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Gestione sostenibile di impianti di ulivo attraverso tecniche di irrigazione deficitaria e uso di acque reflue – H2Olivo

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Academic year: 2021

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(1)

Seminario di presentazione del progetto di ricerca:

Gestione sostenibile di impianti di ulivo attraverso tecniche di irrigazione deficitaria e uso di acque reflue – H2Olivo

Trattamento dei reflui mediante fitodepurazione e riuso agricolo:

il sistema a servizio dell’azienda agrituristica Valle dei Margi

Prof. Giuseppe Luigi Cirelli - Dott. Mirco Milani

Università degli Studi di Catania

[email protected] - [email protected]

con il contributo di:

co-organizzato con: con il patrocinio di:

Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente, 23 Ottobre 2019

(2)

Premessa

 L’utilizzo di acque reflue depurate in agricoltura, in sostituzione o parziale integrazione con le acque convenzionali, è sempre più praticato nelle aree del bacino del Mediterraneo

 La pratica del riuso di acque reflue urbane è subordinata alle normative (spesso stringenti) in vigore nei diversi Paesi UE e non

 In questo contesto il riuso delle acque reflue trattate per l’irrigazione delle colture combina diversi vantaggi quali l’incremento della disponibilità idrica per l’agricoltura ed i benefici economici per gli agricoltori derivanti da una riduzione degli interventi di concimazione

 L’uso pianificato e controllato delle acque reflue comporta la necessità di

sottoporre queste acque ad idonei livelli di trattamento al fine di ridurre o

eliminare il potenziale rischio igienico sanitario connesso alla qualità delle acque

utilizzate.

(3)

Sustainable sanitation (Ingegneria sanitaria sostenibile)

 riduzione dei consumi idrici

 reti di fognatura separate con trattamento e recupero (ove possibile) delle acque reflue urbane e delle acque meteoriche di dilavamento

 riuso delle acque reflue (il più vicino possibile al punto di origine) e recupero di sostanze fertilizzanti

 separazione alla fonte della

sostanza organica di origine fecale

(acque nere e acque grigie) nei

nuovi edifici

(4)

D.M. 185/2003: Riuso delle acque reflue trattate

(5)

Proposta di normativa europea per il riuso delle acque reflue in agricoltura

(Maggio 2018)

Allegato 1/Tabella 1 – Classi di qualità delle acque depurate e tecniche di utilizzo

e di irrigazione agricole consentite

(6)

Proposta di normative europea per il riuso delle acque reflue in agricoltura

(Maggio 2018)

Allegato 1/Tabella 2 – Prescrizioni di qualità delle acque depurate a fini di irrigazione agricola

Le acque depurate saranno considerate conformi alle prescrizioni di cui alla tabella 2 se le misurazioni soddisfano tutti i seguenti criteri:

i valori indicati per E. coli, Legionella spp. e nematodi intestinali sono rispettati in almeno il 90 % dei campioni. Nessuno dei valori dei campioni può eccedere la deviazione massima ammissibile di 1 unità logaritmica rispetto al valore indicato per E. coli e Legionella e il 100 % del valore indicato per i nematodi intestinali;

• i valori indicati per BOD5, SST e torbidità nella classe A sono rispettati in almeno il 90 % dei campioni. Nessuno dei valori dei campioni può eccedere la deviazione massima ammissibile del 100 % del valore indicato.

(7)

Fitodepurazione

Negli impianti di fitodepurazione o “aree umide artificiali” (“constructed wetlands”), vengono riprodotti, in un ambiente controllato, i processi depurazione naturale caratteristici delle zone umide e ottenuti prevalentemente dall’azione combinata di:

substrato, vegetazione e microrganismi

(8)

 Relativa facilità di realizzazione anche da imprese locali;

 Assenza (quasi sempre) di apparecchiature elettro-meccaniche;

 Produzione di fanghi molto modesta;

 Semplicità ed economicità di gestione e manutenzione;

 Affidabilità nel rendimento ed elevata efficienza nella rimozione di alcuni inquinanti;

 Ottima capacità “buffer” per assorbire punte di carico idraulico ed organico;

 Buon inserimento ambientale;

 Possibilità di recupero di aree marginali;

 Promozione della conservazione della biodiversità.

Interesse applicativo dei sistemi di fitodepurazione

(9)

Sistema a flusso superficiale (FWS)

Flusso superficiale

Flusso sub-superficiale

• Sistema a flusso sub-

superficiale orizzontale (H-SSF) • Sistema a flusso sub-

superficiale verticale (V-SSF)

•Fonte: http://www.globalwettech.com

Fitodepurazione: classificazione in funzione del regime idraulico

(10)

Macrofite

galleggianti radicate sommerse radicate emergenti

Le macrofite sono piante vascolari che possiedono la capacità di crescere e riprodursi in

acqua o vivere su un substrato che, per periodi più o meno prolungati, è carente di

ossigeno poiché la sua macroporosità è occupata dall’acqua

(11)

Il progetto H2Olivo – WP.2

 Valutare l’efficienza depurativa di un sistema di fitodepurazione per il riuso delle acque reflue a scopo irriguo in campo olivicolo;

 Valutazione dell’efficienza idraulica del sistema mediante prove di conducibilità idraulica a saturazione.

Obiettivi Realizzativi (O.1)

L’attività di ricerca verrà svolta presso l’Agriturismo Valle dei Margi. Nell’ambito del

WP.2 “Tecniche di irrigazione deficitaria e uso di acque reflue depurate per l’irrigazione di colture

olivicole” sono previste attività sperimentali sull’impianto di fitodepurazione a servizio

dell’azienda agrituristica.

