Catania, 16 dicembre 2016 In collaborazione
con :
Con il patrocinio di :
Le infrastrutture verdi per il trattamento ed il recupero delle acque reflue e delle acque meteoriche di dilavamento:
il progetto
Giuseppe Luigi Cirelli, Mirco Milani, Delia Ventura
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
• Pavimentazioni porose ed uso di sistemi di drenaggio sostenibili per ridurre i volumi di acque meteoriche e migliorarne la qualità (SuDS)
•Separazione alla fonte della sostanza organica di origine fecale (acque nere e acque grigie)
•Riuso acqua e recupero di
sostanze fertilizzanti
TRATTARE E “RIUSARE”
LE ACQUE REFLUE IL PIU’ VICINO POSSIBILE AL PUNTO DI ORIGINE
Impianti decentralizzati
“ Privilegiare i piccoli impianti ai grandi impianti”
Sustainable sanitation (Ingegneria sanitaria sostenibile)
Fitodepurazio Fitodepurazio ne
ne
Substrato Substrato
Vegetazione Vegetazione
Microrganism Microrganism i
i
effluente effluente Refluo
•Abiotica •Biotica
FITODEPURAZIONE
Fenomeni di rimozione nei sistemi di fitodepurazione
Costituente Meccanismi di Rimozione (in ordine di rilevanza) Solidi Sospesi Sedimentazione / Filtrazione
Degradazione
BOD Degradazione microbica (aerobica ed anaerobica)
Sedimentazione (accumulo di materiale organico/fango sulla superficie del sedimento)
Azoto
Trasformazione in ammoniaca, seguita da nitrificazione e denitrificazione microbica
Assunzione diretta da parte delle piante o delle alghe
Volatilizzazione dell’ammoniaca Fosforo e
microinquinanti persistenti
Adsorbimento da parte del suolo (reazioni di adsorbimento-precipitazione con Al, Fe, Ca e minerali argillosi presenti nel suolo)
Assunzione diretta da parte delle piante o delle alghe
Patogeni
Sedimentazione / Filtrazione
Decadimento spontaneo, predazione
Radiazione UV
Water and metals out of the soil -
Fitoestrazione
Sugars and organic material into the soil -
Fitodegradazione/
Fitostabilizzazione
“biopompe”
Fitoestrazione – rimozione a mezzo delle piante di:
Acqua Nutrienti
Metalli pesanti
Composti organici
Fitodegradazione e fitostabilizzazione dipendono da :
Aereazione
Essudati delle piante (radici)
Attività microbica del suolo
Fitoestrazione
Iperaccumulatori Iperaccumulatori
metallotioneine
fitochelatine
Fitodegradazione
Decomposizione degli inquinanti assorbiti all’interno dei tessuti
vegetali attraverso i normali processi metabolici della pianta
Decomposizione degli inquinanti all’esterno della
pianta ad opera di composti (es. enzimi)
prodotti dalla pianta
Idonea al trattamento di suolo, sedimenti,
fanghi e acque superficiali e profonde
Fitostabilizzazione
Immobilizzazione di un contaminante (metalli pesanti) attraverso l’assorbimento e l’accumulo nelle radici,
l’adsorbimento sulla superficie radicale o la precipitazione nella zona radicale
Prevenzione della migrazione dei contaminanti
Rizodegradazione
Decomposizione di inquinanti organici attraverso l’attività microbica che è stimolata delle radici
(plant-assisted bioremediation)
Essudati radicali:
Zuccheri,
amminoacidi, acidi organici, acidi grassi, steroli fattori di
crescita, nucleotidi,
enzimi Incremento della
superficie
Apporto di ossigeno
Modificazione del pH
Fotodegradazione
Fitovolatilizzazione
F it od eg ra da zi on e
Che cos’è una pianta da aree umide?
