. so verticale ha meno limitazioni a differenza dei sistemi a flusso sommerso orizzontale l importante assicurare una uniforme distribuzione del liquame su tutta la superficie Tale condizione si riesce a raggiungere adottando sistemi di distribuzione dotati di un certo grado di simmetria vedi Par 4 2 4 quindi anche la forma della vasca dovr essere scelta di conseguenza Si ritiene importante la scelta della configurazione dei letti infatti per ottenere elevati rendimenti depurativi si deve alimentare le vasche in modo discontinuo lasciando tra una carica e l altra il tempo 34 adeguato per la percolazione del liquame e la successiva areazione Se per impianti di piccola taglia si pu realizzare un unica vasca a flusso sommerso per impianti pi grandi pu essere conveniente dividere il sistema in pi vasche o in settori alimentati in modo alternato 4 2 4 Sistemi di alimentazione Sistemi HF In un sistema a flusso sommerso orizzontale il liquame in entrata pu essere distribuito in diversi modi solitamente i pi frequenti sono e un canale a pelo libero che alimenta a stramazzo la vasca in diversi punti e una tubazione forata o con elementi di distribuzione a T collocata superficialmente o sommersa nel refluo Questi due esempi presentano vantaggi e svantaggi a seconda delle portate in gioco e del tipo di trattamento che deve svolgere il sistema Comunque indipendentemente dalla scelta del sistema di distribuzione i
142. sospesi azoto e coliformi Si noti che l impianto stato progettato considerando che l effluente viene riutilizzato per fini irrigui e quindi il nitrato prodotto stato lasciato per consentirne l uso come fertilizzante naturale Con un ricircolo sarebbe possibile abbattere ulteriormente tale parametro 8 4 Firenze Hotel Relais Certosa 8 4 1 Il problema L impianto di fitodepurazione che serve l Hotel Relais Certosa in provincia di Firenze stato realizzato in quanto la zona non era servita dalla fognatura nera pubblica i trattamenti esistenti erano costituiti da fosse settiche Imhoff seguite da dispersione per subirrigazione ma i problemi di tipo igienico sanitario derivati hanno consigliato la realizzazione di un impianto di fitodepurazione L Hotel 72 situato alle porte di Firenze e la vicinanza al casello autostradale consente un utilizzo costante durante tutto l anno L impianto di depurazione stato dimensionato per un utenza massima di 140 a e Il corpo idrico recettore costituito da un fosso campestre che dopo circa 100 m recapita nel Fiume Greve Sar valutata in seguito al monitoraggio la possibilit di riutilizzo dell acqua depurata per l irrigazione di aree a verde di propriet dell albergo 8 4 2 La soluzione progettuale L impianto finito di realizzare nel 2003 un sistema ibrido costituito da una vasca a flusso sommerso orizzontale seguita da una vasca a flusso sommerso ver
143. specializzati oppure i BIOBLOCK matrici modulari di polietilene autopulenti e ad alta porosit in cui vengono piantumate le radici delle piante Ancora poco sperimentato invece l uso di materiali di scarto come ceneri di combustione PFA segatura scarti di miniera scarti inerti dell edilizia L altezza totale del letto dipende in modo minore dalla profondit dell apparato radicale dell essenza vegetale prescelta rispetto ai sistemi HF l importante che le radici raggiungano perlomeno 1 primi 30 cm dello strato di sabbia 4 3 Sistemi a flusso libero 4 3 1 Introduzione I sistemi a flusso libero vogliono ricreare le caratteristiche idrauliche vegetazionali ambientali e i processi biologici propri delle zone umide naturali sono sistemi con un forte indice di naturalit e quindi difficilmente standardizzabili sia dal punto di vista delle metodiche di dimensionamento che del design A differenza dei sistemi a flusso sommerso in cui possibile una pi precisa definizione delle caratteristiche principali di realizzazione e funzionamento qui si forniscono solo alcune indicazioni generali il design di un sistema a flusso libero deve essere elaborato caso per caso solo tramite un approccio multidisciplinare in relazione alle condizioni climatiche ed edafiche del sito di intervento agli obiettivi depurativi ed alla tipologia di acqua da trattare I sistemi a flusso libero sono stati utilizzati per il trattamento dell
