GESTIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE METEORICHE URBANE

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1 GESTIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE METEORICHE URBANE Idrodepurazione S.r.l. Via Comina, Seregno (MB) - ITALIA - info@idro.net FONDAZIONE GEOMETRI E GEOMETRI LAUREATI MILANO 17 giugno

2 IL PROBLEMA GENERALE In tempo secco la fognatura convoglia solo i reflui civili al depuratore In tempo di pioggia la fognatura porta al depuratore i reflui civili e le acque meteoriche, ma in eventi eccezionali si eccede la massima capacità di carico del depuratore e quindi una porzione degli scarichi fognari viene scolmata direttamente nel ricettore finale. 2

3 PROBLEMI DERIVANTI DA SCARICHI DI SFIORATORI Peggioramento della qualità delle acque dei corpi idrici recettori Problemi igienico-sanitari Aumento del rischio idraulico 3

4 LINEE GUIDA DI INDIRIZZO PRINCIPI GENERALI Pianificazione ed ottimizzazione del sistema di sfioratori di piena e delle vasche di prima pioggia e volano all interno di un area urbana già dotata di rete fognaria di tipo misto; Regolamentazione di nuovi allacci o di potenziamenti di reti esistenti all interno di aree di trasformazione o di espansione residenziale, commerciale o industriale. COME INTERVENIRE 1.Inquadramento del problema dal punto di vista normativo 2.Proposta di schema decisionale per l ottimizzazione degli scolmatori e delle vasche di prima pioggia e volano di una rete mista esistente 3.Sistemi di controllo delle acque meteoriche a monte dell immissione in rete 4

5 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE La gestione delle acque meteoriche è demandata alle Regioni dall art. 113 del decreto legislativo 152/2006 NORMATIVA REGIONALE: Programma di tutela e uso delle acque PTUA (in particolare art. 44 e appendice G) R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie R.R. 4 del 24 marzo 2006 smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne 5

6 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE Programma di tutela e uso delle acque PTUA Appendice G del PTUA, Direttive in ordine alla programmazione e progettazione dei sistemi di fognatura : limitazione a monte delle portate circolanti in rete raccolta separata delle acque meteoriche non suscettibili di essere contaminate e smaltimento sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo e, in via subordinata, in corpi d acqua superficiali scarico attraverso la rete fognaria con una limitazione di portata massima pari a 20 l/s per ettaro impermeabile controllo quali-quantitativo delle portate recapitate nei ricettori limitazione attraverso vasche volano a 20 l/s per ettaro impermeabile per le aree di espansione e 40 l/s per ettaro impermeabile per aree già dotate di fognatura. 6

7 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie Art. 15 Gli sfioratori di piena delle reti fognarie di tipo unitario sono realizzati in modo da lasciare direttamente defluire all impianto di trattamento delle acque reflue urbane la portata nera diluita corrispondente al più elevato dei valori derivanti dall applicazione dei seguenti criteri: apporto di 750 litri per abitante equivalente al giorno, considerati uniformemente distribuiti nelle 24 ore, determinando in termini idraulici, ossia per rapporto tra il consumo giornaliero medio industriale accertato e la dotazione idrica della popolazione residente, assunta pari a 200 l/abxg, gli a.e. degli scarichi, di acque reflue industriali non caratterizzabili in base all apporto di sostanze biodegradabili; rapporto di diluizione pari a 2 rispetto alla portata nera, calcolata come media giornaliera per gli apporti civili e come media su 12 ore per quelli industriali, salvo presenza di significativi complessi che lavorino su più turni giornalieri; il rapporto di diluizione è incrementato a 2,5 nel caso gli apporti industriali in termini di abitanti equivalenti calcolati con il criterio di cui alla lettera a), superino il 50% del totale. 7

8 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie Art. 16 Le vasche (di accumulo) sono realizzate presso: Lo sfioratore in testa all impianto di trattamento delle acque reflue urbane; Gli sfioratori che sottendono agglomerati con oltre diecimila a.e. Gli sfioratori che consentono di controllare complessivamente almeno l 80% della superficie servita dalla rete, nel caso di recapito in corpi idrici significativi, ovvero sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo, e il 50% nel caso di recapito in corpi idrici non significativi. 8

