Progettazione e realizzazione dei sistemi di trattamento delle acque di prima pioggia

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1 PROGETTARE INTERVENTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA AMBIENTALE ALLA LUCE DELLE NTC Progettazione e realizzazione dei sistemi di trattamento delle acque di prima pioggia Dott. Stefano Biondi StormwaterItalia

2 Offre consulenza completa e flessibile in tutte le tematiche connesse all Ambiente (EHS) sia in Ambiente Esterno (Gestione Bonifiche, Gestione Rifiuti, Gestione Emissioni in Atmosfera) che in Ambiente Interno (Sicurezza negli ambienti di lavoro e Igiene negli ambienti di lavoro). Si occupa inoltre di progettazione e realizzazione di sistemi di gestione ambientali e di sistemi di gestione della sicurezza. Ha tra le sue particolarità quella di una forte vocazione alla ricerca, in campo internazionale, di applicazioni e processi innovativi da utilizzare nelle aziende per migliorare le loro performances ambientali. Azienda di consulenza per il porto di Venezia in materia ambientale

3 Maggio 2002 Il Problema.. La ricerca della soluzione

4 IL PORTO DI VENEZIA

5 Quali erano i problemi del porto di Venezia? Inquinamento della Laguna di Venezia Rischi per la saluta dei lavoratori e dei cittadini che abitano vicino alla zona portuale Chiusura del porto Perdite considerevoli per l economia locale e non solo Perdite considerevoli per l economia locale e non solo vista l importanza del porto per il nord Italia

6 ATTIVITA EMERGENZIALE Pulizia straordinaria della rete ( metri lineari) Smaltimento di kg di fango Utilizzo della rete fognaria come serbatoio di accumulo, con sistemi pneumatici di chiusura Costruzione di vasche di prima pioggia fuori terra con centraline di sollevamento per le aree maggiormente inquinate, per inviare poi le acque a smaltimento RICERCA DELLA SOLUZIONE AL PROBLEMA Il vecchio sistema di vasche non riusciva a soddisfare i bisogni del porto Le acque di seconda pioggia risultano inquinate tanto quanto quelle di prima pioggia La soluzione era trovare un sistema nuovo

7 Ricerca della soluzione In Italia.. In Europa Negli Stati Uniti

8 IMPORTARE IN ITALIA 1. L APPROCCIO Ricerca di soluzioni misurate sulle specifiche realtà Costruzione di SWPPP Individuazione di procedure di non-source control 2. LE TECNOLOGIE come fine di un processo di gestione e controllo delle fonti di inquinamento e tagliate su specifici obiettivi Nel caso di Autorità Portuale di Venezia è stata individuato lo StormFilter

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10 L inquinamento derivante dalle acque di pioggia è sia qualitativamente che quantitativamente significativo, a causa del costante aumento della cementificazione con conseguente riduzione delle aree verdi Le portate di acqua da trattare sono rilevanti e discontinue La gestione dei materiali depositati nei piazzali talvolta contamina significativamente le qualità delle acque La depurazione ed il trattamento di tali acque è difficile ed in Italia quasi inesistente Ci si assesta spesso su soluzioni standardizzate, senza una analisi approfondita delle condizioni specifiche del sito Non viene affrontato l aspetto della gestione e della manutenzione

11 L aspetto qualitativo Fortemente legate all attività antropica che si svolge Non esiste significativa differenza qualitativa tra prima e seconda pioggia

12 L inquinamento delle acque meteoriche REFLUI CIVILI SCARICATORI di PIENA CORPO IDRICO RICETTORE Scarichi INDUSTRIALI Scarichi di ORIGINE METEORICA Le acque meteoriche che dilavano un area urbana/un attività produttiva, anche passiva, costituiscono il veicolo attraverso il quale il carico inquinante presente su tale superficie scoperta, accumulatosi durante il tempo secco antecedente, viene scaricato nei corpi idrici ricettori Il CARICO INQUINANTE associato agli scarichi di origine meteorica è costituito da un MISCUGLIO ETEROGENEO di sostanze inquinanti: Materiale solido Composti ORGANIGI/INORGANICI Oli e Grassi METALLI PESANTI

13 SORGENTI DIFFUSE Rete stradale, parcheggi, tetti, etc. SORGENTI PUNTUALI Aree esterne di siti produttivi Nodi infrastrutturali Aree portuali Carico inquinante connesso principalmente al traffico veicolare Numerose indagini documentate in letteratura (Tomanovic e Makcimovic, 1996; Deletic et. al., 1998; Gromaire- Mertz et al., 1998; etc.) Elevato carico inquinante connesso alla tipologia di attività produttiva Scarsa documentazione in letteratura (Barret et al., 1995 Pagotto et al. 2000; Sansalone et al. 2005; etc.)