Caratteristiche delle macrofite
• Macrofite: piante vascolari i cui
tessuti sono facilmente visibili
Classificazione dei sistemi di fitodepurazione: macrofite
Giacinto d’acqua
(Eichornia crassipes)
Papiro
(Cyperus papyrus)
galleggianti radicate sommerse
radicate emergenti
Peste d’acqua maggiore
(Hydrocharitaceae)
Sistema a flusso sommerso orizzontale (SFS-h)
Classificazione dei sistemi di fitodepurazione: regime idraulico
Sistema a flusso sommerso verticale (SFS-v)
Sistema a flusso superficiale (FWS)
Flusso superficiale
Flusso subsuperficiale
Sistema a flusso superficiale (FWS)
Bacini di forma allungata e bassa profondità
Utilizzati prevalentemente come trattamento terziario
Prestazioni significativamente variabili con le stagioni (poco applicabile in climi rigidi)
Problemi di impatto ambientale
Superficie occupata (oltre 3-4 m 2 /AE per un trattamento terziario)
Pochi esempi di applicazione in Europa e in Italia
Sistemi a flusso superficiale
17
Superficie complessiva bacini 8.400 m 2
Francia
impianti di fitodepurazione “in cascata” su terrazzamenti
Purdue’s Kampen campo da Golf, West Lafayette, Indiana
3 impianti di fitodepurazione a flusso superficiale raccolgono le acque
reflue di un centro urbano e di un resort
per poi riutilizzarle per l’irrigazione del
campo da golf
(Fonte: Zachary Reicher, Vickie Poole, Ron Turco, Amanda Lopez and Jon Harbor, Purdue University Nov 2000)
18
19
Sistema a flusso superficiale per il
trattamento terziario (foto H. Brix)
Sistemi a flusso sub-superficiale orizzontale (H-SSF)
bacini impermeabilizzati di forma rettangolare allungata e altezza intorno a 60 cm
riempimento in materiale ghiaioso o misto ghiaioso-sabbioso
il liquame viene fatto fluire orizzontalmente in continuo attraverso il terreno in cui sono radicate le macrofite (prevalentemente Phragmites sp.)
funzionamento in condizioni di terreno saturo, ma con il livello idrico non affiorante
Semplicità ed economia gestionale
Assenza di acqua libera (sviluppo di insetti modesto)
Superficie occupata: 4-5 m 2 /AE (trattamenti secondari) e 1-2 m 2 /AE (trattamenti terziari)
Molto efficace nella rimozione di sostanza organica e SST, meno per la rimozione dei nutrienti
Interessanti prestazioni nella riduzione della carica batterica
Molto utilizzato in Europa, numerose
applicazioni anche in Italia
Tipologia di piante generalmente utilizzate: macrofite
Papiro
(Cyperus papyrus)
radicate emergenti
Cannuccia di palude
(Phragmites australis)
Mazza di tamburo
(Typha latifolia)
(fonte IRIDRA)
Sistema a flusso subsuperficiale orizzontale - HSSF
Rudkøbing, Denmark
(Courtesy Steen Nielsen)
Impianto di fitodepurazione Jesi (Ancona)
AE: 60.000 (progetto)
portata: 19.000 m 3 /g
12 ettari
24
Borgo Verde - Preganziol (Treviso)
Dott. Mirco Milani – Esperienze nell’uso dei sistemi di fitodepurazione per il trattamento delle acque reflue
a.e.: 240
Area superficiale sistemi H-SSF: 232 m 2
Quantitativo di acque grigie trattate, disponibili per il riutilizzo: 14,5 m 3 /giorno (circa 5.300 m 3 /anno)
si è stimato un periodo di circa 9 anni come tempo di ammortamento dei costi di realizzazione e dei costi di manutenzione annui.
(fonte IRIDRA)
Sistemi a flusso sub-superficiale verticale (V-SSF)
bacini impermeabilizzati di forma rettangolare e altezza variabile da 40 a oltre 80 cm
riempimento in materiale ghiaioso e sabbioso, a volte con stratificazioni a granulometria variabile
il liquame viene fatto fluire verticalmente attraverso il terreno in cui sono radicate le macrofite (prevalentemente Phragmites)
funzionamento con cicli di riempimento-svuotamento in modo da migliorare al massimo l’aerazione del terreno
usati efficacemente come trattamento secondario o terziario
Presentano rendimenti migliori rispetto al flusso orizzontale (riduzione fino al 50%
delle superfici a parità di rendimento)
Sono in grado di nitrificare efficacemente, e spesso utilizzato a questo scopo in accoppiamento ai sistemi orizzontali
Distribuzione omogenea del liquame su
tutta la superficie costituisce un problema
idraulico non banale
27 (fonte IRIDRA)
Sistema a flusso sub-superficiale verticale (IKEA, Catania)
Marine Corp Recruit Depot (MCRD) San Diego
“ The Living Machine Watewater ” è stato realizzato nel 2013 presso il Marines California Marine Corp Recruit Depot (MCRD) - San Diego (USA)