9 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e delle aree esterne DEFINIZIONI evento meteorico una o più precipitazioni, anche tra loro temporalmente distanziate, di altezza complessiva di almeno 5 mm, che si verifichino o che si susseguano a distanza di almeno 96 ore da un analogo precedente evento acque di prima pioggia quelle corrispondenti, nella prima parte di ogni evento meteorico, ad una precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull intera superficie scolante servita dalla rete di raccolta acque meteoriche. Al fine di definire le portate si assumono coefficienti di afflusso pari a 1 per superfici impermeabilizzate acque meteoriche di dilavamento» la parte delle acque di una precipitazione atmosferica che, non è assorbita o evaporata, dilava le superfici scolanti acque di seconda pioggia» la parte delle acque meteoriche di dilavamento eccedente le acque di prima pioggia 9

10 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e delle aree esterne A CHI E RIVOLTO Art.3 a) superfici scolanti di estensione superiore a mq, calcolata escludendo le coperture e le aree a verde, costituenti pertinenze di edifici ed installazioni in cui si svolgono le seguenti attivita`: 1) industria petrolifera; 2) industrie chimiche; 3) trattamento e rivestimento dei metalli; 4) concia e tintura delle pelli e del cuoio; 5) produzione della pasta carta, della carta e del cartone; 6) produzione di pneumatici; 7) aziende tessili che eseguono stampa, tintura e finissaggio di fibre tessili; 8) produzione di calcestruzzo; 9) aree intermodali; 10) autofficine; 11) carrozzerie b) dalle superfici scolanti costituenti pertinenza di edifici ed installazioni in cui sono svolte le attività di deposito di rifiuti, centro di raccolta e/o trasformazione degli stessi, deposito di rottami e deposito di veicoli destinati alla demolizione c) dalle superfici scolanti destinate al carico e alla distribuzione dei carburanti ed operazioni connesse e complementari nei punti di vendita delle stazioni di servizio per autoveicoli 10

11 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e delle aree esterne COME INTERVENIRE Art. 5 Le acque di prima pioggia e le acque di lavaggio, che siano da recapitare in corpo d acqua superficiale ovvero sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo, devono essere avviate ad apposite vasche di raccolta a perfetta tenuta, dimensionate in modo da trattenere complessivamente non meno di 50 m3 per ettaro di superficie scolante Le acque meteoriche di dilavamento provenienti da superfici contaminate da idrocarburi di origine minerale, in alternativa alla separazione delle acque di prima pioggia possono essere sottoposte a trattamento in impianti con funzionamento in continuo, progettati sulla base della portata massima stimata in connessione agli eventi meteorici fermo restando il rispetto dei valori limite di emissione 11

12 NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE METEORICHE R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e delle aree esterne RECAPITO E LIMITI DI EMISSIONE Art. 7 nella rete fognaria nella condotta adibita al trasporto delle acque nere e miste, nel rispetto delle norme tecniche, delle prescrizioni regolamentari e dei valori limite di emissione adottati dal gestore del servizio idrico in corpo d acqua superficiale, nel rispetto dei valori limite di emissione della tabella 3 dell allegato 5 al d.lgs. 152/06 nelle zone non direttamente servite da rete fognaria e non ubicate in prossimità di corpi d acqua superficiali, e solo qualora l Autorità competente accerti l impossibilità tecnica o l eccessiva onerosità di utilizzare tali recapiti, sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo, fermo restando i divieti per tale tipo di recapito di cui al punto 2.1 dell allegato 5 al d.lgs. 152/2006 nel rispetto dei valori limite di emissione della tabella 4 del medesimo allegato 12

13 PRINCIPIO DELL INVARIANZA IDRAULICA INVARIANZA IDRAULICA La portata al colmo di piena risultante dal drenaggio di un area deve rimanere invariata prima e dopo la trasformazione dell uso del suolo in quell area Attualmente la Regione Lombardia limita solamente lo scarico in fognatura o corpo idrico recettore a 20 l/s ha di superficie impermeabile: considerando che un evento di piena consistente può produrre l/s ha, è implicita la richiesta di disporre di Volumi di Compensazione Idraulica. 13

