I sistemi di depurazione naturale per il trattamento delle acque di sfioro delle reti miste: un progetto pilota in Lombardia Dr. Fabio Masi, Ing. Riccardo Bresciani IRIDRA srl Reggio Emilia 20 gennaio 2009 Progetto a cura di: Iridra Srl > coordinamento generale e depurazione Studio Maione Ingegneri Associati > idraulica Land Milano > inserimento urbanistico e paesaggistico Ambiente Italia > progettazione partecipata
Le reti fognarie miste, che raccolgono sia le acque nere che le acque meteoriche, sono la soluzione ideale per reti senza trattamento perché diluiscono e lavano i sedimenti.
IL PROBLEMA IN GENERALE ma questa soluzione crea problemi quando le reti sono allacciate ai depuratori; È necessario prevedere sfioratori per eliminare parte delle acque di pioggia che non possono essere inviate al depuratore
In tempo secco la fognatura convoglia solo i reflui civili al depuratore. Negli eventi di pioggia la fognatura porta sia i reflui civili e industriali che le acque meteoriche all impianto di depurazione. Ma in eventi di pioggia consistenti si eccede la massima capacità di carico del depuratore e quindi una porzione degli scarichi fognari viene scolmata direttamente nel ricettore finale. Strada Agglomerato Urbano Bacino di Captazione Fognatura Mista Scolmatore (CSO) Tubazione dello Scolmatore Corpo idrico Scarico dello scolmatore All impianto di depurazione Simulazione del funzionamento di un CSO
IL PROBLEMA IN GENERALE PROBLEMI DERIVANTI DA CSO Peggioramento della qualità delle acque dei corpi idrici recettori Problemi igienico-sanitari Aumento del rischio idraulico
Il carico proveniente dagli scolmatori è rilevante: in Emilia Romagna si stima rappresenti circa il 10% del carico di origine civile e industriale (carico non trattato + residuo proveniente dai depuratori);
LE MISURE PREVISTE: QUALITA DELLE ACQUE R.R. n.3 del 24 marzo 2006 (ART. 15) gli sfioratori di piena delle fognature miste devono essere realizzati in modo da lasciar defluire verso l impianto di trattamento delle acque reflue la portata nera diluita uguale al massimo fra i seguenti valori: salvi i casi di cui al comma 2, apporto di 750 litri per a.e. al giorno, considerati uniformemente distribuiti nelle 24 ore,.; 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 quelle industriali,.. (ART 16-17) Il volume di acque di prima pioggia viene stimato in base al recapito finale delle acque come segue: corpi idrici significativi come individuati dal PTUA: 50 mc/ha di superficie impermeabile scolante.; Corpi idrici non significativi: 25 mc/ha I manufatti di sfioro delle acque meteoriche delle reti fognarie di tipo unitario esistenti devono essere adeguati alle prescrizione contenute nell'art. 15 sopra citato entro il 31-12- 2016
LE MISURE PREVISTE: RISCHIO IDRAULICO R.R. n.3 del 24 marzo 2006 Oltre agli obiettivi di qualità, si deve garantire anche la laminazione delle portate di piena in modo da ridurre il rischio idraulico dei bacini idrografici afferenti: tali obiettivi vengono di norma raggiunti tramite l'adozione di vasche volano, che hanno lo scopo di laminare le portate in eccesso (acque di seconda pioggia) e di restituirle al corpo recettore nel tempo affinando ulteriormente il processo di depurazione. La massima portata meteorica scaricabile nei recettori superficiali viene fissata dal Piano di Tutela delle Acque, per le aree già dotate di pubblica fognatura, in 40 l/s x ha imp.