144. ssere discontinua cio deve trascorrere un certo lasso di tempo tra una carica e l altra durante questo periodo per avere la massima efficienza si deve avere la pressoch totale percolazione del refluo all interno del medium di riempimento Per questo motivo l intervallo minimo tra un alimentazione e l altra e quindi il volume utile di cacciata deve essere fissato in base al medium prescelto le Linee Guida tedesche ad esempio con i riempimenti e la stratigrafia fissate consigliano come valore ottimale 6 alimentazioni al giorno mentre le Linee Guida danesi riportano 12 24 volte al giorno La modalit di alimentazione discontinua richiede l utilizzo di un sifone di cacciata o molto pi spesso di un sistema di pompaggio I sifoni generalmente utilizzati tra quelli in commercio sono di tipo Milano altri modelli in commercio non sono consigliabili in quanto poco adatti alle acque reflue civili Si possono invece utilizzare dispositivi progettati ad hoc in materiali resistenti alla corrosione che sfruttano il principio di funzionamento dei sifoni Un alternativa sempre del tipo energy free ai sifoni sono i tipping bucket in cui l alimentazione discontinua garantita da una tramoggia basculante che riempendosi scarica la portata voluta sono comunque sistemi consigliabili per l alimentazione di vasche piccole e per l utilizzo in impianti di taglia piccola inferiori a 100 200 a e
145. tamento secondario dei reflui prodotti da attivit turistiche e ricettive quali agriturismi campeggi hotel ristoranti sale per ricevimenti etc in effetti i sistemi di depurazione naturale ben si adattano a queste situazioni in quanto le loro rese depurative non dipendono dalle forti variazioni dei carichi idraulici e organici in ingresso Inoltre tali sistemi per la loro economicit e semplicit di gestione risultano essere molto interessanti per attivit di natura commerciale In un sempre maggior numero di casi inoltre l intervento non si limita alla realizzazione di un impianto di fitodepurazione bens investe tutto il ciclo delle acque secondo un approccio di depurazione sostenibile dispositivi di risparmio idrico separazione delle acque grigie riutilizzo delle acque reflue e meteoriche sono alcuni dei concetti chiave di questo tipo di approccio Le esperienze applicative sulle acque industriali invece sono prevalentemente focalizzate nel settore delle trasformazioni agroalimentari aziende vitivinicole caseifici stalle di mungitura aziende zootecniche etc o nel trattamento terziario finalizzato alla rimozione di alcuni inquinanti di lenta degradazione come tensioattivi lavaggi auto industria tessile coloranti industria tessile e organici persistenti l impianto di Fusina collocato nel polo chimico di Porto Marghera attualmente in fase di progettazione I reflui provenienti da attivit agroalimentari so
146. te comunque buona norma ogni due tre anni tagliare la parte aerea delle piante durante il periodo invernale e rimuovere il materiale vegetale dal letto Regolazione del La regolazione periodica del livello dell acqua in livello della vasca uscita permette di effettuare dei piccoli interventi atti a ripristinare le condizioni di omogeneit del flusso idraulico all interno del letto Tabella 16 Controlli ed interventi per la gestione del sistema a flusso sommerso orizzontale 57 7 4 Letti a Flusso Sommerso Verticale I letti a flusso verticale necessitano di un sistema di alimentazione che consenta un irrigazione periodica della superficie del letto Questo sistema spesso costituito da sifoni tramogge valvole elettromeccaniche o pompe di vario tipo evidente che per una buona distribuzione del refluo sulla superficie del letto questi sistemi debbano essere mantenuti in buone condizioni di funzionamento Solitamente buona norma seguire le istruzioni dei fabbricanti per quello che riguarda l apparecchiatura elettromeccanica mentre per i sistemi idraulici o meccanici si dovr effettuare una pulizia periodica con getto d acqua in pressione Per la vasca a flusso verticale gli interventi sono riassunti nella seguente Tabella 17 Periodicit Controllo Prestazioni minime Interventi di manutenzione Trimestrale Crescita delle Densit delle piante
