Le fognature sono un complesso di opere il cui scopo è l’allontanamento dai centri urbani di acque pluviali (o bianche) e di acque reflue (o nere), queste ultime provenienti da scarichi domestici o industriali. In generale il convogliamento delle acque avviene tramite canali e reti di canali a sezione chiusa e funzionanti a pelo libero, solitamente posati al di sotto delle strade.
Le acque pluviali che cadono sulle aree pubbliche e private vengono intercettate e raccolte mediante caditoie; quelle che cadono sulle coperture degli edifici vengono convogliate in pozzetti. Dalle caditoie e dai pozzetti partono, poi, tubazioni di allacciamento ai collettori stradali. Le acque nere, similmente, vengono anch’esse raccolte mediante pozzetti posti al piede del fabbricato e vengono convogliate nei collettori stradali.
L’allontanamento delle acque dai centri urbani può essere realizzato mediante un’unica rete di canalizzazioni per le acque bianche e le acque nere, in questo caso si parla di sistema di fognatura misto (o unitario); l’alternativa è la realizzazione di due distinte reti di canalizzazione, vale a dire un sistema separato (o doppio). Va fatto presente che le portate massime delle acque bianche risultano decine di volte maggiori rispetto a quelle delle acque nere; tuttavia nell’arco dell’intero anno il volume globale relativo alle acque nere, nella maggior parte dei casi, si presenta superiore a quello delle acque pluviali.
I sistemi fognari misti convogliano, in tempo secco, tutta la portata nera alla depurazione; in tempo di pioggia, tuttavia, non si prevede il trattamento della totalità delle portate miste in arrivo, sia perché ciò comporterebbe un eccessivo sovradimensionamento, sia perché i processi depurativi presentano una flessibilità di funzionamento limitata che esclude quindi la possibilità di alimentazioni di entità notevolmente discontinue. Per tale ragione, all’interno della rete o a monte degli impianti di depurazione, vengono previsti degli scaricatori addetti alla suddivisione delle acque da destinare a trattamento da quelle di piena direttamente smaltite nei ricettori o sottoposte a trattamenti semplificati. Nella figura 4.1 viene riportato uno schema di rete mista dotata di scaricatore di piena ed il corrispondente andamento delle precipitazioni e delle portate nel tempo, con il valore
25 medio della portata nera q24 e quello della portata complessiva che si avrebbe in assenza
di scaricatore. Gli stessi scaricatori sono dimensionati, quindi, per consentire il convogliamento della portata nera diluita fino ad un valore pari a n⋅q24, mentre le portate
eccedenti sono soggette al diretto sversamento nei ricettori od eventualmente a trattamenti semplificati.
Figura 4.1 Schema di una rete unitaria dotata di scaricatore di piena e andamento delle portate avviate alla
depurazione. Nella parte alta è rappresentato l’andamento delle precipitazioni (Bonomo, 2008).
I sistemi di fognatura separati, diversamente, consentono di far confluire attraverso un unico emissario le acque nere all’impianto di depurazione, mentre le acque bianche vengono scaricate direttamente nel reticolo superficiale, non essendo queste ultime oggetto di depurazione. Naturalmente la situazione appena descritta rappresenta il funzionamento teorico, nel quale viene presupposto uno stato ottimale dei collettori addetti al trasporto delle acque nere e quindi totale assenza di acque parassite. Se ciò non dovesse accadere, sarebbe necessaria l’introduzione, anche in questo caso, di eventuali scaricatori in testa all’impianto, i quali garantirebbero la suddivisione dei liquami in arrivo in due aliquote, di cui solo una procederebbe verso il trattamento completo.
La scelta del sistema da adottare, guidata dai numerosi aspetti sia positivi che negativi che caratterizzano ciascuna delle due alternative, è il risultato di una complessa valutazione. In passato si è dato un peso preponderante alla principale funzione dei sistemi fognari, vale a dire l’allontanamento delle acque dai centri abitati; ciò ha portato alla realizzazione di sistemi misti, con la conseguente noncuranza per la protezione qualitativa dell’ambiente. Ad oggi si privilegiano i sistemi separati, i quali consentono il trattamento di tutte le acque reflue, evitando che parte di queste fuoriescano dagli scaricatori di piena
4 Contaminazione microbiologica delle acque: cause e provvedimenti
26 nei periodi di notevole pioggia, e garantendo una minore variabilità della portata in arrivo all’impianto di depurazione. Questa alternativa, tuttavia, trascura la possibilità che lo scarico diretto delle acque meteoriche comporti problemi qualitativi all’interno dei ricettori; è nota, infatti, l’impossibilità di considerare le acque di pioggia esenti da inquinamento.
Le acque meteoriche, in particolar modo le così dette le acque di prima pioggia, sono soggette ad inquinamento prodotto principalmente da tre cause:
− inquinamento atmosferico;
− inquinamento per ruscellamento pluviale;
− contributo dei condotti fognari all’inquinamento.
La prima causa è correlata sia alla deposizione durante il tempo di asciutto di sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera, sia al lavaggio atmosferico in tempo di pioggia che tende ad imprigionare le particelle sospese nell’aria. L’inquinamento per ruscellamento pluviale è quello più significativo ed è prodotto in due fasi: accumulo durante il tempo asciutto e dilavamento delle superfici urbane durante la pioggia. L’ultima fonte di inquinamento è dovuta al materiale presente nei condotti fognari; infatti durante piogge di forte intensità il materiale sospeso precedentemente sedimentato e depositato sul fondo delle canalizzazioni e dei pozzetti viene rimesso in sospensione, contribuendo, così, all’accrescimento dell’inquinamento del deflusso. Durante le fasi iniziali della precipitazione si verifica, perciò, un aumento delle concentrazioni di inquinanti, contrariamente a ciò che ci si aspetterebbe per effetto della diluizione con acque meteoriche a basso livello di contaminazione; tale fenomeno è noto con il nome di first
flush (prima cacciata inquinante). Il first flush è più evidente: con forti piogge, per sostanze
sospese rispetto a quelle disciolte, nei bacini di dimensione ridotta, per l’inquinamento batterico. I fenomeni sopra descritti accrescono, in misura anche sensibile, la massa di inquinanti direttamente scaricata nei ricettori, senza passare attraverso gli impianti di depurazione, nel caso in cui per essi non venga previsto alcun tipo di trattamento.
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