LE SOLUZIONI PROPOSTE TRADIZIONALI interventi sulla rete di drenaggio per ridurre i volumi sfioranti, tramite: separazione della rete controllo a monte (strutture filtranti, invasi distribuiti, vasche in sito) controllo a valle (vasche in linea, vasche fuori linea, vasche nell impianto di depurazione) interventi sulla qualità delle acque di sfioro, per ridurre il carico inquinante allo scarico: vasche di prima pioggia: trattenimento delle prime acque sfiorate per le 24-48 h successive e in periodo di tempo secco trasferimento al depuratore finale mediante sistema di pompaggio vasche volano per la riduzione del rischio idraulico VANTAGGI VASCHE DI PRIMA PIOGGIA Ingombri ridotti SVANTAGGI VASCHE DI PRIMA PIOGGIA Sovraccarico dei depuratori (spesso già al limite della loro potenzialità) Diluzione dello scarico con impatto negativo sul funzionamento dei depuratori Aumento dei costi di depurazione Sottrazione ai corpi idrici recettori di volumi di acque meteoriche ricadenti nel loro bacino con conseguente peggioramento della qualità delle acque
Soluzione ideale è la separazione delle reti ma è costosa e richiederà molti decenni per l attuazione
Chicago: TARP Tunnel And Reservoir Plan 180 km di tunnel sotterraneo + piani di emergenza
Vienna: Wien River Relief Sewer 2600 m di tunnel sotterraneo sotto al Danubio Costo totale: 82.7 milioni di Diametro: circa 9 metri Volumi di escavazione: 190.000 m3 Cemento impiegato: 60.000 m3 Acciaio impiegato: 10.000 ton
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE Studio di fattibilità di sistemi naturali di depurazione delle acque di sfioro da reti fognarie (Contratto 304 del 22-12-2006) Ricognizione e valutazione critica di esperienze di riferimento a livello nazionale ed internazionale Verifica dell idoneità dei siti e dell idoneità degli interventi Definizione di scenari di intervento Progettazione partecipata Progettazione di 3 interventi pilota: Gorla Maggiore, Capiago Intimiano, Gorgonzola Ricerca di fonti di finanziamento per la realizzazione degli interventi pilota e per il monitoraggio
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE: LA DEPURAZIONE NATURALE Vantaggi rispetto alle vasche di prima pioggia si inseriscono piacevolmente nel paesaggio e non determinano impatti ambientali rilevanti permettono di riqualificare aree periferiche, spesso degradate e di ricostituire preziosi ecosistemi umidi richiedono una gestione semplice ed economica permettono di depurare le acque e restituirle subito alla circolazione naturale permettono di depurare volumi maggiori e bloccare una maggiore quantità di inquinanti Svantaggi occupano superfici ampie ma se si considera che le aree impegnate vanno ad incrementare la superficie urbana a verde rimanendo tra l'altro in buona parte fruibili è lecito chiedersi se si tratti proprio di uno svantaggio.
LA DEPURAZIONE NATURALE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) Sistemi di trattamento naturale per scolmatori fognari (CSO) Paese Sistemi a flusso libero opportunamente modificati e/o inseriti in casse di espansione, bacini di ritenzione vegetati USA, Australia, UK Sistemi a flusso sommerso verticale modificati, preceduti da vasche di sedimentazione per acque meteoriche Germania, Austria Sistemi a flusso sommerso orizzontale modificati preceduti da vasche di sedimentazione per acque meteoriche e/o filtri a pacchi lamellari UK
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SUPERFICIALE CON ACQUA PERMANENTE (WETLAND)
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SUPERFICIALE CON ACQUA PERMANENTE (STAGNO)
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SOMMERSO ALLA TEDESCA
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) FITODEPURAZIONE A FLUSSO SOMMERSO ORIZZONTALE
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA AdBPO SU CSO) FITODEPURAZIONE A FLUSSO SOMMERSO + BACINO DI RITENZIONE PROLUNGATA
