LE TECNOLOGIE AVANZATE PER IL RIUSO DELLE ACQUE REFLUE. Prof. Ing. Gaspare Viviani

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1 LE TECNOLOGIE AVANZATE PER IL RIUSO DELLE ACQUE REFLUE Prof. Ing. Gaspare Viviani

2 Principali campi di impiego delle acque reflue: irriguo industriale urbano non potabile potabile ambientale ricarica delle falde Obiettivi del riuso delle acque reflue: aumento delle risorse disponibili riduzione dei fabbisogni (riusi interni industriali) riduzione dei "carichi residui" nei corpi ricettori a valle depurazione

3 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

4 VARIAZIONE DELLA QUALITA' DELLE ACQUE Qualità delle acque Limiti tabellari per potabilizzazione Acque naturali D.lgs.152/06 (parte 3 a, All.2) Potabilizzazione Acque potabili D.lgs. 31/01 Usi civili ACQUEDOTTI Limiti tabellari per depurazione Acque reflue grezze L.R.S. 27/86 (Tab.1) D.lgs. 152/06 (parte 3 a, All.5) Depurazione FOGNATURE Limiti tabellari per riuso Acque reflue depurate tempo Acque reflue riutilizzabili Tratt. di affinamento riuso potabile riuso (D.M. 185/03) suolo fiume, mare D.Lgs 152/06 (parte 3 a, All.5)

5 NORMATIVA PER IL RIUSO DELLE ACQUE REFLUE La normativa internazionale fa differenza tra: - irrigazione illimitata (limiti unici per tutti gli usi) - irrigazione limitata (limiti differenziati in funzione degli usi) Limiti fissati in funzione delle condizioni sociali e sanitarie dei vari Paesi: Paesi industrializzati limiti restrittivi Paesi in via di sviluppo limiti meno restrittivi Normativa nazionale: Decreto MATTM n.185 del 12/6/2003

6 D.M. AMBIENTE N. 185 DEL 12/6/2003 SUL RIUTILIZZO DELLE ACQUE REFLUE Destinazioni d uso delle acque recuperate: 1. Irriguo: coltivazioni per produzione di alimenti ad uso umano e animale, irrigazione di aree a verde e di aree destinate ad attività ricreative o sportive; 2. Civile: lavaggio strade, acque di riscaldamento o raffreddamento, reti duali, reti interne degli edifici (limitatamente agli scarichi dei servizi); 3. Industriale: servizi antincendio, di processo, lavaggio, per cicli termici.

7 D.M. Ambiente n. 185 del 12/6/2003 sul riutilizzo delle acque reflue Componenti del sistema di riuso delle acque reflue: fognatura impianto di recupero rete di distribuzione - l impianto di recupero comprende i trattamenti delle acque reflue, anche di affinamento, e le eventuali opere di stoccaggio ed equalizzazione - la rete di distribuzione comprende le strutture per l erogazione delle acque reflue ed eventuali altre opere di trattamento, equalizzazione e stoccaggio (p.e. nel caso di riuso indiretto)

8 Principali requisiti di qualità delle acque recuperate per uso irriguo o civile: parametro SAR SST BOD 5 COD Ptot (1) Ntot (1) u.m. mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l D.M. Ambiente n. 185 del 12/6/2003 sul riutilizzo delle acque reflue RISPETTO DEI LIMITI PER 55 PARAMETRI limiti NH 4 (2) mgnh 4 /l 2 conducibilità (2) υs/cm 3000 Boro mg/l 1 Escherichia coli UFC/100ml 10 (80% campioni) 50 (80% campioni) max 100 max 200 (3) salmonella UFC/100ml assente (1) per riuso irriguo i limiti per Ptot e Ntot possono essere elevati a 10 e 35 mg/l (2) valori guida; le Regioni possono stabilire limiti diversi, inferiori a quelli di Tab. dell'all.5 del D.lgs. 152/99; per la conducibilità non superiore a 4000 us/cm (3) per reflui trattati con lagunaggio o fitodepurazione Osservazioni: 1) Nel caso di uso irriguo senza contatto con prodotti edibili crudi ed escluse le aree di vede pubblico: transitorio fino a 3 anni con possibili autorizzazioni in deroga al limite dell Escherichia coli, fino a 100 UFC/100ml (80% campioni), con max 1000 UFC/100ml; 2) I limiti vanno applicati ai valori medi annui o della stagione irrigua (per riuso irriguo); il riuso va sospeso nel caso di superamento del 100% del valore limite; o del valore max di 100 UFC/100ml per l Escherichia o infine di riscontro di presenza di Salmonella; 3) Dopo la sospensione, il riuso può essere ripreso dopo aver riscontrato il rispetto dei valori limite per almeno tre controlli successivi.