Impianto di fitodepurazione a flusso verticale alimentato dal basso, con 12 cicli di riempimento al giorno, basato su cosiddetto “Tidal action”. L’effluente, dopo la disinfezione a UV, viene utilizzato per svariati usi
(Fonte: Luciano Matarazzo – 2014)
Sistema di fitodepurazione
Marine Corp Recruit Depot (MCRD) San Diego (USA) - Utilizzo acque reflue
Zona umida artificiale a Marine Corp Recruit Depot (MCRD) San Diego - Utilizzo acque reflue
“The Living Machine”
Aree verdi
INQUINAMENTO PUNTUALE:
Trattamento Secondario di:
- reflui domestici
- reflui municipali/civili
CAMPI DI APPLICAZIONE 1
INQUINAMENTO PUNTUALE:
Trattamento Secondario di:
- reflui agro-industriali
CAMPI DI APPLICAZIONE 2
INQUINAMENTO PUNTUALE:
- trattamento terziario di
affinamento per impianti di depurazione convenzionali
CAMPI DI APPLICAZIONE 3
INQUINAMENTO DIFFUSO:
- Runoff Agricolo
- Runoff Urbano
- Runoff
Autostrade/Infrastrutture
- Runoff Aeroporti
- Trattamento di acque
superficiali e sotterranee
CAMPI DI APPLICAZIONE 4
PARTICOLARI APPLICAZIONI
- Percolato discariche RSU e impianti di compostaggio
- Fitodisidratazione e
mineralizzazione fanghi di supero
CAMPI DI APPLICAZIONE 5
Superfici occorrenti e consumi di energia di alcuni sistemi di depurazione Superficie
(m
2/AE)
Consumi energetici [kWh/(AE anno)]
T
RATTAMENTI PRELIMINARI0,005÷0,01 0÷1,8
Fossa settica a monte di un trattamento secondario 0,1÷0,3 0
Fossa settica come trattamento a sé stante 0,8÷1,2 0
Fossa Imhoff a monte di un trattamento secondario 0,08÷0,1 0
Fossa Imhoff come trattamento a sé stante 0,2÷0,6 0
D
EPURAZIONE CON SISTEMI NATURALISubirrigazione in terreni drenanti 5÷12 0÷1,10
1Subdispersione a goccia 4÷10 5,5÷11,0
Subdispersione drenata 7÷15 0÷1,10
1Filtrazione lenta intermittente senza ricircolo 2÷4 0÷1,10
2Filtrazione lenta intermittente con ricircolo 1÷2 3÷7
Fitodepurazione verticale (secondario) Fitodepurazione verticale (terziario)
2÷3 0,7÷1
0÷1,10
20÷1,10
2Fitodepurazione subsuperficiale orizzontale (secondario)
Fitodepurazione subsuperficiale orizzontale (terziario)
4÷5 0,7÷1
0 0 Fitodepurazione superficiale (secondario)
Fitodepurazione superficiale (terziario)
2÷3 0,5÷1
0 0
Evapotraspirazione 15÷50 0
Stagno facoltativo (secondario) Stagno facoltativo (terziario)
5÷60 2÷6
0÷1,10
30
Stagno aerobico (affinamento) 2÷4 0
Stagno anaerobico 0,2÷0,4 0
Stagno aerato aerobico-anaerobico Stagno aerato aerobico
0,6÷0,8 0,5÷0,7
20-40 30÷60 D
EPURAZIONE CON SISTEMI IMPIANTISTICIFiltro percolatore classico a basso carico 0,22÷0,40 0÷1,8
2Dischi biologici 0,20÷0,35 0,35÷0,7
Filtro biologico aerato (BAF) 0,15÷0,20 55÷80
Percolatore sommerso aerato (SAF) 0,16÷0,22 55÷80
MBBR 0,16÷0,20 35÷70
Fanghi attivi ad aeraz. prol. (a flusso continuo e SBR) 0,22÷0,30 55÷80
Fanghi attivi MBR 0,18÷0,25 70÷120
Trattamento chimico 0,13÷0,16 1÷1,8
Filtrazione rapida 0,001÷0,002 1,3÷2
Superficie occupate e consumi di energia di alcuni sistemi di depurazione
Beijing (Cina)
superficie di circa 8 ha, di cui 2 ha di specchio liquido
più di 300 specie di piante
Photo: Beijing Tsinghua Urban Planning & Design Institute
Wakodahatcee Wetlands - Palm Beach County, Florida
Nel 1996 circa 20 ettari di vasche di infiltrazione sono state convertite in sistemi FWS
Dopo 3 anni si contavano già 174 specie di uccelli di cui 13 strettamente dipendenti dalla wetland.
(fonte Hans Brix)
Wakodahatcee Wetlands - Palm Beach County, Florida
(fonte Hans Brix)
Oregon Garden, (vicino Silverston)
trattamento terziario acque reflue
portata: circa 3000 m 3 al giorno
superficie: 7 ha
Numerose specie spontanee
Esistono esempi in cui le tecniche di fitodepurazione e lagunaggio sono
diventate lo strumento formidabile per uno sviluppo qualitativo ed
ambientale senza pari, come ad esempio Xochimilcho, che da territorio
degradato e invivibile è diventato una delle principali attrazioni
turistiche, motore dello sviluppo economico di Città del Messico
Anche in Europa, e più precisamente a Saragozza in Spagna, è stato realizzato un progetto lungimirante di riqualificazione ambientale del fiume Ebro, ottenuta grazie alla scelta di utilizzare la fitodepurazione in un progetto di altissimo livello di architettura del paesaggio.