147. te resistenti non gessose n gelive e saranno da escludere quelle contenenti elementi di scarsa resistenza meccanica sfaldati o sfaldabili e quelle rivestite da incrostazioni dovr inoltre essere scevra da materie terrose sabbia o comunque materie eterogenee Sistemi VF Riguardo la scelta ottimale del medium di riempimento per i sistemi a flusso sommerso verticale ci sono pi scuole di pensiero tutte sufficientemente validate da dati di monitoraggio Il dimensionamento la stima delle rese depurative ed altri aspetti connessi al design del sistema di alimentazione di un impianto a flusso sommerso verticale sono ancora molto legati a dati empirici per cui una volta effettuata la scelta della tecnica da utilizzare la tipologia dei medium di riempimento e la loro disposizione stratigrafica risultano fissate Ad esempio nei sistemi a flusso verticale di tipo anglosassone si utilizza ghiaia media 8 16 mm mentre in quelli di tipo tedesco si usa sabbia grossolana 0 3 mm preferibilmente di fiume e lavata per evitare che le parti fini intasino gli interstizi Nei sistemi anglosassoni viene spesso messo uno strato di sabbia 5 15 mm proprio sulla superficie del letto per favorire la distribuzione dell effluente e l efficacia depurativa ma bisogna notare anche che in Galles al CAT Center for Alternative Technology hanno sperimentato che questa sabbia nel tempo percolata nello strato sottostante di ghiaia andando a bloccarn
148. te superiore di 0 2 Kg BODy m al giorno per il carico organico per unit di superficie trasversale allo scopo di evitare pericoli di intasamento del medium nella parte iniziale del letto La lunghezza del letto non dovr essere eccessiva e comunque tale da evitare un altezza alla sezione di ingresso troppo limitata ed allo stesso tempo un altezza alla sezione di uscita in accordo con la profondit massima raggiungibile dall apparato radicale dell essenza vegetale prescelta d altro canto non dovr essere troppo limitata almeno maggiore di 4 m Il rapporto L W pu variare notevolmente nel rispetto delle indicazioni riportate da un minimo di 0 5 ad un massimo di 3 La larghezza ottenuta alla fine dell iter progettuale dovr comunque essere tale da assicurare una uniforme distribuzione del refluo su tutta la sezione di ingresso compatibilmente con il sistema di alimentazione scelto consigliabile non avere valori di W eccessivi e suddividere quindi lo stadio di trattamento in pi letti in parallelo La configurazione dei letti disposti su pi linee in parallelo auspicabile soprattutto per gli impianti di taglia pi grande in modo da facilitare le operazioni di manutenzione delle vasche Fisso We L tc Calcolo SE A LxW verifica de d g profilo idraulico Fisso i con Qmax Verifica del x carico organico Led di letti in in ingresso parallelo Sistemi VF La forma di un sistema a flusso sommer
149. temi a flusso sommerso sia HF che VF circa 120 impianti sono stati installati per il trattamento di reflui domestici o civili come stadio di trattamento secondario quindi sempre preceduti da uno stadio di trattamento primario 62 I sistemi HF sono stati in gran parte dimensionati con un coefficiente d area di 3 5 m a e a e abitante equivalente 60 gr BOD per persona per giorno mentre i sistemi VF presentano un minore ingombro con un coefficiente che varia tra 2 3 m a e I sistemi a flusso libero FWS sono prevalentemente stati realizzati come stadio di trattamento terziario o post trattamento per impianti biologici esistenti fanghi attivi biodischi etc con un area specifica pari a circa 1 5 m a e 9 impianti o come stadio finale in sistemi di fitodepurazione ibridi quindi insieme alle tipologie a flusso sommerso Sono presenti in Italia anche alcune importanti esperienze di utilizzo di zone umide seminaturali NW o ricostruite RCW impiegate prevalentemente per la rimozione di nutrienti nella Regione Veneto come trattamento a tecnologia leggera dell inquinamento diffuso di origine agricola Gli interessanti risultati ottenuti in queste esperienze sono stati descritti da Bendoricchio 2000 Borin 2001 e Bragato 2002 I sistemi ibridi particolarmente l abbinamento di sistemi a flusso sommerso verticale VF ed orizzontale HF anche se al momento realizzati in numero limitato si dimostran
