• 463 impianti di trattamento delle acque reflue urbane

Prof. Ing. Gaspare Viviani

SITUAZIONE SICILIANA

• circa 5 milioni di abitanti

• 390 Comuni

• 463 impianti di trattamento delle acque reflue urbane

• 75% con scarico in acque interne, 25% con scarico in mare

• 61% popolazione servita da impianti di depurazione (71%

nei Comuni capoluogo)

Fonte: elaborazione Sistema informativo ARPA Sicilia - Report 2018

16% degli impianti non attivo (ovvero realizzato ma non connesso alla rete fognaria, esistente ma non attivo o in stato di by-pass)

circa 20,5% dotati di autorizzazione allo scarico in corso di

validità

NUMEROSITA' IMPIANTI PER POTENZIALITA'

31% 31% 17% 5% 100%

DISTRIBUZIONE IMPIANTI PER PROVINCIA

0 5 10 15 20 25 30 35 40

AG CL CT EN ME PA RG SR TP

[%]

CONTROLLI ESEGUITI SUGLI IMPIANTI (2017)

CONTESTAZIONI A SEGUITO DEI CONTROLLI ESEGUITI

SUGLI IMPIANTI (2017)

1) Incompletezza degli schemi depurativi:

- assenza dei trattamenti secondari L.R.S. 27/86

- assenza di trattamenti di deN e deP (Tabb. 2 e 3 D.lgs. 152/06) - assenza di scarico a mare con condotta sottomarina

3) Inadeguatezza della struttura gestionale dell'impianto:

- assenza di idonei apparecchiature di misura

- controlli limitati ai soli parametri tabellari in uscita - carenza di misure e controlli di parametri di processo

POSSIBILI CAUSE DEGLI INSUCCESSI DEPURATIVI

2) Problemi di alimentazione dell'impianto:

- assenza di controlli sulle immissioni in fognatura di reflui non domestici

- variazioni di portate in ingresso superiori a quelle di

progetto (fognature unitarie scaricatori di piena)

Problemi di sostenibilità ambientale della depurazione delle acque:

- effettivo contributo della depurazione per il controllo dei macroinquinanti e il risanamento dei corpi idrici

- inefficacia degli impianti nei confronti di microinquinanti scaricati in fognatura e presenti nei corpi ricettori

PROBLEMI APERTI

NELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE

Problemi di sostenibilità economica della depurazione delle acque reflue:

- da un sistema " lineare": fognatura depurazione scarico - a un sistema " circolare": riuso reflui depurati, recupero di

materia e/o energia

depuratori = bioraffinerie

CRITICITA’ NEL RISPETTO DEI LIMITI

È sufficiente il controllo dei parametri «normati» per garantire una buona gestione degli impianti, mirata a rendere probabile e non casuale il rispetto dei limiti tabellari ?

La risposta è NO

Basse concentrazioni in uscita dall’impianto sono consequenziali a:

• corretto dimensionamento dell’impianto

• corrette caratteristiche quali-quantitative dei reflui in ingresso

• corrette modalità di gestione dell’impianto, specie per i trattamenti secondari

CONTROLLI SU PARAMETRI DI PROCESSO NON NORMATI

Scarsa sedimentabilità dei fanghi BULKING

Eccessiva presenza di batteri "filamentosi"

SOSTENIBILITA' AMBIENTALE:

LE DISFUNZIONI DEGLI IMPIANTI BIOLOGICI

I.D. Praga, Dicembre 2017

Formazione di schiume biologiche FOAMING

Eccessiva presenza di batteri idrofobici (Nocardia

o Microthrix parvicella)

SOSTENIBILITA' AMBIENTALE:

LE DISFUNZIONI DEGLI IMPIANTI BIOLOGICI

I microinquinanti pervengono nei corpi idrici in forma sia concentrata (fognature bianche e nere, emissari impianti di depurazione), sia diffusa (dilavamento suoli coltivati e non).

Vasta gamma di sostanze presenti in tracce (ng/l ÷ mg/l) nell'ambiente acquatico e nelle matrici solide (fanghi, sedimenti) difficile tracciabilità e rimozione alla fonte.

