Impianto di fitodepurazione

L’impianto di fitodepurazione a scala reale è organizzato in due letti filtranti a flusso sub-superficiale orizzontale che costituiscono i primi moduli di un progetto più ampio che prevede la realizzazione di un sistema di affinamento (fitodepurazione e lagunaggio profondo) organizzato in quattro letti di fitodepurazione del tipo a flusso sub-superficiale orizzontale (H-SSF), funzionanti in parallelo, seguiti da tre serbatoi di accumulo per la regolazione e l’ulteriore affinamento delle acque reflue (Figura 4-3). Le acque trattate, pari a circa 300.000 m3/anno, saranno impiegate per l’irrigazione di circa 150 ettari di uliveti. Attualmente sono stati realizzati due letti di fitodepurazione entrati in esercizio rispettivamente nel gennaio 2001 (H-SSF1) e nel novembre 2006 (H-SSF2). Le acque reflue del centro urbano vengono sottoposte ad un trattamento primario e secondario nell’impianto di depurazione convenzionale che, dopo una fase di pre- trattamento, presenta una linea acque organizzata in due moduli in parallelo, ciascuno costituito da una vasca Imhoff, un filtro percolatore ed una vasca di sedimentazione secondaria. Una parte della portata dei liquami trattati dall’impianto di depurazione

comunale, pari a circa 4 L/s, viene convogliata per gravità ai due letti di fitodepurazione, mentre la restante parte, così come le acque trattate da entrambi i letti filtranti, viene scaricata nel vicino fiume Tempio, in attesa dell’ultimazione del sistema di riuso.

Figura 4-3. Schema del sistema di affinamento delle acque reflue di San Michele di Ganzaria (Catania)

Le vasche per il trattamento di fitodepurazione sono state dimensionate per effettuare ciascuna il trattamento terziario delle acque reflue di circa 1.100 abitanti equivalenti. I letti H-SSF1 ed H-SSF2 hanno una superficie del letto filtrante rispettivamente di circa 1.950 m2 (25 × 78 m) e 1875 m2 (25 × 75 m), corrispondente a circa 1,7 m2 per abitante servito (Figura 4-4a). Il letto H-SSF2 presenta una sezione terminale a flusso superficiale di lunghezza pari a circa 3 m (Figura 4-4b). L’altezza dei letti filtranti è pari a 0,6 m, mentre il livello idrico medio all’interno del substrato è pari a circa 0,4 m. I letti di inerti sono costituiti da pietrisco avente una dimensione granulometrica costante pari a circa 8-10 mm.

Lungo la superficie di ciascun letto, sia trasversalmente che longitudinalmente, sono stati posti 9 piezometri tramite i quali è possibile effettuare il monitoraggio delle acque invasate lungo il loro percorso attraverso il mezzo filtrante.

Su entrambi i letti di inerti sono stati messi a dimora rizomi di Phragmites australis (precedentemente prelevati da ambienti naturali in prossimità del sito in cui sorge l’impianto) nella misura di quattro rizomi per metro quadrato di superficie. La

Phragmites si è propagata e sviluppata in poco tempo, creando in appena sei mesi una copertura prossima al 100%.

3 m

A= 190 m

2

Figura 4-4 – Vista del letto H-SSF1 (a) e della sezione terminale del letto H-SSF2 (b)

Fitodepurazione a scala pilota

L’impianto sperimentale a scala pilota è stato realizzato in un’area aperta coperta di erbe spontanee e risulta organizzato in quattro vasche di fitodepurazione: due vegetate con Phragmites australis (Cav.) Trin. e due prive vegetazione. Le vasche di fitodepurazione sono state realizzate in calcestruzzo e tutte di identiche dimensioni, con una lunghezza di 3,00 m, una larghezza di 1,50 m, un’altezza di 0,80 m ed una superficie del letto filtrante pari a 4,50 m2 (Figura 4-5a).

Le vasche sono state inoltre impermeabilizzate mediante l’apposizione di una guaina bentonitica sulle pareti interne e sul fondo. I letti filtranti sono costituiti da pietrisco lavico avente una dimensione granulometrica costante pari a circa 8-10 mm. Nell’angolo della sezione terminale di ciascun letto filtrante è stato collocato un piezometro per il monitoraggio del livello idrico all’interno del medium di riempimento. In ingresso alle vasche in calcestruzzo è stato realizzato un foro, collegato con un contenitore graduato, per lo scarico delle eventuali acque meteoriche in eccesso. Tutte le vasche sono dotate, in uscita, di un pozzetto in cui è collocato un tubo flessibile regolabile in altezza che permette la regolazione del livello idrico all’interno dei letti filtranti.

Nel giugno 2004 sono stati trapiantati sui letti di inerti sezioni di rizomi di P. australis, prelevati dalle sponde del vicino fiume Tempio, in numero di 8 rizomi m-2_{. In} breve tempo l’impianto ha creato una copertura completa della superficie filtrante (Figura 4-5). Nel corso dell’indagine sperimentale è stato effettuato lo sfalcio della

biomassa aerea della cannuccia di palude all’inizio di maggio 2009 ed alla fine di marzo 2010. contatore volumetrico 3,00 m 1, 50 m 0,60 m piezometro pietrisco lavico 10-15 mm contatore volumetrico 3,00 m 1, 50 m 0,60 m piezometro pietrisco lavico 10-15 mm

Figura 4-5 – Schema di una delle vasche di fitodepurazione a scala pilota (a) e vista di due dei quattro letti filtranti, vegetati con Phragmites australis e privi di vegetazione (b)

Il medium di riempimento è stato periodicamente saturato con le acque reflue urbane in uscita dalla vasca di sedimentazione secondaria dell’impianto di trattamento convenzionale sopra descritto. Le analisi condotte su tali acque non hanno rilevato differenze qualitative significative tra i due anni d’indagine (Tabella 4.1).

Tabella 4.1 - Valori medi delle concentrazioni dei parametri chimico-fisici nelle acque reflue impiegate per il riempimento delle vasche di fitodepurazione

Parametri Unità di _misura 2009 2010

pH – 8,2 7,9 CE µS cm-1 _{1.388 1.326} SST mg L-1 138 116 COD mg L-1 34,5 32,4 BOD5 mg L-1 18,4 17,8 NH4 mg L-1 14,4 15,2 Ntot mg L-1 24,5 25,1 Ptot mg L-1 6,5 6,8

Infine, presso l’area sperimentale è stato installato un evaporimetro di classe A per la misura dell’evaporato. Lo strumento è collegato ad una stazione meteo di tipo completo (modello CR510X Campbell Scientific) che ha consentito la registrazione in continuo delle fluttuazioni del livello idrico dell’evaporimetro, oltre che la misura oraria delle principali grandezze climatiche caratterizzanti il sito in esame (precipitazione, temperatura dell’aria, umidità relativa dell’aria, radiazione solare, velocità e direzione del vento).