150. ti operativi nei paesi scandinavi aventi dimensioni simili ma con HLR nettamente inferiori Axler ed altri 2000 Per quanto riguarda i parametri microbiologici nel lavoro di Conte vengono considerati tre impianti in cui si ottengono rese di rimozione spesso superiori al 99 9 Questi risultati sono comparabili sia con quelli ottenuti su impianti europei operanti con HLR pi bassi Ottov ed altri 1996 sia con impianti con simile HLR ma situati in regioni con condizioni meteoclimatiche pi favorevoli e stabili Khatiwada e Polprasert 1999 Masi ed altri 1999 Per quanto riguarda i sistemi VF anche in Italia sta aumentando il numero di realizzazioni sia a livello di piccoli impianti sia come stadi ossidativi inseriti per ottenere un adeguata nitrificazione in impianti ibridi multistadio Infatti anche le esperienze italiane mostrano elevate capacit di nitrificazione dei sistemi VF normalmente riempiti con sabbia grossolana o con lisetta ed alimentati in discontinuo sia con sistemi elettromeccanici di pompaggio che con sifoni di cacciata L esperienza tedesca sui sistemi VF ha ben chiarito quali siano i limiti dimensionali minimi specialmente in termini di HLR e OLR sopra i quali garantito il buon funzionamento nel tempo e l assenza di fenomeni di occlusione superficiale che sono tipici di sistemi sottodimensionati Romagnolli 2003 ha raccolto i dati di tre sistemi VF localizzati rispettivamente nel Nord Centro e Sud Ital
151. ticale tale scelta progettuale stata fatta sia per contenere le superfici utili sia per consentire migliori rendimenti nell abbattimento dell azoto ammoniacale in previsione del riutilizzo delle acque depurate Figura 33 Vista panoramica dell impianto di fitodepurazione dell Hotel Relais Certosa FI Lo schema di impianto il seguente 1 trattamento primario costituito da due fosse settiche Imhoff esistenti che raccolgono una parte degli scarichi dell Hotel e da una fossa Imhoff di nuova realizzazione 2 vasca di sollevamento predisposta per inviare i liquami provenienti da tutti i sistemi primari al primo stadio del sistema di fitodepurazione 3 pozzetto ripartitore che distribuisce il liquame tra le due linee di alimentazione della vasca HF 4 stadio a flusso sommerso orizzontale HF costituito da un unica vasca di forma rettangolare di area utile totale pari a 160 m pozzetto di regolazione e prelievo al servizio della vasca HF D pozzetto con due sifoni del tipo Milano per l alimentazione discontinua del sistema a flusso verticale vasca a flusso verticale subsuperficiale VE di forma rettangolare e area utile pari a 180 m 8 pozzetto di misura e controllo i sa 73 Sedimentazione n f primaria pozzetto Sistema SFS h Sistema SFS v Pozzetto di ispezione af Figura 34 Schema a blocchi dell impianto dell Hotel Relais Certosa FI Il medium di riempimento utilizzato p
152. to nei fossi circostanti L utilizzo del complesso agrituristico Baggiolino prevalentemente stagionale esso costituito dall insieme della casa padronale e dell adiacente fienile in cui si hanno 10 residenti fissi tutto l anno e da un aggregato di due edifici con funzione di accoglienza ospiti per il quale previsto un utenza massima estiva di 20 a e L impianto stato quindi dimensionato per 10 a e nella stagione invernale e per un massimo di 30 a e nella stagione turistica 75 8 5 2 La soluzione progettuale L impianto al servizio dell agriturismo Baggiolino stato realizzato nel 2002 ed costituito da un unica vasca a flusso sommerso orizzontale Figura 37 Vista panoramica dell impianto di Baggiolino L impermeabilizzazione delle vasche stata eseguita tramite una geomembrana in Pead dello spessore di 1mm racchiusa tra due strati di tessuto non tessuto L essenza vegetale prescelta la Phragmites communis o australis L alimentazione della vasca stata realizzata tramite tubazioni e raccordi T a 90 in PVC Il medium di riempimento utilizzato costituito da ghiaia lavata del diametro medio 8 mm Imhoff pozzetto Sistema SFS h pozzetto rg Figura 38 Schema a blocchi dell impianto di Baggiolino 8 5 3 Le rese depurative Anche questo impianto tuttora monitorato nell ambito di un progetto finanziato dalla Comunit Europea i rendimenti di
153. tori cos diffondendo il rischio nell ambiente 1 sistemi fognari convenzionali a reti miste sono particolarmente pericolosi in occasione di eventi meteorici intensi quando grandi quantit di acque di scarico non trattate vengono disperse nell ambiente attraverso gli scolmatori di piena ed i bypass degli impianti di depurazione per citare solo uno dei molti problemi gestionali Al contrario le tecniche di sustainable sanitation sono progettate per ridurre i consumi idrici demand side management e riusare acqua e fertilizzanti sono spesso basate sulla separazione alla fonte del materiale fecale per garantire i massimi standard di sicurezza igienico