14 L inquinamento delle acque meteoriche è dovuto principalmente a: dilavamento atmosferico (metalli, cloruri, sodio) dilavamento delle superfici urbane dilavamento delle superfici a tetto Gli agenti inquinanti alterano la flora e la fauna del corpo idrico ricettore modificando l habitat e la natura chimica dell acqua. aumento della torbidità riduzione dell ossigeno disciolto nell acqua aggiunta di sostanze tossiche aggiunta di sostanze nutritive

15 Inquinanti tipici: Primari Solidi Sospesi (TSS) Oli e grassi Metalli ph Secondari Componenti organici Nutrienti Detriti e materiale grossolano ph Carica batterica BOD

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17 Il problema delle componenti METALLI PESANTI disciolte Inquinanti caratteristici delle acque meteoriche di dilavamento: 10 a 100 volte superiori rispetto ai reflui di origine civile (Cordey Cordey, 1977; Wanielista et al., 1977) Sono presenti sia come frazione disciolta che adsorbiti sulla superficie delle particelle solide I Metalli AGGREGATI costituiscono una potenziale fonte di TOSSICITÀ CRONICA possono essere trasporti negli ecosistemi acquatici e passare nuovamente in fase disciolta La TOSSICITÀ dei metalli dipende sia dalle caratteristiche del corpo idrico che dalla speciazione degli elementi metallici forniscono informazioni sui processi BIOLOGICI e GEOCHIMICI

18 Caratterizzazione delle acque meteoriche di dilavamento (dati del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Magistrato alle Acque )

19 Caratterizzazione delle acque di dilavamento provenienti da superfici con diversi usi del suolo (dati del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Magistrato alle Acque )

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21 INQUADRAMENTO NORMATIVO ITALIANO D.Lgs. 152/99 (e successive modifiche D.Lgs. 258/00) D.Lgs. 152/06 Il D.Lgs. 152/99 faceva espressamente riferimento alle acque meteoriche di dilavamento nell art.2 e 39, il D.Lgs.152/06 all art.74 e 113. Art.2 D.Lgs. 152/99: comma 1 lettera h) "acque reflue industriali": qualsiasi tipo di acque reflue scaricate da edifici od installazioni in cui si svolgono attivita' commerciali o di produzione di beni, diverse dalle acque reflue domestiche e dalle acque meteoriche di dilavamento; comma 1 lettera i) "acque reflue urbane": acque reflue domestiche o il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali ovvero meteoriche di dilavamento convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da agglomerato;" comma 1 lettera aa-bis) "fognature separate": la rete fognaria costituita da due condotte, una che canalizza le sole acque meteoriche di dilavamento e puo' essere dotata di dispositivi per la raccolta e la separazione delle acque di prima pioggia, l'altra che canalizza le altre acque reflue unitamente alle eventuali acque di prima pioggia;

22 Art.74 D.Lgs. 152/06: comma 1 lettera h) "acque reflue industriali": qualsiasi tipo di acque reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si svolgono attivita' commerciali o di produzione di beni, differenti qualitativamente dalle acque reflue domestiche e da quelle meteoriche di dilavamento, intendendosi per tali anche quelle venute in contatto con sostanze o materiali, anche inquinanti, non connessi con le attività esercitate nello stabilimento; comma 1 lettera i) "acque reflue urbane": il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali e/o di quelle meteoriche di dilavamento convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da agglomerato;" comma 1 lettera aa-bis) "fognature separate": la rete fognaria costituita da due canalizzazioni, la prima delle quali adibita alla raccolta ed al convogliamento delle sole acque meteoriche di dilavamento e dotata o meno di dispositivi per la raccolta e la separazione delle acque di prima pioggia, la seconda adibita alla raccolta e al convogliamento delle acque reflue urbane unitamente alle eventuali acque di prima pioggia;