(12)

Agriturismo Valle dei Margi – Grammichele (CT)

L'Azienda agrituristica Valle dei Margi svolge le attività agrituristiche (ricezione,

somministrazione sul posto di pasti, vendita diretta di prodotti agricoli, attività

ricreative, culturali, divulgative, escursionistiche, ecc.) su una superficie

aziendale di circa 18 ettari e in tre corpi di fabbrica

(13)

Dispersione nel terreno quale sistema di trattamento e nel contempo di smaltimento finale

trattamento preliminare e primario

(fossa settica, fossa Imhoff sistema individuale aerazione prolungata)

dispersione nel terreno

assorbimento in falda

Sistema di subirrigazione nel terreno con trincee drenanti per insediamenti isolati.

fossa settica

trincea di subdispersione

Agriturismo Valle dei Margi – Sistema di trattamento e smaltimento (stato iniziale)

(14)

Agriturismo Valle dei Margi – Schema sistema di trattamento (progetto)

(15)

EDIFICIO PL R&B AAV Addetti Totale

AE COT

n.ro AE n.ro AE n.ro AE n.ro AE n.ro g BOD5/giorno

A 30 30 200 50 15 6.3 86.3 5178

B1 50 8 2 0.4 8.4 504

B2 170 28.3 2 0.8 29.1 1746

C 20 20 1 0.4 20.4 1224

Totale 50 50 200 50 220 36.3 20 7.9 144.2 8652

PL: Posti letto

R&B: Ristorazione & bar

AAV: attività agrituristiche varie: ricreative, culturali, sportive, divulgative ecc. (sono indicati il numero di utenti); vendita diretta di prodotti agricoli; fattoria didattica con attività di degustazione ed assaggio di prodotti aziendali

AE: abitanti equivalenti, 1 AE = 60 g BOD

5

/giorno COT: Carico organico totale

Agriturismo Valle dei Margi – Caratteristiche quali/qualitative reflui

Produzione massima giornaliera di acque reflue da avviare al sistema di trattamento e smaltimento pari a circa 30 m

3

/giorno .

Il liquame in ingresso al sistema di trattamento presenterà un concentrazione in termini

di BOD

5

pari circa 290 mg/L.

(16)

Agriturismo Valle dei Margi – Dati progettuali

1. Concentrazione di sostanza organica in termini di BOD 5 nel liquame in ingresso al sistema di trattamento primario pari a circa 290 mg/L 2. Rimozione di sostanza organica nella fase di trattamento primario

(degrassatore + vasca tipo Imhoff) pari a circa il 10%;

3. Concentrazione di BOD 5 nel liquame in ingresso al sistema di fitodepurazione pari a circa 260 mg/L (concentrazione media in ingresso al letto di fitodepurazione H-SSF);

4. Concentrazione di BOD 5 nel liquame in uscita dal sistema di fitodepurazione H-SSF pari a circa 50 mg/L (concentrazione in ingresso al letto FWS);

5. Concentrazione di BOD 5 nel liquame in uscita dal sistema di

fitodepurazione a flusso superficiale pari a 20 mg/L .

(17)

Agriturismo Valle dei Margi – Ubicazione Impianto di fitodepurazione

CORPO DI FABBRICA A Superficie = 18 ha

CORPO DI FABBRICA B CORPO DI FABBRICA C

IMPIANTO DI FITODEPURAZIONE

(18)

Agriturismo Valle dei Margi – Impianto di fitodepurazione H-SSF+FWS

Superficie letto H-SSF= 350 m 2

Superficie letto FWS = 180 m 2

(19)

Vista dell’impianto di fitodepurazione dopo un anno di esercizio

(20)

Vista dell’impianto di depurazione a maggio 2019

Diffusione della Phragmites australis su sponde e bacino FWS

Intasamento della sezione d’ingresso

Isolate piante di Cyperus papyrus e Carex Schoenoplectus

Estese fallanze di Iris pseudacorus

(21)

Manutenzione straordinaria dell’impianto di fitodepurazione

Sostituzione della tubazione di distribuzione dei reflui in H-SSF

Sfalcio della Phragmites australis Sostituzione del medium di riempimento

nella sezione d’ingresso di H-SSF

Messa a dimora di piante di Cyperus papyrus, Canna

indica e Iris pseudacorus

(22)

Impianto di fitodepurazione – stato di fatto

(23)

Attività sperimentale fitodepurazione: metodologia

1 2 3

• Frequenza di campionamento acque reflue:

• Quindicinale/Mensile

• Punti di campionamento:

Imhoff

FWS H-SSF

FWS

Irrigazione oliveto

1. Ingresso H-SSF;

2. Uscita H-SSF;

3. Uscita FWS.

• Conducibilità idraulica mezzo poroso

• Prove con traccianti durante le diverse fasi di esercizio dell’impianto NaCl

Rilievo C.E.

H-SSF

• Parametri rilevati sui campioni:

• pH, O.D., C.E., SST, BOD

5

, COD, N-NH

4

, N-NO

2

, N-NO

3

, Ntot, Ptot, Escherichia coli

(24)

Attività sperimentale fitodepurazione: risultati attesi

 Definizione di un protocollo per la gestione di un impianto di fitodepurazione, le cui acque siano destinate all’irrigazione di colture olivicole;

 Definizione di procedure per la determinazione delle conducibilità idraulica a saturazione nei substrati utilizzati negli impianti di fitodepurazione;

 Messa a punto di indicazioni tecniche per la realizzazione, gestione e monitoraggio di un sistema di fitodepurazione per piccoli insediamenti finalizzato al trattamento e recupero delle acque reflue per l’irrigazione di colture olivicole.

Risultati attesi

(25)

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Prof. Giuseppe Luigi Cirelli - Dott. Mirco Milani

Università degli Studi di Catania

[email protected] - [email protected]

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