IL PROBLEMA IN PARTICOLARE: IL SITO PILOTA DI GORLA MAGGIORE Attualmente la rete fognaria del Comune di Gorla Maggiore scarica in tre punti distinti su di un collettore che poi porta le acque nere in condizioni di tempo secco al depuratore centralizzato di Olgiate Olona. In condizioni di pioggia entrano in funzione gli sfioratori di pioggia che deviano le acque in eccesso verso l Olona. Bacino Superficie (ha) Tipologia di scarichi 1 (Blu) 56.40 Civili 2 (Verde) 12.20 Civili 3 (Rosso) 107.00 Civili con apporto significativo di industriali Lo sfioratore esistente scarica proprio sul fondo del F. Olona, con conseguenti problemi di rigurgiti idraulici e mal funzionamento del sistema. Non si hanno effetti diretti sulla fognatura del paese di Gorla in quanto situata alcune decine di metri più in alto, ma si possono avere allagamenti dell area, oltretutto con acque di cattiva qualità
IL PROBLEMA IN PARTICOLARE: IL SITO PILOTA DI GORLA MAGGIORE L'ipotesi di un unico trattamento dei tre sfioratori e depurare le acque sfiorate in un unico sito più a valle è stata scartata in quanto richiede la realizzazione di un unico collettamento di circa 1 Km con grosse sezioni richieste per smaltire tutta la portata, mentre le economie di scala nel realizzare un unico trattamento non sono tali da recuperare i costi del collettamento. In termini di qualità ambientale dell Olona, tre trattamenti decentralizzati hanno un effetto positivo poiché si restituiscono acque di buona qualità in diverse sezioni del suo percorso. Si è quindi deciso di intervenire sul primo scolmatore perché l area è già di proprietà del Comune ed è oggetto di un progetto di recupero del verde e dell ambiente fluviale. Il progetto prevede quindi la risoluzione sia dei problemi idraulici e di qualità delle acque relativi allo scolmatore, sia la creazione di un area fruitiva fluviale interconnessa con altri progetti di riqualificazione già in atto: il presente progetto costituisce il primo lotto di interventi, relativi principalmente alle opere di depurazione e riduzione del rischio idraulico ipotizzate nel progetto complessivo elaborato nell ambito del lavoro svolto con l Autorità di Bacino del Fiume Po
STATO DI FATTO DELL AREA
STATO DI FATTO DELL AREA
VINCOLI SULL AREA VECCHIA FERROVIA 10 m rispetto
PRG e CATASTALE ZONA E2 A VERDE DI RISPETTO E SALVAGUARDIA AMBIENTALE L AREA RICADE NEI COMUNI DI GORLA E FAGNANO; IL PRIMO LOTTO E QUASI COMPLETAMENTE DI PROPRIETA NEL COMUNE DI GORLA MAGGIORE TRANNE UNA PICCOLA PORZIONE DA ESPROPRIARE NEL COMUNE DI FAGNANO
INSERIMENTO DELL OPERA NELLE PIANIFICAZIONI A MEDIO E LUNGO TERMINE L area è situato sulla sponda sx del Fiume Olona, interna a Fascie A e B, secondo il Piano Stralcio per l Assetto Idrogeologico dell Autorità di Bacino del Po (delibera C.I. n. 18/2001, approvato con DPCM del 24 maggio 2001) Nello Studio di fattibilità della sistemazione idraulica dei corsi d acqua naturali e artificiali all interno dell ambito idrografico di pianura Lambro Olona dell Autorità di Bacino del Po, l area risulta trovarsi interna ad una delle 4 casse di espansione previste lungo il Fiume Olona, la n 3 situata nella zona tra i comuni di Gorla Maggiore e Fagnano Olona, con sezione di chiusura nei pressi del confine tra Gorla Maggiore e Gorla Minore. La vasca è in linea sul fiume Olona, si estende a monte per 1,3 km ed ha un volume di laminazione di 550.000 mc. L opera oggetto della presente progettazione non va ad interferire con l area di esondazione del fiume Olona. La vasca volano presenta un volume pari a 7.700 mc (1,4 % del volume complessivo della vasca di laminazione prevista sull Olona). Eventualmente si potranno recuperare altrove tali volumi considerando che si tratta di una piccolissima percentuale rispetto al volume complessivo della vasca di laminazione stessa.
DATI DI PROGETTO PARAMETRI Unità di misura Superficie drenata (lorda) 56,38 ha Coefficiente di assorbimento 0,35 - Superficie drenata (impermeabile) 19,73 ha Volume di prima pioggia 50 mc/ha sup dren Volume di prima pioggia 989 m 3 Portata di prima pioggia massima 0,64 m 3 /s Portata massima (Tr=10 anni) 3,5 m 3 /s Portata massima da restituire all Olona 0,8 mc/s ha sup dren Porosità del medium di riempimento (n) 0,35 Ghiaia 5-10 mm QUALITA DELLE ACQUE DA DEPURARE Evento 2 mm/h 5 mm/h 10 mm/h Portata (l/s) 90 210 390 BOD 5 70 60 40 COD 210 180 120 SST 300 380 390 N tot 6 3 2
LA SCELTA PROGETTUALE
FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA
FUNZIONAMENTO CON VASCA DI PRIMA PIOGGIA
TRATTAMENTI PRELIMINARI Scolmatore adeguato alla normativa vigente con paratoie meccanizzate
TRATTAMENTI PRELIMINARI Grigliatura automatica con filtro a coclea potenza installata 1.5 kw
TRATTAMENTI PRELIMINARI dissabbiatore-disoleatore in linea volume utile 150 mc
FITODEPURAZIONE Sistema di filtrazione estensiva alla tedesca
FITODEPURAZIONE Sistema a flusso libero all interno di vasca volano
VASCA VOLANO PER LAMINAZIONE DEL PICCO DI PIENA DELLA FOGNATURA Vlam = 7.700 mc altezza sponde 220 m s.l.m. hw standard zona umida 218 m s.l.m soglia sfiorante 219.40 m s.l.m
VASCA VOLANO PER LAMINAZIONE DEL PICCO DI PIENA DELLA FOGNATURA Vlam = 7.700 mc
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA
Il PROGETTO: ANALISI DEL SISTEMA PAESISTICO-AMBIENTALE Il sistema insediativo, il sistema agricolo e il sistema naturale La rete ecologica del Comune di Gorla Maggiore Le grandi infrastrutture viarie
IL PROGETTO: ANALISI DEL SISTEMA PAESISTICO-AMBIENTALE I percorsi e le interconnessioni Gli elementi lineari, il Fiume Olona e i paleoalvei Il patrimonio arboreo attuale e potenziale
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA Il fiume Olona e i nuovi specchi d acqua
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA La depurazione naturale dell acqua
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA Flora e vegetazione Gli alberi Ontano - Alnus glutinosa Carpino - Carpinus betulus Frassino - Fraxinus excelsior Pioppo bianco - Populus alba Ciliegio - Prunus avium Farnia - Quercus robur Salice bianco - Salix alba
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA Flora e vegetazione Gli arbusti Biancospino - Crataegus monogyna Sambuco - Sambucus nigra Salici arbustivi - Salix purpurea - Salix triandra - Salix viminalis Viburni - Viburnum opulus - Viburnum lantana Rosa canina
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA Flora e vegetazione Vegetazione erbacea igrofila Composta essenzialmente da graminoidi Agropyron repens Carex acutiformis Carex riparia Glyceria maxima Iris pseudacorus Phragmites australis Typha latifolia
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA Flora e vegetazione i prati Prato rustico e prato fiorito
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA La fruizione - Percorsi
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA La fruizione - Ponti
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL ACQUA A GORLA La fruizione Bacheche e spazi per la didattica ambientale
CAPIAGO INTIMIANO
CAPIAGO INTIMIANO
CAPIAGO INTIMIANO IPOTESI 1 Vasca Prima pioggia + Sistema a flusso orizzontale + bacino a ritenzione prolungata Naturalistico Fruitivo
CAPIAGO INTIMIANO IPOTESI 2 Sistema di filtrazione verticale + sistema di filtrazione orizzontale + sistema a ritenzione prolungata. Naturalistico Fruitivo
GORGONZOLA
GORGONZOLA
GORGONZOLA IPOTESI 1 Dissabbiatori + Sistema di filtrazione verticale Naturalistico Fruitivo
GORGONZOLA IPOTESI 2 Vasca di accumulo prima pioggia + sistema di filtrazione orizzontale + sistema a ritenzione prolungata semiumido Naturalistico Fruitivo
Grazie per l attenzione