Saragozza, sede dell'EXPO 2008, il cui tema fondante era proprio l'acqua, ha strutturato tutto il
progetto dell' Expo sul Parco del Agua
Qualità delle acque meteoriche e di dilavamento
Particelle di particolato WET DEPOSITION
Ciaponi, C., Gnecco, I., Lanza, L.G., Palla A., Papiri, S., Sanfilippo U. e S. Todeschini (2014). Strategie di controllo degli scarichi fognari in tempo di pioggia. In: Ciaponi C., Papiri S., Sanfilippo U. e S. Todeschini (a cura di) Acque di prima pioggia nei sistemi di fognatura: Manuale di Progettazione, HOEPLI Editore, Cap. 2, pp. 19, ISBN 978-88-203-6322-62
Accumulo sedimenti e inquinanti sulla superficie del bacino…
Build-up
SS
Metalli pesanti
(Zn, Pb, Cu,…)
PAHs COD Pesticidi N, P
Carica
batterica
Gas
Estrema variabilità degli inquinanti e
dinamiche di carico molto complesse!
Riferimenti normativi acque meteoriche e di dilavamento
Sez. II del T.U. ambientale (D. Lgs 152/06) art. 113: Le Regioni previo parere (autorizzazione) del Ministero dell’Ambiente disciplinano i casi in cui può essere richiesto che le acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne siano convogliate e opportunamente trattate in impianti di depurazione per particolari condizioni nelle quali, in relazione alle attività svolte, vi sia il rischio di dilavamento da superfici impermeabili scoperte di sostanza pericolose.
Le prescrizioni di cui all’art. 113 TUA, sulle “acque meteoriche di dilavamento e di prima pioggia”- in conformità alla sua rubrica e contenuto (definitorio e di disciplina) - si pongono concettualmente come “norme di specie” (o speciali), come tali distinte da quelle “generali” adottate per le acque reflue industriali, e acque reflue domestiche.
DGR Emilia Romagna, 14 Febbraio 2005 N. 286 : “Direttiva concernente indirizzi per la gestione delle acque di prima pioggia e di lavaggio da aree esterne”
DGR18 Emilia Romagna 18 Dicembre 2006 N. 1860: “ Linee guida di indirizzo per gestione acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia in attuazione della deliberazione G.R. n.286 del 14/2/2005”.
Regolamento regionale 24 marzo 2006 - n. 4 Regione Lombardia (Pre - D. Lgs 152/06 ):
Disciplina dello smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne, in attuazione dell’articolo 52, comma 1, lettera a) della legge regionale 12 dicembre 2003, n. 26
- Art. 5 (Sistemi di raccolta e convogliamento delle acque di prima pioggia e di lavaggio)- comma 3“Alle acque meteoriche di dilavamento deve essere destinata una apposita rete di raccolta e convogliamento..”
- Art. 6 (Trattamento e scarico delle acque di prima pioggia e di lavaggio)
-Art. 7 (Recapito e valori limite di emissione delle acque di prima pioggia e di lavaggio, riferimento all’ allegato 5 al d.lgs. 152/1999)
-Regione Puglia?????
LA REGIONE SICILIA NON HA EMANATO UN REGOLAMENTO IN MATERIA
4) Acque meteoriche urbane e reflui municipali: Carrión de los Céspedes (Seville), Spain
2500 PE, Sistema ibrido:
V-SSF (317 m 2 ) 14 m 3 d-1 organic loading rate (OLR), 9g BOD5 m -2 d -1 , average hydraulic loading rate (HLR) 44mm d -1 .
Letto filtrante top-down: 0.05m sabbia (1–2 mm),0.6m ghiaia (4–12mm) e 0.15m pietrisco (25-40mm)
H-SSF (229 m 2 ) letto filtrante: ghiaia 0.4 m (4–12mm), più pietrisco (40-80 mm) nelle zone di ingresso e uscita.
FWS (240 m 2 ) livello acqua 10-50 cm.