Causa di effetti tossici e/o cancerogeni su uomo e animali, bioaccumulo in animali e vegetali.

SOSTENIBILITA' AMBIENTALE:

IL PROBLEMA DEI MICROINQUINANTI

Dubbia è la loro rimozione negli impianti di depurazione, progettati per la rimozione dei macroinquinanti.

CONTAMINANTI

“CONVENZIONALI”

Solidi sospesi sedimentabili (SSS) Solidi sospesi totali (SST)

BOD₅ TOC COD

Azoto totale Fosforo totale Coliformi totali

OK

CONTAMINANTI

“NON CONVENZIONALI”

Pesticidi Farmaci Droghe

Prodotti per igiene personale Detergenti

Radionuclidi Antibiotici

Interferenti endocrini Droghe (lecite e illecite) etc.

?

SOSTENIBILITA' AMBIENTALE:

IL PROBLEMA DEI MICROINQUINANTI

diretto: i reflui sono resi immediatamente disponibili all’utenza (esempi: riuso estivo ad uso irriguo, ricircoli interni industriali)

indiretto: i reflui sono temporaneamente accumulati prima del riuso:

a) in serbatoi (esempio: accumulo invernale di reflui utilizzati a scopo irriguo)

b) in falda (esempio: ricarica artificiale)

SOSTENIBILITA' ECONOMICA:

IL RIUSO DELLE ACQUE REFLUE

RIUSO IRRIGUO

Vantaggi:

– disponibilità di una risorsa in quantità praticamente indipendenti dalle condizioni meteoclimatiche

– qualità della risorsa già parzialmente idonea, per la necessità di rispettare gli standard per la protezione dell’ambiente (scarichi nei corpi idrici ricettori)

– possibilità di scambio con risorse primarie, utilizzabili per usi più esigenti (p.e. uso potabile)

– beneficio ambientale, per la riduzione dei "carichi residui" nei

corpi idrici

In Israele più di 380 serbatoi di stoccaggio e stabilizzazione:

• capacità totale di invaso: 250 Mm

• volumi variabili: 30.000 m

- 10 Mm

• profondità variabile tra 5,5 e 15 m

• uso per irrigazione di 19.000 ha di terreno

APPLICAZIONI DI RIUSO IRRIGUO

• Impianti di Milano (Nosedo + San Rocco)

• 90x10

m

/anno per irrigazione di 114 km

• Numerose applicazioni in piena scala a livello internazionale e

anche nazionale, poche a livello regionale.

Approccio convenzionale:

a) Recupero di energia

(termica/elettrica) mediante digestione anaerobica dei fanghi (potenzialità > 100.000 AE;

risultati spesso inferiori alle previsioni progettuali)

b) Uso dei fanghi a scopo agronomico

SOSTENIBILITA' ECONOMICA:

IL RECUPERO DI MATERIA E/O ENERGIA

Nuovi approcci:

a) Trattamenti anaerobici combinati di fanghi + matrici organiche varie (FORSU, biomasse, etc.)

SOSTENIBILITA' ECONOMICA:

IL RECUPERO DI MATERIA E/O ENERGIA

b) Produzione di biometano da biogas c) Massimizzazione della produzione di

biogas: sonicazione (ultrasuoni), trattamenti termici (Cambi), ossidazione chimica (ozono)

d) Recupero di fosforo dalla linea fanghi ( struvite)

e) Produzione di biopolimeri (PHA: polidrossialcanoaati) f) Recupero di energia con microturbine

g) Recupero di energia termica da acque reflue

CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

OGGI:

• situazione siciliana ancora non in linea con gli standard normativi

• necessità di miglioramenti strutturali (potenziamento impianti, completamento schemi deputativi) e gestionali (controlli in fognatura; misura parametri di processo degli impianti)

DOMANI:

maggiore "sostenibilità" ambientale ed economica degli impianti:

a) adozione di filiere di trattamento che garantiscano anche la rimozione di microinquinanti;

b) recupero di materia ed energia dagli impianti (riuso chiarificato;

recupero di materie/energia)

Gaspare Viviani

Dipartimento di Ingegneria

Università degli Studi di Palermo [email protected]