sanitaria ed evitare la contaminazione dei corpi idrici recettori Prof Dr Ing Ralf Otterpohl Director Institute of Municipal and Industrial Wastewater Management TUHH Technical University Hamburg Germany Prof Dr Willi Gujer Swiss Federal Institute of Technology Member of directorate of Swiss Federal Institute for Environmental Science and Technology Prof Dr Ing Peter Krebs Director Institute for Urban Water Management Dresden University of Technology Germany Prof Dr Mogens Henze Head of Department Environment amp Resources DTU Technical University of Denmark Prof Dr Heinz A Professor of Systems amp Control Technical University Eindhoven The Netherlands Prof Dr Ing Raimund Haberl Director Dept Sanitary Engineering Univ of Agric
154. trattamento richiesto presuppone un elevato abbattimento del carico organico e dei solidi sospesi oltre ad una riduzione significativa della carica microbica immessa nel corpo idrico lungo tutto l arco dell anno in special modo nella stagione estiva in cui il reticolo idrografico locale caratterizzato da basse portate maggiormente esposto all inquinamento antropico 8 2 2 La soluzione progettuale L impianto di trattamento costituito da un trattamento preliminare di grigliatura manuale un trattamento primario di sedimentazione e da un sistema di trattamento secondario con fitodepurazione quest ultimo costituito da due vasche a flusso sommerso orizzontale disposte in parallelo di superficie utile pari a 360 m SISTEMA DEPURATIVO 1 stadio 2 stadio Pozzetto ripartitore lt Lo 5 D Ke trattamento primario trattamento secondario Figura 30 Schema a blocchi dell impianto di Dozza Imolese BO Le vasche impermeabilizzate tramite una geomembrana in polietilene ad alta densit dello spessore di 1 5 mm sono state riempite con ghiaie del diametro medio 8 mm per un altezza di circa 0 8 m l essenza vegetale prescelta Phragmites australis 70 Figura 31 Panoramica dell impianto di Dozza Imolese BO 8 2 3 Le rese depurative Le previsioni depurative sono state fatte utilizzando il modello di Reed Crites amp Middlebrooks T 6 C T 14 C T 20 C BOD5 90 98 99 SST 89 8
155. trazioni negli effluenti per 10 impianti HF Ogni punto rappresenta le due medie annuali per ogni singolo impianto Aggregando tutti i dati inerenti la rimozione del carico organico espresso come COD sui 10 sistemi italiani analizzati si ottiene una rimozione media pari al 83 7 10 0 anche questo dato risulta in accordo con simili esperienze nordamericane norvegesi e ceche Reed ed altri 1993 Maehlum ed altri 1998 Vymazal 1999 Negli stessi impianti si sono ottenute rimozioni medie dei solidi sospesi pari al 86 1 15 3 dell azoto ammoniacale pari al 64 0 29 4 e del 94 5 7 per i nitrati Inoltre Conte 2001 mette in evidenza mediante uno studio su 4 impianti HF operativi in Toscana da pi di quattro anni come questi sistemi ottengano alle nostre condizioni meteoclimatiche risultati del tutto comparabili con alcune esperienze inglesi e ceche realizzate con gli stessi criteri progettuali e con simili materiali ma con maggiori dimensioni specifiche rispetto al carico idraulico giornaliero Cooper ed altri 1996 Vymazal ed altri 1998 Conte descrive infatti impianti con coefficiente d area compreso tra 1 1 e 2 6 m a e che ottengono abbattimenti del COD pari al 62 95 e dell azoto ammoniacale pari al 42 85 ed i valori massimi riscontrabili in questi intervalli sono stati ottenuti nelle esperienze europee solo per impianti dimensionati con coefficienti d area di circa 4 5 m a e Nel lavoro di Conte
156. ttazione di sistemi a flusso superficiale Ur indicazione di massima utile a definire l area complessiva necessaria per la depurazione di un refluo di tipo domestico in cui gli obbiettivi di qualit da raggiungere riguardano solo il BOD e i solidi sospesi oppure un finissaggio di 20 100 m per m di effluente giornaliero che corrisponde a 4 20 m a e Kadlec amp Knight 1996 Questo preliminare approccio non idoneo ad esempio per la nitrificazione pertanto sono necessarie superfici maggiori di 20 m a e abitante equivalente ed un analisi progettuale pi approfondita Il dimensionamento dei bacini di trattamento viene effettuato secondo metodi diversi alcuni di tipo empirico ed altri legati ad equazioni di reazione cinetica Per una fase preliminare si devono considerare valori di 2 5 5 m a e quando il BOD ed i solidi sospesi rappresentano i fattori limitanti e 6 15 giorni di tempo di ritenzione idraulica per la completa nitrificazione dell effluente Dovendo giungere ad un dimensionamento pit rigoroso si riportano alcune equazioni del metodo di Reed 1995 rimandando alla bibliografia per un approfondimento completo dell argomento Le equazioni che seguono si basano sulla rimozione biologica di alcuni principali parametri BODs ammoniaca e nitrati 41 A area del bacino m C concentrazione in uscita mg l C concentrazione in entrata mg l Kr costante alla temperatura di ri
