Scheda n 1. Tecnologie ambientali per le Apea SISTEMI MODULARI DI TRATTAMENTO ACQUE DI PIOGGIA. Aspetti ambientali interessati dalla tecnologia

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1 LIFE+ PROJECT ACRONYM ETA-BETA LIFE09 ENV IT Scheda n 1 Tecnologie ambientali per le Apea SISTEMI MODULARI DI TRATTAMENTO ACQUE DI PIOGGIA Aspetti ambientali interessati dalla tecnologia emissioni aria scarichi acqua rifiuti rumore energia consumo acqua utilizzo efficiente risorse (materie prime) prodotti chimici e sostanze pericolose contaminazione/consumo suolo Denominazione della tecnologia in esame SISTEMI MODULARI DI TRATTAMENTO ACQUE DI PIOGGIA Pagina 1 di 19

2 Descrizione della tecnologia ambientale La tecnologia di filtrazione in continuo Stormfilter è una tra le più avanzate e performanti BAT (Best Available Technology) in materia di trattamento delle acque, internazionalmente riconosciuta. Il sistema è stato infatti utilizzato in più di applicazioni negli Stati Uniti e in Italia. E stato installato per trattare le acque di dilavamento di grandi infrastrutture industriali, portuali, aeroportuali ed autostradali. Il Sistema Stormfilter si basa su un insieme di cartucce filtranti che trattengono il particolato ed assorbono le sostanze inquinanti come metalli disciolti, nutrienti ed idrocarburi. E una tecnologia innovativa di semplice concezione, facile da installare e di semplice manutenzione; è basata su un sistema di filtrazione passiva che si realizza attraverso una cartuccia a riempimento e consente di trattare in linea l intera portata afferente senza necessità di volumi di accumulo. In particolar modo lo Stormfilter è in grado di raggiungere i seguenti obiettivi: capacità di trattamento qualitativamente elevata per un sistema passivo; assenza della necessità di utilizzo di flocculanti e/o prodotti di consumo; funzionamento integralmente a gravità; dimensionamento per trattare il 96% della pioggia annua; semplicità di manutenzione ordinaria e straordinaria; investimenti equilibrati in funzione dell obiettivo da raggiungere. Durante l evento piovoso, le acque meteoriche vengono convogliate all impianto in cui sono alloggiate le cartucce. Man mano che il livello dell acqua aumenta nell impianto, il flusso attraversa radialmente il mezzo filtrante inserito nella cartuccia, fino ad arrivare al tubo centrale. Durante questo passaggio vengono bloccate le particelle che sono sfuggite alla decantazione; le altre sostanze inquinanti vengono trattenute nei micropori del materiale filtrante. L aria presente nella cartuccia viene espulsa attraverso una valvola appositamente collocata sulla parte superiore del rivestimento esterno della cartuccia stessa. Quando nella vasca dei filtri il livello raggiunge un altezza adeguata, il galleggiante si apre e permette all acqua di attraversare radialmente il pacco filtrante per essere trattata e, quindi, scaricarla dalla linea di scarico. Il sistema si attiva anche con eventi meteorici di minima intensità ed una volta attivato rimane in efficienza per l intera durata della pioggia. L eventuale portata in eccesso viene scaricata attraverso un troppo pieno in grado di garantire sempre l efficienza idraulica. Dopo l evento meteorico l impianto, grazie alla sua particolare conformazione, rimane integralmente aperto e funziona con la medesima efficienza e velocità mentre il livello dell acqua al suo esterno tende ad abbassarsi. Quando il livello esogeno giunge al livello degli scrubbles entra dell aria nell intercapedine che c è tra la cartuccia e il suo rivestimento esterno, creando un moto turbolento interno che fa ricadere i sedimenti accumulati sul fondo dell alloggiamento. Questo fenomeno, smuovendo il pacco filtrante, impedisce il determinarsi di percorsi privilegiati per l acqua e determina un controlavaggio del pacco filtrante stesso utile ad allungare l efficienza di filtrazione, e quindi a prolungare la durata del sistema. Dal punto di vista idraulico ogni filtro può avere una capacità di trattamento costante pari ad 1-1,5- e 2 l/sec a seconda delle esigenze. Pagina 2 di 19

3 Figura 1. Schema di funzionamento dello Stormfilter. Fonte: Impianti progettati e realizzati da Stormwater Italia La tecnologia Stormfilter può essere utilizzata in diverse applicazioni ed è attualmente usata per trattare le acque di pioggia in siti di diversa natura. Offre livelli di rimozione delle sostanze inquinanti e capacità di abbattimento fortemente apprezzati dalle autorità competenti. Tra gli elementi di forza di questo sistema sono da sottolineare la sua compattezza e il buon rapporto costi-benefici, oltre che la possibilità di riutilizzare le acque depurate come reintegro delle acque di raffreddamento, come acque di lavaggio piazzali o per altre esigenze. Le acque di pioggia richiedono una gestione integrata che, partendo dall analisi del sito e dall attività che si svolge, ponga in essere tutte le misure di prevenzione della contaminazione delle stesse ed individui il sistema di trattamento più idoneo. Il sistema Stormfilter risponde a questi requisiti di semplicità e di versatilità, oltre che di grande efficienza. Il dimensionamento del sistema si basa su: estensione dell area in esame; piovosità media sulla zona; percentuale di permeabilità/impermeabilità dell area; struttura di collettamento fognario esistente; obiettivi che si intende raggiungere. Caso per caso si valuta la necessità di un sistema di pretrattamento che possa essere costituito da vasche di sedimentazione, pozzetti, separatori olio/acqua, serbatoi di raccolta/decantazione o vasche di accumulo. Lo Stormfilter può essere realizzato sia in opera che prefabbricato ed è idoneo sia per nuove lottizzazioni che per adeguamento di impianti esistenti. Lo Stormfilter utilizza una varietà di mezzi filtranti per rimuovere le sostanze inquinanti dalle acque di pioggia. E l unico sistema di trattamento delle acque di pioggia che offra la Pagina 3 di 19

4 versatilità nella rimozione delle sostanze inquinanti specifiche. Lo Stormfilter viene personalizzato caso per caso usando mezzi filtranti diversi, per rimuovere sedimenti, fosforo solubile, metalli solubili, oli e grassi. In molti casi, una combinazione di materiali filtranti è raccomandata per aumentare l efficacia di rimozione delle sostanze inquinanti. Vengono, infatti, continuamente testati nuovi mezzi filtranti per migliorare sempre le prestazioni. GLI IMPIANTI Caditoia filtrante Fonte: Impianti e progetti realizzati da Stormwater Italia Figura 2. Figura 3. Pagina 4 di 19

5 Figura 4. Impianti prefabbricati Figura 5. Figura 6. Pagina 5 di 19

6 Figura 7. Figura 8. Pagina 6 di 19

7 Figura 9. Impianti su vasche esistenti Figura 10. Pagina 7 di 19

8 Figura 11. Figura 12. Impianti in opera Figura 13. Pagina 8 di 19

9 Figura 14. Figura 15. Figura 16. Pagina 9 di 19

10 Stato di applicazione APPLICAZIONE 1: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un piazzale di movimentazione mezzi Le acque meteoriche di dilavamento dei piazzali vengono raccolte dalle caditoie filtranti e immesse nella rete fognaria solo dopo aver subìto trattamento. Le acque collettate nella rete fognaria, già depurate in caditoia, vengono accumulate in cisterna e riutilizzate per il lavaggio dei mezzi e dei piazzali. APPLICAZIONE 2: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento industriale per la produzione di gas L area ha un estensione di circa mq e sono presenti edifici ad uso ufficio, strade e piazzali di movimentazione mezzi e diversi impianti che necessitano di un circuito di raffreddamento. L impianto di filtrazione passiva Stormfilter è stato posizionato fuori terra e le acque meteoriche, una volta depurate, vengono utilizzate come reintegro del circuito di raffreddamento. Per far fronte ad eventi meteorici di particolare intensità è stato previsto un ulteriore impianto per il trattamento degli sfiori, dimensionato sui peggiori eventi medi verificatisi con tempo di ritorno di 30 anni. APPLICAZIONE 3: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento industriale per la produzione di vetro Nell area, con un'estensione di mq, era già presente una vasca per la raccolta delle acque di pioggia che è stata riutilizzata per l alloggiamento delle cartucce filtranti Stormfilter. APPLICAZIONE 4: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area ecologica Il progetto ha previsto la realizzazione di una vasca prefabbricata in CAV all interno della quale sono state alloggiate le cartucce filtranti per il trattamento delle acque meteoriche di dilavamento. Tali acque, una volta trattate, vengono pompate in una cisterna di accumulo e riutilizzate per bagnare i piazzali e i rifiuti. APPLICAZIONE 5: Gestione e trattamento amento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento dell industria cartiera Il progetto realizzato in una cartiera, con un estensione di circa mq, ha previsto la costruzione in opera di un bacino di accumulo fuori terra in grado di raccogliere anche le acque di pioggia derivanti da eventi meteorici di particolare intensità. Le acque meteoriche, una volta accumulate, vengono inviate ad un trattamento, dimensionato sulle esigenze di reintegro delle acque industriali per le lavorazioni dello stabilimento. Pagina 10 di 19

11 Benefici e vantaggi Efficienze ambientali Le rese ambientali di ogni sistema di trattamento sono strettamente legate alle qualità e quantità delle portate in ingresso al sistema. Particolare attenzione va posta all aspetto delle componenti disciolte (soprattutto ai metalli) ed alle frazioni più fini di sedimento. Gli effluenti derivanti da un sistema di trattamento Stormfilter presentano caratteristiche qualitative significativamente migliori rispetto all acqua in ingresso. Ciò accade nonostante le concentrazioni degli inquinanti residui siano dipendenti da molteplici fattori. Nonostante tale variabilità nell efficacia del trattamento, è possibile definire un range di capacità depurativa come riportato nella tabella sottostante (Tabella1). Parametro Tendenza attesa ph COD Fosforo Azoto Solidi sospesi Oli e grassi Metalli Viene tamponato quindi tende a raggiungere la neutralità La riduzione è variabile e strettamente dipendente dalla frazione solubile Complessiva riduzione del Ptot: significativa riduzione del fosforo in fase solida Riduzione fino al 40% del Ntot (Keldahl) e modesta riduzione di nitriti e nitrati Fino al 96% di rimozione ma dipende molto dalla concentrazione e granulometria del particolato Riduzione ad una concentrazione in genere minore di 5 mg/l; per affluenti molto inquinati (>25 mg/l) si rende necessario un impianto di pretrattamanto Rimozione tra il 30% e l 80% in funzione del metallo e delle caratteristiche dell affluente. Tabella 1 Pagina 11 di 19

12 Figura 17. Parametro Rese Ambientali di rimozione a mezzo Stormfilter (%) Parametro Rese Ambientali di rimozione a mezzo Stormfilter (%) COD 57 Piombo totale 90 Solidi Sospesi Totali 96 Piombo disciolto 60 METALLI Nichel totale 70 Alluminio totale 70 Nichel disciolto 50 Alluminio disciolto 40 Argento totale 50 Arsenico totale 70 Argento disciolto 50 Arsenico disciolto 40 Zinco totale 60 Cadmio totale 70 Zinco disciolto 80 Cadmio disciolto 40 NUTRIENTI Cromo totale 70 Ammoniaca 40 Pagina 12 di 19

13 Cromo disciolto 40 Nitrati 40 Rame totale 70 Nitriti 40 Rame disciolto 40 Fosforo totale 60 Ferro totale 90 OLI e GRASSI 80 Ferro disciolto 50 Tabella 2 Efficienze idrauliche Anche l aspetto idraulico non va sottovalutato. Superando il concetto tradizionale di prima pioggia ci si trova a dover gestire portate anche elevate che arrivano al sistema di trattamento. L approccio prevede progettazioni in grado di intercettare mediamente il 96% della pioggia su base annua. Tabella 3 Semplicità di installazione Intervenendo su piazzali esistenti è fondamentale non interferire né con le infrastrutture Pagina 13 di 19

14 presenti né con le normali attività aziendali. La semplicità e la velocità di costruzione e installazione diventano quindi elementi essenziali. In questi casi sistemi inglobati all interno di caditoie e/o vasche monoblocco prefabbricate sono le soluzioni ideali. Modularità e flessibilità ovvero possibilità di comporre diversi moduli in funzione delle reali necessità di trattamento quali quantitativo Lo Stormfilter è proposto in 4 diverse configurazioni: vasche in opera, prefabbricate, lineari e caditoia con filtro. I modelli prefabbricati, lineari e caditoia con filtro usano vasche standard che facilitano la progettazione e l installazione, mentre i modelli in opera sono personalizzati per grandi flussi e possono essere interrati o fuori terra. Si passa dalla realizzazione dell impianto singolo innestato direttamente al pluviale, di capacità idraulica di 1 litro al secondo, a grandi impianti realizzati in opera, con capacità volumetriche e qualitative di trattamento molto elevate. Figura 18. Figura 19. Per rispondere alle esigenze del cliente, dove possibile, si cerca di utilizzare vasche e linee già esistenti; il design ed il materiale utilizzato per la creazione del sistema - come il calcestruzzo, la plastica e l acciaio sono legati alle esigenze del sito (come l uso dell acciaio inox per siti soggetti a rischio chimico). Pagina 14 di 19

15 Gestione e manutenzioni Qualsiasi forma di controllo, sia essa gestionale o impiantistica, è destinata a non funzionare se non viene sottoposta ad una opportuna manutenzione. I sistemi di trattamento Stormfilter si distinguono per economicità e per la semplicità delle operazioni. La manutenzione è in genere annuale, ma può dipendere dalle caratteristiche del carico inquinante di ogni sito, oltre che da tipologia e intensità degli eventi meteorici. Indicatore della necessità di manutenzione è il controllo visivo del galleggiante. Figura 20. Figura 21. Il fango depositato sul fondo della vasca viene asportato con un camion da espurgo (nella vasca non resta acqua stagnante). Pagina 15 di 19

16 Figura 22. Periodicamente viene sostituito il materiale filtrante con lo smaltimento di quello esausto. Figura 23. Attività di manutenzione La soluzione impiantistica proposta è progettata al fine di realizzare un sistema di trattamento delle acque meteoriche con un elevata capacità di trattamento e una semplicità nella manutenzione ordinaria e straordinaria. Le operazioni di manutenzione dell impianto di trattamento Stormfilter prevedono la realizzazione delle seguenti attività: 1 Tenut enuta del quaderno di manutenzione e gestione; 2 Programma di manutenzione semestrale s - PULIZIA VASCA; 3 Programma di manutenzione annuale a - RIGENERAZIONE Stormfilter Tali attività, di seguito descritte in dettaglio, non richiedono l utilizzo di know-how e di tecnologie specifiche. Vengono normalmente eseguite da operatori di auto espurgo e il materiale per la rigenerazione del media filtrante è facilmente reperibile sul mercato. 2 Programma di manutenzione semestrale verifica dell efficienza idraulica degli impianti di depurazione; verifica dell efficienza del pacco filtrante attraverso il controllo visivo dello stato (sporco Pagina 16 di 19

17 o pulito) del galleggiante interno; campionamento e successiva analisi di una aliquota di materiale filtrante prelevato dall interno delle cartucce Stormfilter al fine della corretta caratterizzazione dei rifiuti prodotti e della loro corretta gestione per quanto attiene lo smaltimento - Il rifiuto viene identificato, di solito, con il codice CER (catalogo europeo dei rifiuti) numero * - fanghi prodotti da altri trattamenti delle acque reflue industriali, diversi da quelli codice CER L asterisco indica che è un codice definito a specchio cioè uno dei codici di rifiuti non pericolosi "diversi" da quelli pericolosi, necessitanti una analisi per la loro caratterizzazione; pulizia a mezzo di camion da espurgo, autorizzato al trasporto di rifiuti, dei fanghi depositati all interno della caditoia; tale operazione può avvenire direttamente attraverso le canale d ingresso dell acqua; pulizia dell impianto con acqua mediante l utilizzo di pompa ad alta pressione canaljet di cui è dotato il camion da espurgo; tale operazione può avvenire direttamente attraverso le canale d ingresso dell acqua; raccolta e trasporto in idoneo impianto di trattamento dei rifiuti sedimentati e delle acque derivanti da detta pulizia; smaltimento dei fanghi e dei liquidi di lavaggio presso idoneo impianto di trattamento dei Rifiuti con il codice CER rifiuti della pulizia delle fognature; registrazione dell intervento nel quaderno di manutenzione e gestione (punto 1 ). 3 Programma di manutenzione annuale a - RIGENERAZIONE Stormfilter S tormfilter verifica dell efficienza idraulica degli impianti di depurazione (come al punto 2 delle attività di manutenzione); verifica efficienza del pacco filtrante attraverso il controllo visivo dello stato del galleggiante interno; pulizia dell impianto con acqua mediante utilizzo di pompa ad alta pressione canal-jet di cui è dotato il camion da espurgo (come al punto 2 ); raccolta e trasporto in idoneo impianto di trattamento dei rifiuti sedimentati e delle acque derivanti da detta pulizia (come al punto 2 ); smaltimento dei fanghi e dei liquidi di lavaggio presso idoneo impianto di trattamento dei Rifiuti con il codice CER rifiuti della pulizia delle fognature (come al punto 2 ); sostituzione del pacco filtrante: rimozione della cartuccia Stormfilter svitandola dall innesto ed issandola in superficie (operazione agevole grazie alla possibilità di agganciare la cartuccia ad una corda sul tappo portante); apertura della cartuccia e svuotamento del materiale filtrante esausto in big bag o cassoni per trasporto rifiuti; pulizia delle componenti della cartuccia con acqua e pompa ad alta pressione; inserimento del nuovo materiale filtrante nelle giuste proporzioni; chiusura della cartuccia rigenerata e riposizionamento della stessa all interno Pagina 17 di 19

18 della vasca; smaltimento in idoneo impianto di trattamento dei rifiuti prodotti nella sostituzione del pacco filtrante - con il codice CER (catalogo europeo dei rifiuti) numero ; fanghi prodotti da altri trattamenti delle acque reflue industriali, diversi da quelli di cui alla voce registrazione dell intervento nel quaderno (punto 1 ). Costi APPLICAZIONE 1: Gestione e trattamento amento delle acque meteoriche dilavanti un piazzale di movimentazione mezzi La quantificazione economica per la realizzazione delle opere necessarie per il trattamento delle acque meteoriche tramite caditoia filtrante Stormfilter, il loro accumulo e il successivo riutilizzo è stimata, a titolo di esempio, in euro e dipende principalmente dall estensione dell area di interesse e dalle caratteristiche delle acque da trattare. APPLICAZIONE 2: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento industriale per la produzione di gas La quantificazione economica per la realizzazione di un impianto Stormfilter fuori terra per un area di mq e finalizzato al riutilizzo delle acque tratte nel circuito di raffreddamento, prevedendo inoltre la gestione e il trattamento degli sfiori è stimata, a titolo di esempio, in euro. APPLICAZIONE 3: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento industriale per la produzione di vetro La quantificazione economica per l installazione, all interno di una vasca esistente, delle cartucce filtranti Stormfilter dimensionate per un area di mq è stimata, a titolo di esempio, in euro. APPLICAZIONE 4: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area ecologica La quantificazione economica per la realizzazione di un impianto di trattamento Stormfilter, il loro accumulo e il successivo riutilizzo è stimata, a titolo di esempio, in euro e dipende principalmente dall estensione dell area di interesse e dalle caratteristiche delle acque da trattare. APPLICAZIONE 5: Gestione e trattamento delle acque meteoriche dilavanti un area di uno stabilimento dell industria cartiera La quantificazione economica per la realizzazione di un bacino di accumulo fuori terra con capacità di 1500 mc all interno del quale sono installate le cartucce filtranti Stormfilter in grado di trattare le acque meteoriche riducendone il carico inquinante, tanto da poter essere riutilizzate come acque di processo all interno dello stabilimento, è stimata, a titolo di esempio, in euro. Pagina 18 di 19

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