Typha spp.,Scirpus spp.,Iris pseudacorus, Carex flacca, Cyperus rutundus e Juncus spp. piantumate su letto di ghiaia 0.2 m (4-12mm )
40m 3 d −1
25m 3 Phragmites australis 5 plants m -2
(Ávila, C. et al., 2013. Integrated treatment of combined sewer wastewater and stormwater in a hybrid constructed wetland system in southern Spain and its further reuse. Ecological Engineering, 50, pp.13–20. Available at:http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.08.009)
20m 3 per
valutarne il riuso
Hartshorn, N. et al., 2016. Effect of Floating Treatment Wetlands on Control of Nutrients in Three Stormwater Wet Detention Ponds. Journal of Hydrologic Engineering, 21(8), pp.1–16
1) FTWs + Wet detention pond ( 3 esempi Florida, USA): area urbana/nutrient removal
Ruskin Pond: (a) 8 mesi dopo l’intallazione; (b) dopo la sostituzione delle piante; (c) 6 mesi dopo la sostituzione delle piante (Canna, Juncus, Blue Flag Iris, and Agrostis)
• Pond area: 1,263 m 2
• FTWs: 5% del bacino ( ̴ 63 m 2 )
SCM (Stormwater Control Measure): Casi studio
Gainesville Pond: (a) 7 mesi dopo l’installazione; (b) dopo la sostituzione delle piante; (c) 4 mesi dopo la sostituzione delle piante (Canna, Juncus, Blue Flag Iris, and Agrostis).
• Pond area: 2,363 m 2
• FTWs: 5% del bacino ( ̴ 118 m 2 )
Hartshorn, N. et al., 2016. Effect of Floating Treatment Wetlands on Control of Nutrients in Three Stormwater Wet Detention Ponds. Journal of Hydrologic Engineering, 21(8), pp.1–16
SCM (Stormwater Control Measure): Casi studio
1) FTWs + Wet detention pond ( 3 esempi
Florida, USA): area urbana/nutrient removal
Orlando Pond: (a) 6 mesi dopo l’installazione;
(b) dopo la sostituzione delle piante; (c) 5 mesi dopo la sostituzione delle piante (Canna, Juncus, and Agrostis).
• Pond area: 2,792 m 2
• FTWs: 6,4% del bacino ( ̴ 178 m 2 )
Hartshorn, N. et al., 2016. Effect of Floating Treatment Wetlands on Control of Nutrients in Three Stormwater Wet Detention Ponds. Journal of Hydrologic Engineering, 21(8), pp.1–16
SCM (Stormwater Control Measure): Casi studio
1) FTWs + Wet detention pond ( 3 esempi
Florida, USA): area urbana/nutrient removal
New Zealand ( CSW’s outlet structure)
California (CSW’s forebay on the left)
SCM (Stormwater Control Measure): Casi studio CSW
– Comune di San Michele di Ganzaria (Catania)
– IKEA Store di Catania
– Aziende agrituristiche:
- Valle dei Margi (Catania) - Le Querce di Cota (Enna)
ESPERIENZE DI FITODEPURAZIONE DI
ACQUE REFLUE URBANE
COMUNE DI SAN MICHELE DI GANZARIA
• 90 km da Catania
• 5000 abitanti
• territorio 26 Km 2
Catania
≈ 90 km
San Michele di Ganzaria
Schema dell’impianto di affinamento per il riuso irriguo
S2 S1
S3
H-SSF1
H-SSF2
H-SSF3
H-SSF4
Fiume Tempio
Aree irrigabili Depuratore
comunale
Vasche di fitodepurazione Serbatoi di accumulo
Stato di fatto del sistema di affinamento
340 m
Impianto di affinamento 367 m s.l.m.
In esercizio dal 2001
In esercizio dal 2006
In esercizio dal 2013
Caratteristiche dei letti di fitodepurazione
Letti di fitodepurazione
portata (m
3/day)
Area
(m
2) A.E.
Materiale di riempimento Macrofite piantumate tipo Dimens.
(mm)
Porosità nominale
altezza (m)
nome densità
H-SSF1
215 1950 1.100
calcareo
8-15
0.38
0.6
Phragmites sp
4/5 rizomi per m
2H-SSF2
240 2080 1.100
lavico 0.40
H-SSF4
125 1200 600
H-SSF3
240 2080 1.100
TOT 820 7300 4.000
Letti di fitodepurazione
portata (m
3/day)
Area
(m
2) A.E.
Materiale di riempimento Macrofite piantumate tipo Dimens.