14 COME GESTIRE LE ACQUE METEORICHE CONSIDERAZIONI Per quanto riguarda le reti di sottoservizi delle condutture fognarie per la raccolta delle acque meteoriche e reflue urbane si dovrà tenere conto di prescrizioni tecniche e costruttive per la progettazione dei sistemi di smaltimento delle acque meteoriche con particolare riferimento al trattamento delle acque di prima pioggia e al loro convogliamento in specifiche vasche, di prima pioggia e/o vasche volano. Prevedere sistemi per il trattamento, la separazione e lo smaltimento delle acque meteoriche e in particolare di prima pioggia distinguendo tra aree urbanizzate e aree non urbanizzate ma soggette a processi di trasformazione. 14

15 COME GESTIRE LE ACQUE METEORICHE CONSIDERAZIONI E INDICAZIONI trattamento, separazione e smaltimento delle acque di prima pioggia ove richiesto dalla normativa vigente; caratteristiche delle vasche volano e quelle di prima pioggia. In particolare per la gestione delle acque meteoriche in nuove trasformazioni si dovrà prevedere: la realizzazione di reti separate per acque nere e meteoriche; lo smaltimento delle acque meteoriche quanto più possibile sfruttando la capacità di infiltrazione nel terreno ed il reticolo idrografico secondario, seguendo i principi di limitazione dello scarico dati dalla attuale normativa e in generale basandosi sul principio dell invarianza idraulica; per le acque di dilavamento di strade interessate da traffico veicolare, in ragione dell intensità del traffico stesso, il ricorso a tecniche di drenaggio urbano per il contenimento dell inquinamento diffuso e l aumento dei volumi di compensazione; la raccolta, separazione, trattamento e scarico delle acque di prima pioggia in insediamenti produttivi in conformità con il R.R. 4/2006 ed in generale quando è prevedibile un inquinamento di tali acque ed un impatto significativo sul reticolo idrografico. 15

16 CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE Principali fonti di inquinamento precipitazioni atmosferiche secche(dry deposition); erosione dei rivestimenti delle superfici(tetti, strade, parcheggi), con produzione di materiale di varia natura (limo, sabbia, bitume, metalli pesanti residui di vernici); trasporto di residui di vegetazione(foglie, polline, etc.); traffico urbano(residui di combustione, quali ossidi di carbonio e azoto, piombo, metalli, perdite di benzina e lubrificanti, residui di pneumatici, etc.); scarichi vari di origine antropica(carta, vetro, materie plastiche) o animale(escrementi); scarichi vari da attività artigianali e industriali; Risospensione degli inquinanti che si accumulano in fognatura in tempo secco.. 16

17 CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE Principali sostanze inquinanti 17

18 CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE Variabilità delle caratteristiche degli inquinanti uso e morfologia del suolo; metodiche di effettuazione (manuale, meccanica, aspirazione, ecc.) e cadenza della eventuale pulizia delle strade; caratteristiche dell evento meteorico (forma dello ietogramma, valore massimo dell intensità, durata, periodo di tempo secco antecedente). Le maggiori concentrazioni e portate massichedi inquinanti (BOD, SS e COD) si rilevano generalmente in corrispondenza dell inizio della piena (fenomeno cosiddetto first foulflush ). Tuttavia, diverse campagne di misura hanno evidenziato la presenza di picchi di concentrazione susseguenti a quelli della portata (last flush). 18

19 CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE INQUINAMENTO VALORI MEDI REGISTRATI IN ACQUE DI DILAVAMENTO COD mg/l SS mg/l Cromo mg/l Nichel mg/l Rame mg/l Zinco mg/l Cadmio mg/l Piombo mg/l Idrocarburi mg/l ,070 0,240 1,25 1,05 0,015 1,5 30 Limiti D.lgs 152/99 Tabella ,1 0,5 0,02 0,2 5 In riferimento ai valori limite della 152/06 emerge elevato tenore di inquinamento in termini di: COD SS Metalli pesanti Pb, Cu, Ni, Zn Idrocarburi 19