23 art. 39 D.Lgs. 152/99 acque di prima pioggia e di lavaggio di aree esterne 1. Ai fini della prevenzione di rischi idraulici ed ambientali, le regioni disciplinano: a) le forme di controllo degli scarichi di acque meteoriche di dilavamento provenienti da reti fognarie separate; b) i casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque meteoriche di dilavamento, effettuate tramite altre condotte separate, siano sottoposte a particolari prescrizioni, ivi compresa l'eventuale autorizzazione. 2. Le acque meteoriche non disciplinate a sensi del comma precedente non sono soggette a vincoli o prescrizioni derivanti dal presente decreto. 3. Le Regioni disciplinano altresì 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 casi nelle quali, in relazione alle attività svolte, vi sia il rischio di dilavamento dalle superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose o di sostanze che creano pregiudizio per il raggiungimento degli obiettivi di qualità dei corpi idrici. 4. E' comunque vietato lo scarico di acque meteoriche nelle acque sotterranee.

24 art. 113 D.Lgs. 152/06 acque meteoriche di dilavamento e acque di prima pioggia Previo parere del Ministero dell Ambiente e della tutela del territorio, disciplinano e attuano: a) le forme di controllo degli scarichi di acque meteoriche di dilavamento provenienti da reti fognarie separate; b) i casi in cui può essere richiesto che le immissioni delle acque meteoriche di dilavamento, effettuate tramite altre condotte separate, siano sottoposte a particolari prescrizioni, ivi compresa l'eventuale autorizzazione. 2. Le acque meteoriche non disciplinate a sensi del comma 1 non sono soggette a vincoli o prescrizioni derivanti dalla parte terza del presente decreto. ( Norme in materia di difesa del suolo e lotta alla desertificazione, di tutela delle acque dall inquinamento e di gestione delle risorse idriche ) 3. Le Regioni disciplinano altresì 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 dalle superfici impermeabili scoperte di sostanze pericolose o di sostanze che creano pregiudizio per il raggiungimento degli obiettivi di qualità dei corpi idrici. 4. E' comunque vietato lo scarico di acque meteoriche nelle acque sotterranee.

25 La legge Regione Lombardia Le acque di prima pioggia vengono comunemente accumulate in una vasca di prima pioggia dalla quale sono successivamente rilanciate all unità di trattamento. Una volta riempita la vasca di prima pioggia, l acqua meteorica che vi affluisce (seconda pioggia) viene recapitata nel corpo ricettore senza subire alcun trattamento.

26 LA LEGGE 28 LUGLIO 2004, N. 192 La Legge 192/2004 prevede che Gli scarichi di acque meteoriche di dilavamento recapitanti nella laguna di Venezia e ricadenti su superfici impermeabili non adibite ad attività produttive, quali strade, piazzali di sosta, parcheggi dove non vengono svolte attività che possono comportare il rischio di trascinamento di sostanze pericolose o di sostanze in grado di determinare pregiudizi ambientali, non necessitano di autorizzazione allo scarico. I titolari di questi scarichi devono elaborare dei piani di adeguamento dei propri scarichi che devono essere approvati dal Magistrato alle Acque sulla base di un apposito regolamento, affinché siano coerenti ed efficaci per il raggiungimento degli standard di qualità ambientale per la laguna di Venezia.

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28 SISTEMA DI TRATTAMENTO TRADIZIONALE Le acque di prima pioggia vengono comunemente accumulate in un apposita vasca detta vasca di prima pioggia dalla quale sono successivamente rilanciate all unità di trattamento. Una volta riempita la vasca di prima pioggia, l acqua meteorica che vi affluisce (seconda pioggia) viene recapitata nel corpo ricettore senza subire alcun trattamento.

29 Un sistema di questo tipo, che smaltisce esclusivamente le acque di prima pioggia, limita solo parzialmente il carico inquinante delle acque di dilavamento. E ormai provato che le acque di seconda pioggia apportano comunque un quantitativo rilevante di sostanze inquinanti. Ancor più quando la rete fognaria (di tipo misto) non è efficientemente manutentata, per cui non c è differenza tra prima e seconda pioggia.