(mm)
Porosità nominale
altezza (m)
nome densità
H-SSF1
215 1950 1.100
calcareo
8-15
0.38
0.6
Phragmites sp
4/5 rizomi per m
2H-SSF2
240 2080 1.100
lavico 0.40
H-SSF4
125 1200 600
H-SSF3
240 2080 1.100
TOT 820 7300 4.000
Typha latifolia
Pendenza fondo 1% 2.5
1
Ingresso
uscita
Scavo, posa della guaina e riempimento dei letti
Messa a dimora della vegetazione e sviluppo vegetativo
Sistema di alimentazione (Tubazione in PVC DN 200 con elementi a T e riduzioni
DN 200 – DN 160)
Sistema di raccolta delle acque (tubazione forata in PVC DN 200)
Sistema di regolazione del livello idrico (tubo corrugato)
Sistemi di distribuzione, raccolta e regolazione del livello
61 61
H-SSF4 (2013-2015)
0 20 40 60 80 100
SST BOD5 COD Ntot Ptot
M ea n r e m o v a l e ff ic ie n c y ( % )
H-SSF3 (2013-2015)
0 20 40 60 80 100
SST BOD5 COD Ntot Ptot
M e a n r e m o v a l e ff ic ie n c y ( % )
H1 (2001-2013)
0 20 40 60 80 100
SST BOD5 COD Ntot Ptot
M ea n r em o va l e ff ic ie n c y (% )
H2 (2007-2015)
0 20 40 60 80 100
TSS BOD5 COD Ntot Ptot
M ea n r em o va l e ff ic ie n c y (% )
(25 campioni)
(100 campioni)
(20 campioni) (124 campioni)
Le concentrazioni di SST, COD e BOD
5sono risultate inferiori ai limiti imposti dal D.Lgs.
152/06 per lo scarico nei corpi idrici superficiali nella quasi totalità dei campioni
IKEA STORE DI CATANIA
Impianto SBR
SCARICHI Servizi igienici
Cucina Bar
DISOLEATORE – DEGRASSATORE
Volume di accumulo utile 10 m 3 GRIGLIATURA
(COCLEA)
IMPIANTO SBR
SCARICO SU CANALE ASI
Canale Asse di Spina Nord
Numero A.E. N° 150
Carico idrico netto pro-capite L/g 200 Carico idrico giornaliero massimo
(Qi) m 3 /g 30
Portata media in 24 ore m 3 /g 1,3 Portata di punta nera m 3 /h 5
Solidi Sospesi mg/L 350
COD mg/L 500
BOD mg/L 300
Azoto totale (TKN) mg/L 135
Fosforo totale (P) mg/L 15
influente Effluente
Dati di progetto SBR
- Aperto nel 2011 - in soli sei mesi:
- 1.700.000 visitatori - 200.000 pasti serviti
oggi
~300 impiegati (full time and part time)
~ 6.000 visitatori al giorno
~ 14.000 visitatori il sabato
~ più 16.000 visitatori domenica/ vacanze
~ 800 pasti serviti al giorno
IKEA Store di Catania – Alcuni dati..
Valutazione delle portate di reflui
Sono stati misurati, tramite i contatori volumetrici, il volume di acqua reflue effluenti da lavabi, WC, docce, lavelli cucina, ecc .
Min value m 3 /day 7 Max value m 3 /day 40 Range m 3 /day 33 Mean value m 3 /day 18,24
Statistiche del periodo Gennaio-Maggio 2012
Min value m 3 /day 7 Max value m 3 /day 27 Range m 3 /day 20 Mean value m 3 /day 14,73
Statistiche dei giorni feriali
Min value m 3 /day 15 Max value m 3 /day 40 Range m 3 /day 25 Mean value m 3 /day 27,85
Statistiche dei giorni prefestivi e festivi
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
01-gen 08-gen 15-gen 22-gen 29-gen 05-feb 12-feb 19-feb 26-feb 04-mar 11-mar 18-mar 25-mar 01-apr 08-apr 15-apr 22-apr 29-apr 06-mag 13-mag 20-mag 27-mag 03-giu 10-giu 17-giu 24-giu 01-lug
portata (m3)
Portata massima di progetto Q = 30 m
3/giorno
- Portata massima di progetto: 5 m 3 /h
- In alcuni giorni sono state registrate portate orarie di 10 m 3 /h
Valutazione qualitativa dei reflui
Parametri Unità Min Max Media
SST mg/L 68 200 140
BOD 5 mg/L 295 980 532
COD mg/L 600 1450 940
Fosforo totale mg/L 12 23 17
Ammoniaca
(NH 4 ) mg/L 20 231 114
Concentrazione di progetto di azoto totale è di 135 mg/L
COD di progetto = 500 mg/L
L’impianto dei trattamento dei reflui prodotti dall’IKEA Catania (SBR + CW)
SBR SBR Grigliatura Grigliatura
Scarichi
Servizi igienici, Cucina, Bar Scarichi Servizi igienici, Cucina, Bar
P P
Q= 15-20 m 3 bypass SBR se Q > 30 m 3 /giorno Q= 30 m 3 /giorno
Fitodepurazione
HF (I stadio) VF1 (II stadio) VF2 (III stadio)
Canale Buttaceto Canale Buttaceto Q in = 45-50
m 3 /giorno
Pompa Pompa
Impianto SBR Area di intervento Letti di fitodepurazione Condotta di
alimentazione
Condotta di scarico su canale ASI
Condotta di
sollevamento su
Torrente Buttaceto
Impianto di fitodepurazione – Letto HF
CW Area
(m
2) W
(m) L
(m) Q
(m
3/giorno)
Inerti Macrofite
Tipo Granulometria
(mm) Altezza
(m) Nome Densità
(rizomi/m
2)
HF (I stadio) 400 12 34 45-50 Ghiaia
vulcanica 8-15 0,6 Phragmites
australis 4
SEZIONE DI USCITA
Impianto di fitodepurazione – Letti VF
CW Area
m
2Q
(m
3) HLR
(m
3/m
2/day)
Inerti Macrofite
Tipo Granulometria
(mm) Altezza
(cm) Nome Densità
(piante/m
2)
VF1 (II stadio)
530 8
ogni
4 ore 0,09
Sabbia Vulcanica
Ghiaia vulcanica
~ 5-15
25-40
~ 45
30
Cyperus Papyrus Canna Indica L.