20 CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE Alcuni studi (Papiri, Barco, 2003) realizzati su un bacino sperimentale, dimostrano che la concentrazione di inquinante ha un primo picco in corrispondenza del primo evento meteorico, con concentrazioni molto superiori rispetto agli eventi successivi. 20

21 LE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA Sonoingradodiaccumulareiprimi5mmdipioggia; Sono dotate di un sistema di alimentazione che le escluda automaticamente a riempimento avvenuto; Operano in maniera intelligente grazie a sensori che vedono l inizioelafinedell eventometeoricoesonoingradodicapirese esso ricade tra quelli regolamentati. Sono dotate di pompe temporizzate che fanno sì che 96 ore dopo l evento meteorico siano vuote e pronte a funzionare di nuovo. Sono in grado di operare la rimozione degli oli minerali e degli idrocarburi mediante filtri a coalescenza. 21

22 VASCA PRIMA PIOGGIA SISTEMA DI PULIZIA A RIBALTA 22

23 PARTICOLARE RIBALTE DI PULIZIA 23

24 RIBALTA DI PULIZIA VASCA PIOGGIA 24

25 IMPIANTO DI TRATTAMENTO ACQUE PRIMA PIOGGIA 25

26 IMPIANTO DI TRATTAMENTO DECANTATORE FILTRAZIONE SU RESINE CHIMICO-FISICO 26

27 PARTICOLARE FILTRI DISOLEATORI 27

28 SISTEMI DI REGOLAZIONE DELLE PORTATE Dove la rete fognaria è unitaria, come in gran parte dell Italia, è necessario regolare la portata immessa nella stessa per tutelare il corretto funzionamento dell impianto di trattamento e per non gravare eccessivamente su collettori che spesso non sono in grado di far defluire grandi portate. Per la regolazione delle portate nelle fognature miste il sistemi più adottato è lo sfioratore di piena, che normalmente comporta la realizzazione di soglie di sfioro estremamente lunghe e quindi costose, e con portate modeste il loro funzionamento è problematico in quanto si possono verificare depositi, intasamenti e occlusioni.. 28

29 SISTEMI DI REGOLAZIONE DELLE PORTATE Oggi il sistemi maggiormente utilizzato per la regolazione delle portate in fognatura ed uscita da vasche volano è il regolatore a galleggiante, con il quale la portata effluente è mantenuta costante grazie al movimento di un galleggiante collegato a una paratoia mobile. La paratoia di regolazione - realizzata in materiale sintetico - è montata su una piastra ed è messa in movimento tramite un galleggiante collegato con un braccio all asta di comando della paratoia stessa. Grazie ad un idrogramma specifico è possibile mettere a punto le aste di comando dello strumento in funzione del livello raggiunto dall acqua, del diametro della conduttura e della portata affluente. 29

30 REGOLATORE A GALLEGGIANTE Per prima cosa è necessario stabilire l ampiezza dell apertura di passaggio della paratoia in condizioni standard: questa deve essere tale da consentire il deflusso della portata d acqua richiesta. In tempo di pioggia il livello dell acqua a monte della paratoia aumenta: ciò fa alzare il galleggiante e diminuire la superficie della luce libera di passaggio, così da mantenere la portata di deflusso costante. In condizione di massima chiusura sotto la paratoia resta ancora una luce di passaggio, che è funzione dei parametri di progettazione del condotto fognario, del battente idraulico e del deflusso consentito. I vantaggi della paratoia sono molteplici: essa non richiede alcuna manutenzione ed è a prova di corrosione, in quanto la parte meccanica è realizzata in acciaio inox AISI 304. Inoltre la taratura dello strumento può essere fatta anche dopo l installazione: è infatti possibile modificare la sezione di passaggio del regolatore di portata mediante un diaframma regolabile, permettendo così di adattare l impianto al variare delle esigenze e delle portate di alimentazione del bacino. Può essere installato in pozzetti esistenti,non necessita di salto idraulico. 30

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32 Grazie a tutti per l attenzione!..tutto il materiale è disponibile sul sito Idrodepurazione S.r.l. Via Comina, 39 I Seregno (MB) info@idro.net tel fax