157. ttivi depurativi pi comuni previsti dal quadro normativo italiano nella sua compilazione si sono inoltre tenuti in considerazione i dati e le osservazioni desumibili dall analisi del quadro italiano sulla fitodepurazione Come gia accennato comunque la scelta dello schema impiantistico e il dimensionamento di un impianto di fitodepurazione dipendono da molteplici altri fattori come la tipologia di refluo l oscillazione dell utenza il clima etc Inoltre i coefficienti di area utile richiesta sono basati su diversi tipi di design utilizzati e riportati da linee guide comunitarie e extracomunitarie l utilizzo di particolari costruttivi diversi tra loro in particolar modo la scelta del medium di riempimento o delle essenze vegetali utilizzate pu quindi portare a dimensionamenti diversi tra loro superficiali a e gt 2000 scarico in acque superficiali area sensibile Trattamento appropriato per N e P sconsigliato 4 6 m7 a e HF VF Sistema ibrido a e gt 2000 scarico in acque Tab 1 3 All 5 D L152 99 gt 10m ae 4 6m7 ae 2 5 m a e Tab 1 3 A11 5 D L152 99 3 6 m a e a e gt 2000 scarico sul suolo Tab 4 A11 5 D L152 99 sconsigliato 5 7ma e 4 7 m a e a e lt 2000 scarico in acque Trattamento appropriato 2 4 m a e 2 5 m a e 2 4 m a e superficiali a e lt 2000 scarico in acque Trattamento appropriato 4 6 m a e 4 6
158. ttraverso il materiale di riempimento e la rizosfera delle macrofite che costituiscono un sistema a biomassa adesa la materia organica viene decomposta dall azione microbica e l azoto viene denitrificato ci accade se siamo in presenza di sufficiente contenuto organico il fosforo ed i metalli pesanti vengono fissati per adsorbimento sul materiale di riempimento I contributi della vegetazione al processo depurativo possono essere ricondotti sia allo sviluppo di una efficiente popolazione microbica aerobica nella rizosfera sia all azione di pompaggio di ossigeno atmosferico dalla parte emersa all apparato radicale e quindi alla porzione di suolo circostante con conseguente migliore ossidazione del refluo e creazione di una alternanza di zone aerobiche anossiche ed anaerobiche con conseguente sviluppo di diverse famiglie di microrganismi specializzati e scomparsa pressoch totale dei patogeni particolarmente sensibili ai rapidi cambiamenti nel tenore di ossigeno disciolto I sistemi a flusso sommerso orizzontale assicurano una maggiore protezione termica dei liquami nella stagione invernale specie nel caso che si possano prevedere frequenti periodi di copertura nevosa 12 100 SH m nAE lt 100 80 m 100 lt n AE lt 250 70 250 lt n AE lt 1000 60 1000 lt nAE lt 2000 mg l 50 4 40 4 30 20 10 4 UI 0 4 A hu TSS Ntot TON NH4 N BOD5 COD NO3 N P Figura 4 Qualit
159. ultiure Vienna Austria Prof Dr Ing Peter Wilderer Director Inst of Water Quality Control amp Waste Mngmt Tech University Munich Germany Prof Dr Goen Ho Director Environmental Technology Centre Murdoch University Perth Australia e sono flessibili ed adattabili alle diverse situazioni culturali e socioeconomiche attraverso il ricorso a tecnologie semplici o complesse High or low tech e permette in modo economico il riuso delle acque separando e trattando in modo differenziato le acque grigie la frazione delle acque domestiche non contaminata da materiale fecale e adotta tecnologie applicabili in modo decentrato e capaci di essere molto efficaci a costi bassi Ma che cosa si intende per sustainable sanitation La fonte pi autorevole sull ecological sanitation probabilmente il progetto Ecosan promosso dal Governo tedesco con il supporto di molti altri partner in tutto il mondo Pertanto furono messe a confronto le filosofie della sanitation convenzionale con quelle dell ecological sanitation La gestione convenzionale usa grandi quantit di acqua insieme a fertilizzanti e pesticidi per irrigare 1 campi e fornire prodotti al mercato alimentare altra acqua viene destinata agli usi civili che la utilizzano nelle nostre case per allontanare gli scarichi che contengono proprio quei fertilizzanti necessari all agricoltura Grandi quantit di acqua vengono raccolte