30 I Metalli disciolti Uno dei dati che emerge dallo studio della letteratura internazionale è la presenza nelle acque di dilavamento autostradale di metalli pesanti i quali sono associati in parte alla componente sedimentabile ed in parte alla componente disciolta. La porzione disciolta passa senza subire alcuna forma di trattamento attraverso un sistema di sedimentatore tradizionale, e pertanto tale inquinante verrebbe di conseguenza scaricata tal quale al corpo recettore.

31 Il grafico sotto riportato indica come le diverse forme in cui si presenta la fase solida nelle acque meteoriche di dilavamento possono essere rimosse attraverso diversi processi evidenziando come la sedimentazione sia efficiente solo nei confronti dei solidi sospesi non colloidali mentre processi di filtrazione garantiscono un efficienza di rimozione più elevata (Sansalone, 1995). SS Cono Imhoff Campione Evaporazione TS Filtro SST S Filtrabili 0.45 µm

32 La necessità di un approccio sartoriale Le acque di pioggia per loro natura si presentano ad un approccio differenziato per ciascun sito, funzione di Caratteristiche dell area Attività che vi si svolge Caratteristiche del corpo recettore Normative Necessità tecniche ed economiche Il Problema La Gestione

33 Soluzioni non-strutturali: Individuazione delle sorgenti di inquinamento e possibile loro contenimento Soluzioni strutturali: Individuazioni delle soluzioni impiantistiche ottimali, puntuali e decentrate Soluzioni non-strutturali: Studio delle diverse attività antropiche e caratterizzazione dell inquinamento derivante Rete di raccolta acque meteoriche Analisi della rete di raccolta e studio dei fenomeni che vi si sviluppano Analisi del corpo recettore finale Verifica di possibilità di riutilizzo per mantenere invariato il bilancio idrico del sito: *irrigazione/subirrigazione *Vasca antincendio Punto di scarico

34 Collegamento con l attività antropica LE ACQUE DI PIOGGIA DILAVANDO LE SUPERFICI DOVE SI SVOLGONO ATTIVITA PRODUTTIVE VENGONO A CONTATTO CON UNA SERIE DI CONTAMINANTI. E POSSIBILE DI CONSEGUENZA INDIVIDUARE UN COLLEGAMENTO DIRETTO FRA L'ATTIVITA SVOLTA E LA TIPOGIA DI INQUINANTE CHE SI RILEVA NELL ACQUA DI PIOGGIA. L ANALISI SULLE ATTIVITA ANTROPICHE PERMETTE INOLTRE DI VALUTARE LE MIGLORI MODALITA DI GESTIONE PER RIDURRE I RISCHI DI CONTAMINAZIONE

35 Linee guida per la gestione delle acque meteoriche di dilavamento MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE E DEI TRASPORTI MAGISTRATO ALLE ACQUE DI VENEZIA DEFINIZIONE DELL APPROCCIO METODOLOGICO PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO SVERSANTI NELLA LAGUNA DI VENEZIA

36 L APPROCCIO METODOLOGICO PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO Attività a supporto di Magistrato alle Acque di Venezia - acque meteoriche di dilavamento - FASI DI PROGETTO FASE A FASE B FASE C Definizione del quadro conoscitivo di riferimento Predisposizione di quanto necessario per la definizione dei Piani di Adeguamento Valutazione integrata della rilevanza delle acque meteoriche di dilavamento per la qualità delle acque lagunari

37 L APPROCCIO METODOLOGICO PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO Fase A Definizione del quadro conoscitivo di riferimento FASE A1 FASE A2 FASE A3 Inquadramento normativo Quadro di riferimento conoscitivo relativo alle specifiche aree oggetto dello studio Raccolta di informazioni e dati sull efficacia dei diversi sistemi di gestione e trattamento in linea delle acque di dilavamento non differenziate

38 FASE A3: SISTEMI DI GESTIONE E TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE ANALISI DEGLI APPROCCI E DELLE TECNOLOGIE

39 L APPROCCIO METODOLOGICO PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO Fase B Predisposizione di quanto necessario per la definizione dei Piani di Adeguamento FASE B1 FASE B2 FASE B3 Regolamento di funzionamento della conferenza di servizi Regolamento attuativo sui contenuti minimi e sulle modalità di presentazione e valutazione dei Piani di Adeguamento Linee Guida per la predisposizione de Piani di Adeguamento

40 L APPROCCIO METODOLOGICO PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO A2 QUADRO CONOSCITIVO (DRIVERS) A2 IDENTIFICAZIONE DELLE PRESSIONI B LINEE GUIDA A3 DEFINIZIONE DELLE MIGLIORI SOLUZIONI DISPONIBILI

41 IDENTIFICAZIONE DELLE MIGLIORI PRATICHE PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO

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43 Nella scelta delle tecnologia Analisi dimensionali: volume portata massa Analisi pluviometriche Superfici Area pavimentata Tempo di ritorno Distribuzione della concentraizone Analisi idrauliche Perdite di carico Interconnessioni Analisi chimiche Inquinanti Concentrazioni Composizione altro Efficienza Analisi struttrali Disponibilità sul territorio Manutenzione Costi - Benefici

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45 UNA SOLUZIONE IMPIANTISTICA: LO STORMFILTER

46 Varia in funzione della qualità delle acque. Perlite (materiali sedimentabili, oli e grassi, nutrienti) Zeolite (metalli solubili, ammoniaca) GAC (oli e grassi, metalli complessi, contaminanti organici antropogenici) CSF (metalli solubili, oli e grassi, neutralizza le piogge acide) La Tecnologia

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48 Porto di Venezia 352 cartucce Stormfilter collocate in 4 vasche separate

49 Porto di Venezia Le 352 cartucce Stormfilter La costruzione della vasca La vasca ultimata I filtri installati

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51 La soluzione per un parcheggio IL SITO Il sito: un autorimessa su più piani di cui l ultimo piano scoperto adibito anch esso a parcheggio multilivello IL PROBLEMA LA SOLUZIONE 72 pluviali indipendenti Scarico diretto in laguna Numerosi sottoservizi Installare un impianto per ognuno dei 72 pluviali

52 La soluzione per un parcheggio L IMPIANTO multilivello PARAMETRI IN OUT COD RESA (%) mg/l BOD mg/l Azoto totale mg/l LE RESE Fosforo totale mg/l Solidi Sospesi mg/l Idrocarburi Totali mg/l Ferro Zinco µg/l µg/l Piombo µg/l

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54 Il sito è caratterizzato da elevata polverosità Commercio all ingrosso e trasporto materiale edile, trasporto merci, noleggio pontoni. Attività di trasporto e gestione rifiuti Un sistema di gestione e trattamento delle acque meteoriche costituito da: -Un pretrattamento per la rimozione delle componenti sedimentabili -Un trattamento per la filtrazione delle componenti disciolte -Una cisterna di accumulo per il riutilizzo dell acqua filtrata L acqua in particolare verrà usata per bagnare i piazzali per ridurre la polverosità

55 GESTIONE E MANUTENZIONE

56 GESTIONE DEGLI ALLAGAMENTI L area è interessata da interventi ambientali integrati e completi ma sono emerse necessità di miglioramento relative a: 1.Più rapida gestione delle acque meteoriche in eccesso. 2.Impossibilità di trattamento attivo. 3.Delicatezza del corpo idrico recettore. 4.Mancanza di allacciamento alla rete fognaria ed elettrica.

57 GESTIONE DEGLI ALLAGAMENTI 1. Rapida gestione delle acque meteoriche in eccesso. - Impianto mobile realizzato e contenuto integralmente nelle dimensioni di in un container Standard ISO da 20 piedi. - Impianto in grado di trattare in continuo sino a 64 litri al secondo con una produttività pari a metri cubi/giorno. 2. Limiti restrittivi allo scarico (pur non essendoci un elevato livello di inquinanti) 3. Impossibilità di trattamento attivo. 4. Delicatezza del corpo idrico recettore. 5. Mancanza di allacciamento alla rete fognaria ed elettrica.

58 IMPIANTO MOBILE PER LA GESTIONE E IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE DI DILAVAMENTO DI AREE ALLAGATE

59 Santa Marta - Magazzino N VENEZIA Tel Fax Mail. info@stormwateritalia.com Www. Stormwateritalia.com