2,5
VF2 (III stadio) Typha latifolia
Iris pseudacorus
SEZIONE DI USCITA
riempimento scavo
Riempimento Prove di tenuta idrauliche
Fase di costruzione letto HF
Installazione delle tubazioni di distribuzione
Posa in opera del materiale di riempimento
(strato principale) Installazione delle tubazioni
di drenaggio
Fase di costruzione letti VF
Messa a dimora delle macrofite
Macrofite piantumate
Phragmites australis (4 rizomi/m 2 )
H-SSF V1
Ciperus papyrus (2,5 piante/m 2 )
Canna indica (2,5 piante/m 2 ) V2
Ibiscus palustris
(2,5 piante/m 2 ) Iris pseudacorus
(2,5 piante/m 2 )
Efficienze di rimozione medie
Concentrazioni medie
L’effluente dell’impianto di fitodepurazione ha evidenziato basse e stabili concentrazioni
degli inquinanti nonostante l’ampia variabilità degli stessi rilevata nel refluo in ingresso
AZIENDE AGRITURISTICHE:
VALLE DEI MARGI (GRAMMICHELE - CT)
LE QUERCE DI COTA (TROINA - EN)
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
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 di fatto)
Agriturismo Valle dei Margi – Schema sistema di trattamento (progetto)
EDIFICIO PL R&B AAV Addetti Totale
AE COT
n.ro AE n.ro AE n.ro AE n.ro AE n.ro g BOD
5/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.
In relazione alla tipologia delle attività aziendali, il liquame è caratterizzato da un basso carico inquinante di natura prevalentemente organica e biodegradabile,
Con il carico organico giornaliero in ingresso al sistema depurativo è pari a circa 8650 g di BOD 5 /giorno, e una produzione massima giornaliera di acque reflue da avviare al sistema di trattamento e smaltimento pari a circa 30 m 3 /giorno, ne risulta che il liquame in ingresso al sistema di trattamento presenterà un concentrazione in termini di BOD 5 pari circa 290 mg/L.
Per l’Az. Valle dei Margi è stato adottato nella fase di trattamento preliminare e primario dei liquami un sistema costituito da un degrassatore e da una vasca tipo Imhoff posti in serie.
Agriturismo Valle dei Margi – Caratteristiche quali/quantitative reflui
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 .
Superficie letto H-SSF= 350 m 2
Superficie letto FWS = 180 m 2
Agriturismo Valle dei Margi – Impianto di fitodepurazione H-SSF+FWS
Agriturismo Valle dei Margi – Stato di fatto
0 20 40 60 80 100
TSS BOD5 COD TN TP
M e a n r e m o v a l e ff ic in c y ( % )
Buone efficienza di rimozione dei principali parametri chimico-fisici
Limiti sempre rispettati per il D.Lgs 152/06 per lo scarico nei corpi idrici superficiali che per il D.M. 185/03 per il riutilizzo a scopo irriguo dei reflui depurati
HSSF+FWS
Agriturismo Le Querce di Cota – Troina (EN)
L’azienda agrituristica Le Querce di Cota è sita nel comune di Troina ed è costituita da un’unica superficie aziendale di Ha 21.00.00, totalmente ricadente in zone montane e svantaggiate.
Il centro aziendale è composto da tre edifici (Casa Padronale, Antico Frantoio e Casa della Ricotta), divenuti sede dell’attuale attività agrituristica, che si affacciano sull’antico Baglio della fine del 700.