160. ura del refluo che per moltissime tipologie di scarico come quella civile si mostra in realt relativamente costante ci a causa della protezione offerta alla tubazione ed al refluo che scorre nelle vasche dallo strato di terreno soprastante o all uso maggiore di acqua calda nei periodi invernali che pu bilanciare l effetto dovuto all irrigidirsi delle temperature Ne deriva che il modello di Kadlec amp Knight di facile applicabilit anche in rapporto ad analisi di sensitivit da eseguire sul dimensionamento di un impianto singolo ma risulta poco sensibile al variare delle condizioni climatiche il modello inoltre tiene in considerazione della concentrazione di fondo dell inquinante La formula generale del modello la seguente C C Dae CC l coefficiente di carico idraulico in m anno S A Superficie richiesta dalla vasca Ce Concentrazione dell inquinante nell effluente fissata in base all obiettivo depurativo in mg l Ci Concentrazione dell inquinante in entrata all impianto dopo eventuale trattamento primario in mg l C Concentrazione di fondo dell inquinante in mg l K K gen costante areale del primo ordine in m anno Q Carico idraulico medio giornaliero in m giorno 27 L area superficiale richiesta pu essere quindi calcolata con la seguente formula A 3650 n GC ER C C Propongono quindi dei valori di riferimento delle costanti in gioco a seconda dell
161. ussi il suolo dell isola dovr essere almeno 30 cm pi alto del livello standard del pelo libero L inserimento di soglie e stramazzi pu essere un valido elemento di passaggio tra una zona e l altra del FWS in quanto permette da un lato di guadagnare quota mantenendo pendenze pi elevate nei vari settori e dall altro di migliorare l ossigenazione dell acqua trattata La pendenza delle sponde nella zona litoranea del sistema a flusso libero dipende dalle essenze vegetali che si vogliono impiegare e dalle velocit del flusso Per la gestione del sistema si devono prevedere delle piste di accesso e manutenzione con una larghezza appropriata per il transito di un mezzo meccanico circa 3 m sia ai manufatti di regolazione che alle aree in cui si vuole effettuare un taglio selettivo AI fine di consentire lo svuotamento e la regolazione idraulica dei bacini e delle loro sottozone necessari in fase di avvio del sistema e per la sua gestione si devono prevedere manufatti di regolazione dei livelli e by pass palancole scarichi di fondo etc 4 3 4 Sistemi di alimentazione L immissione del refluo deve essere progettata con l obiettivo di ottenere una buona distribuzione del flusso lungo l intera larghezza della zona iniziale inoltre la velocit del refluo in ingresso deve essere contenuta per facilitare lo sviluppo delle piante e limitare al massimo i fenomeni di erosione Come sistemi di alimentazione si possono uti
162. verranno in particolare trattate le piante idonee per 1 sistemi di fitodepurazione constructed wetlands 5 1 Descrizione delle piante Le piante da utilizzare nei sistemi di fitodepurazione sono erbacee ed appartengono alla flora tipica degli ambienti umidi esse sono suddivisibili in due distinti gruppi elofite e idrofite Le prime sono dette anche macrofite radicate emergenti sono piante che vivono su suoli parzialmente o completamente saturi d acqua fino ad una parziale sommersione del fusto mentre foglie e fiori emergono dall acqua Le seconde invece hanno un corpo vegetativo completamente sommerso o galleggiante sulla superficie dell acqua e sono da considerarsi piante acquatiche in senso stretto Alcuni autori Testoni 1983 suddividono le idrofite in due gruppi rizofite macrofite sommerse e macrofite flottanti se ancorate al fondo mediante il loro apparato radicale e natanti macrofite gallegianti se non fissate ad un substrato e liberamente natanti in superficie Ad ogni modo alcune piante possono avere comportamenti diversi se sottoposte a particolari condizioni ambientali o in fasi differenti della loro vita ad esempio la macrofita sommersa Potamogeton natans in condizioni di magra pu avere foglie che giungono in superficie Pignatti 1982 In un area umida naturale stagni lagune laghi etc le piante tendono ad occupare diverse nicchie ecologiche a seconda della profondit dell acqua Figura 19