9 TRATTAMENTI DI AFFINAMENTO: Obiettivi: miglioramento delle caratteristiche fisico-chimiche (rimozione SST) rimozione (anche parziale) dei nutrienti (N, P) miglioramento delle caratteristiche microbiologiche (disinfezione)

10 TRATTAMENTI DI AFFINAMENTO DELLE ACQUE REFLUE intensivi (convenzionali) intensivi (avanzati) estensivi

11 TRATTAMENTI DI AFFINAMENTO CONVENZIONALI Fanghi attivi C, N, P + Sedimentazione chiariflocculazione filtrazione disinfezione per ossidazione chimica Fanghi attivi C, N, P + Sedimentazione chiariflocculazione filtrazione disinfezione UV disinfezione per ossidazione chimica

12 TRATTAMENTI DI AFFINAMENTO AVANZATI Trattamenti biologici a membrana (MBR: Membrane Bio-Reactors) filtrazione su membrana disinfezione per ossidazione chimica o con raggi UV Fanghi attivi C, N, P

13 Esempi di moduli a membrana: a fibre cave piane con supporto

14 TRATTAMENTI DI AFFINAMENTO AVANZATI Fanghi attivi C, N, P + Sedimentazione filtrazione su membrana Micro, Ultra, Nanofiltrazione Osmosi inversa disinfezione per ossidazione chimica o con raggi UV Fanghi attivi C, N, P + Sedimentazione Trattamenti di affinamento avanzato GAC, Scambio ionico Ossidazione avanzata disinfezione per ossidazione chimica o con raggi UV

15 TRATTAMENTI ESTENSIVI Fitodepurazione Lagunaggio

16 ESEMPI DI APPLICAZIONI DI RIUSO Numerose applicazioni in piena scala a livello internazionale e anche nazionale. Poche a livello regionale.

17 ESEMPI DI APPLICAZIONI DI RIUSO In Israele più di 380 serbatoi di stoccaggio e stabilizzazione: capacità totale di invaso: 250 Mm 3 volumi variabili: m 3-10 Mm 3 profondità variabile tra 5,5 e 15 m uso per irrigazione di ha di terreno

18 Impianti di Milano (Nosedo + San Rocco) 90x10 6 m 3 /anno per irrigazione di 114 km 2 RIUSO IRRIGUO IN LOMBARDIA

19 Problemi generali: CRITICITA' NEL RIUSO IRRIGUO a) affidabilità dell offerta (controllo della qualità dei reflui avviati in fognatura; messa a punto di sistemi di ispezione e controllo) b) garanzia della qualità del refluo trattato (funzionamento degli impianti di depurazione) b) certezza della domanda (convenienza economica del ricorso all utilizzo di acque reflue, in aggiunta o in sostituzione di acque primarie; sistemi premiali; incentivazioni)

20 Limiti tabellari troppo restrittivi? CRITICITA' NEL RIUSO IRRIGUO per alcuni parametri, i limiti sono più restrittivi di quelli relativi alla qualità dei corpi idrici reflui riutilizzati migliori delle acque primarie? differente significato assunto da stessi indicatori per acque naturali, potabili e reflue (esempio: E. coli) scelta del criterio dell'uso "illimitato" penalizzante, ma più affidabile come controllo

21 IL PROBLEMA DEI MICROINQUINANTI 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. Pesticidi Farmaci Droghe Prodotti per igiene personale Detergenti Radionuclidi Antibiotici Interferenti endocrini Droghe (lecite e illecite) etc.?

22 CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Riuso delle acque reflue: intervento tecnicamente possibile, previo affinamento dei reflui già depurati; attenzione alla gestione e al controllo degli impianti e del sistema fognario Aumento della conoscenza: sperimentazione sugli aspetti ancora in discussione (rischio di danni per gli impianti e per le colture, tecnologie di trattamento adottabili, etc.) Certezza della domanda dei reflui affinati e necessità di sistemi di distribuzione per l'utenza irrigua Incentivazione del riuso: sgravi fiscali, finanziamenti, premialità

23 Grazie per l attenzione Gaspare Viviani Dipartimento di Ingegneria Università degli Studi di Palermo gaspare.viviani@unipa.it