Sono autorizzate 10 camere per n. 22 posti letto. Inoltre, l’azienda è
autorizzata per la somministrazione dei pasti, per un n. di 57 posti.
Le Querce di Cota – Sistema di trattamento e smaltimento (stato di fatto)
Due fosse settiche di tipo Imhoff, poste in
parallelo, seguite da condotta di subirrigazione
Le Querce di Cota – Progettazione dell’impianto di fitodepurazione
Concentrazione BOD 5 media nei giorni di punta pari a circa 300 mg/L portata massima di reflui circa 12 m 3 /giorno
Degrassatore
- H-SSF
Letto di
fitodepurazione a flusso sub-superficiale
orizzontale (H-SSF)
FWS
Vasca di fitodepurazione a flusso superficiale
(FWS) Vasche
Imhoff Subirrigazione
H-SSF
- -
FWS
Pozzetto
Pompa di sollevamento
Degrassatore
- H-SSF
Letto di
fitodepurazione a flusso sub-superficiale
orizzontale (H-SSF)
FWS
Vasca di fitodepurazione a flusso superficiale
(FWS) Vasche
Imhoff Subirrigazione
H-SSF
- -
FWS
Pozzetto
Pompa di
sollevamento
Le Querce di Cota – Impianto di fitodepurazione: fasi di realizzazione
Progetto
Il progetto WATINTECH “Smart decentralised water management through a dynamic integration of technologies”, finanziato dal Water Joint Programming Iniative - WaterWorks 2014 nell’ambito del programma Horizon 2020, prevede la collaborazione dei seguenti enti:
Catalan Institute for Water Research – ICRA (capofila);
ACCIONA Agua S.A.
Dipartimento di Agricoltura Alimentazione e Ambiente (Di3A);
NOVA.ID.FCT Universidade Nova de Lisboa
Technical University of Denmark;
Progetto WATinTECH - Organizzazione ed obiettivi
Progetto WATinTECH - Obiettivi dell’attività sperimentale condotta dal Di3A
L’obiettivo generale dell’attività sperimentale condotta dal Di3A è quello di valutare l’impiego dei sistemi di fitodepurazione per il trattamento ed il recupero delle acque meteoriche urbane in condizioni di clima mediterraneo.
Gli obiettivi specifici delle indagini sperimentali che i ricercatori del Di3A condurranno su un impianto di fitodepurazione a scala pilota per il trattamento delle acque di prima pioggia di un’area di parcheggio o, in alternativa, di un refluo sintetico con elevate concentrazioni di nutrienti, sono:
Valutare le efficienze di rimozione dei principali inquinanti;
Valutare la domanda evapotraspirativa delle macrofite adottate ed i relativi effetti sulle efficienze di rimozione;
Valutare gli effetti dei fenomeni di occlusione del mezzo filtrante attraverso campagne di misura del tempo di detenzione idraulico e della conducibilità idraulica;
Valutare la possibilità di un riuso irriguo delle acque reflue trattate.
Progetto WATinTECH - Ubicazione dell’impianto sperimentale
SBR CW
Impianto sperimentale del
progetto WATINTECH
CATANIA
L’impianto sperimentale è costituito da uno stagno di ritenzione iniziale (POND) in uscita dal quale le acque vengono convogliate su due linee di trattamento in parallelo costituite, ciascuna, da un letto di fitodepurazione a flusso sub- superficiale orizzontale (HF1 e HF2) e da una vasca di fitodepurazione a flusso superficiale (FWS1 e FWS2).
In prossimità dell’impianto verrà installato un serbatoio (S) per accumulare il refluo sintetico da trattare.
1.50 m 4.00 m 3.00 m
P P
PUMPS
PUMPS
DISPOSAL/REUSE
P
P P
1.00 m POND
HF1 HF2
FWS1 FWS2
PUMP
SYNTHETIC WASTEWATER
0.50 m
0.50 m
PARTITION WALL
PLASTIC TANK
STORMWATER
Progetto WATinTECH - Caratteristiche dell’impianto sperimentale
Vasche in vetroresina
Dimensioni Pond, HF1 e HF2: 1,50 m × 4,00 m = 6,00 m 2
Dimensioni FWS1 e FWS2: 1,00 m x 3,00 m = 3,00 m 2
Altezza dei letti filtranti HF ≈ 0,6 m
Altezza delle acque reflue in FWS ≈ 0,8 m
Portata media trattata da ogni linea: circa 1 m 3 /giorno
Tempo di detenzione idraulica: circa 96 ore
Macrofite HF: Phragmites australis
Macrofite FWS: Vetiveria zizanoides su strutture galleggianti
110
4.00 m
0.50 m