163. viene anche considerato l abbattimento delle sostanze tensioattive anioniche MBAS anch esso sufficientemente elevato 42 88 In merito alla rimozione di tensioattivi in sistemi HF si segnala l approfondita ricerca effettuata dal Dip di Chimica Ambientale dell Universit di Firenze che ha pubblicato alcuni lavori sull argomento in particolare sull abbattimento dei non ionici e sulla trasformazione di questi nei vari metaboliti di cui alcuni rientrano nella famiglia degli ED Endocrine Disruptors Nel pi recente lavoro di Del Bubba viene riportata una rimozione media di circa il 60 della miscela di tensioattivi non ionici utilizzata sia a basse che alte concentrazioni e con un HLR di circa 2 2 cm giorno Del Bubba ed altri 2003 Sacco ed altri 2003 Rimozioni superiori al 94 erano state precedentemente ottenute sullo stesso impianto HF pilota con le stesse condizioni operative per i tensioattivi anionici analizzati sia come MBAS che come LAS Linear Alkylbenzene Sulphonates Del Bubba ed altri 2000 Pu risultare utile anche la comparazione di due impianti HF italiani per reflui domestici Moschea nel Comune di Firenzuola e Spannocchia nel Comune di Chiusdino che lavorano con un 64 carico idraulico medio giornaliero HLR di 4 8 e 5 6 cm giorno Conte ed altri 2001 rispettivamente e che ottengono risultati di rimozione del carico organico dei solidi sospesi e dell azoto totale comparabili con impian
164. ze culturali degli operatori in quell epoca era limitata a fognature e depuratori Il Piano di Tutela teoricamente pu e deve agire su tutto il bacino intervenendo sulle derivazioni minimi deflussi vitali sulle capacit tampone del territorio e sulla capacit autodepurativa dei corsi d acqua vedi Par 2 3 ricorrendo ad opere ma anche a prescrizioni raccomandazioni ed incentivi In buona sostanza il Piano di Tutela si distingue dal PRRA perch non ha il compito di individuare le opere necessarie alla depurazione in quanto esso con la Legge 36 1994 di competenza dell Autorit d Ambito ed degli Enti gestori L obiettivo principale del Piano di tutela delle acque sar quello di garantire il raggiungimento di obiettivi di qualit dei corpi idrici attivando strategie differenti in ragione delle diverse caratteristiche ecologiche e degli eventuali usi ad esempio le acque sensibili all eutrofizzazione come i laghi dovranno essere tutelate dall eccesso di nutrienti mentre quelle utilizzate per l approvvigionamento idrico di acqua potabile richiederanno protezione dagli agenti patogeni Pertanto il Piano di tutela deve definire i seguenti aspetti e gli obiettivi di qualita per ciascun corpo idrico in base ai criteri ed ai parametri di cui all All 1 Monitoraggio e classificazione delle acque in funzione degli obiettivi di qualit ambientale e i carichi accettabili da ciascun
165. zione solare evaporazione etc regolando la profondit delle vasca e all occorrenza ricorrendo a dispositivi meccanici di aerazione si possono ottenere ambienti aerobici e o anaerobici essi richiedono normalmente aree piuttosto estese e presentano problematiche relative all impatto visivo olfattivo ed igienico sanitario Masotti 1993 Mara 1996 e Impianti a Lemna la lemna che genericamente rappresenta pi specie come Lemna sp Spirodela sp e Wolffia sp la pi piccola e semplice pianta galleggiante utilizzata per il trattamento di depurazione di reflui I sistemi a lemna sono bacini di accumulo la cui superficie totalmente coperta da un manto di lemna che induce svariati fenomeni tra cui la riduzione e prevenzione della crescita algale la stabilizzazione del pH il miglioramento del processo di sedimentazione ed il consumo di sostanze nutrienti questa tipologia di trattamento gi da considerarsi come una tecnica di fitodepurazione con macrofite galleggianti Il grado di conoscenza dell operativit di tali impianti e conseguentemente l affidabilit delle metodiche di dimensionamento sono sufficientemente elevati la scelta di questa tipologia dovrebbe essere sempre accompagnata da un attenta valutazione delle problematiche di gestione della biomassa vegetale di supero dato che la lemna ha un rapidissimo sviluppo e deve quindi essere periodicamente rimossa Sono inoltre auspicabili le combinazioni tra imp

Linee Guida Fitodepurazione ARPAT

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents