Giornata di Studio Strategie per il miglioramento dell’efficacia del Servizio Idrico Integrato

1. Giornata di StudioStrategie per il miglioramento dell’efficacia del Servizio Idrico Integrato Enna 26 Giugno 2009 “Tecniche di rinnovo e adeguamento degli impianti di depurazione per conseguire gli obiettivi del D.Lgs. 152/2006” Enrico Rolle

2. Innovazioni introdotte dalla Direttiva 2000/60/CE • Obbligatorietà di sviluppare i programmi di risanamento ambientale per i bacini idrografici • Creazione dei distretti idrografici – aree di terra e di mare costituite da uno o più bacini idrografici e le rispettive acque sotterranee e costiere • Autorità unica o coordinamento tra più autorità per l’applicazione della direttiva • Definizione di condizioni di riferimento per valutare lo stato ecologico dei corpi idrici • Obiettivi ambientali • Recupero dei costi dei servizi idrici, compresi quelli ambientali • Analisi economica su l’uso dell’acqua • Riduzione fino alla eliminazione delle sostanze pericolose • Partecipazione attiva delle parti interessate

3. Servizio idrico integrato • Recupero dei costi, inclusi quelli ambientali, sulla base dell’analisi economica e del principio “chi inquina paga” • (Entro il 2010) incentivazione a usare le risorse idriche in modo efficiente • (Entro il 2010) adeguato recupero dei costi per settori di impiego

4. Problemi emergenti di tutela delle acque • Livelli di depurazione più spinti per i macrodescrittori (BOD, COD, azoto, fosforo) • Riduzione fino alla progressiva eliminazione delle sostanze pericolose • Riutilizzo delle acque reflue in sostituzione di fonti maggiormente pregiate • Riduzione della produzione dei fanghi da depurazione e loro riutilizzo • Gestione delle acque di pioggia • Riduzione dell’impatto ambientale

5. INEFFICIENTE ALLOCAZIONE DELLA RISORSA INQUINAMENTO DELLA RISORSA COSTO AMBIENTALE nitrati 0.29 – 0.34 €/m3 pesticidi 0.063 – 0.072 €/m3 eutrofizzazione 0.16 – 0.24 €/m3 STIMA PRELIMINARE EFFETTUATA IN FRANCIA Cosa sono i costi ambientali ? Analisi economica Costi connessi al danno economico apportato all’ambiente acquatico e ad altri utilizzatori della risorsa causato dall’uso alternativo e competitivo della risorsa stessa come l’emungimento di acque sotterranee o lo scarico di acque reflue (WATECO) ...e in Italia ? • non esiste una definizione ufficiale dei costi • ambientali • non esistono indicazioni sui metodi economici di valutazione di tali costi

6. Tecnologie innovative per il trattamento delle acque • Filtri biologici aerati (BAF) • Tecnologie a membrana (MBR) • Reattori sequenziali discontinui a biomassa adesa (SBBR)

7. Filtri biologici aerati (BAF) DOWNFLOW UPFLOW • Applicazioni in scala reale, in particolare in Francia, nei Paesi Scandinavi e negli Stati Uniti. I processi Biocarbone, Biostyr, Biofor e Biopur sono tra i più diffusi in Europa.

8. Tecnologie a membrana (MBR) • Le membrane sono barriere selettive che permettono il passaggio solo di alcuni componenti della miscela; • Retentato o concentrato (respinto dalla membrana) • Permeato o diluito (attraversa la membrana). • Le principali configurazioni sono: • piane con supporto; • con avvolgimento a spirale; • tubolari; • a fibre cave.

9. Tecnologie a membrana (MBR) Schemi di flusso • Membrane esterne (fig. 2.14.a) alte portate di ricircolo, velocità tangenziali 5-6 m/s con flussi di permeato fino a 200 l/m2h; • Membrane sommerseed interne al reattore biologico (fig. 2.14.b) insufflazione di aria a bolle grosse; • Membrane sommerse ed esterne al reattore biologico (fig. 2.14.c) ottimizzazione del processo in termini di ricircolo e fornitura aria garantendo alla membrana le condizioni idrodinamiche adeguate.

10. Tecnologie per la gestione sostenibile dei fanghi • Miglioramento della qualità dei fanghi; • Recupero dei composti valorizzabili (digestione anaerobica della frazione organica, precipitazione chimica del fosforo, estrazione dalle ceneri, etc.); • Riduzione della produzione dei fanghi: • per disintegrazione (meccanica, per ossidazione chimica, fisica, biologica); • per diminuzione del rendimento di crescita batterico (metabolismo disaccoppiato- processo Cannibal- metabolismo di mantenimento, predazione).

11. Tecniche per disintegrazione

12. Vantaggi • Diminuzione significativa della Produzione dei Fanghi • (dal 30% al 70% in media) • Miglioramenti apprezzabili sulla Sedimentabilità dei Fanghi • (riduzione del bulking filamentoso e del foaming) • Incremento della quantità di COD solubile disponibile per la denitrificazione Criticità • Effetti sulla rimozione dell’azoto ammoniacale • Incremento di substrato carbonioso biorefrattario • Ottimizzazione del rapporto costi/benefici Tecniche basate sulla disintegrazione: ozonizzazione Processo di disintegrazione per ossidazione chimica: • Lisi cellulare • Solubilizzazione • Parziale ossidazione della sostanza organica prodotta • (“substrato autoctono”)

13. Tecniche basate sulla diminuzione del rendimento di crescita • Metabolismo disaccoppiato: l’energia libera prodotta in eccesso dal catabolismo non viene diretta verso l’anabolismo e la sintesi batterica, determinando conseguentemente una riduzione del rendimento di crescita della biomassa. • Metabolismo di mantenimento: una maggiore frazione di energia viene veicolata verso le funzioni di mantenimento; pertanto l’energia a disposizione per la sintesi batterica risulta inferiore, e conseguentemente si ha una diminuzione della produzione di fango. • Predazione: per favorire la riduzione della quantità di fango biologico prodotto, senza compromettere l’efficienza depurativa complessiva, è possibile sfruttare la predazione dei batteri da parte degli organismi superiori, come i protozoi ed i metazoi.

14. Tecniche basate sulla diminuzione del rendimento di crescita: sistemi OSA • Il processo OSA (Oxic-Settling-Anoxic) è efficace ai fini della riduzione della produzione di fango biologico: • nelle condizioni operative ottimali di tempo di residenza idraulica pari a 10 giorni e portata giornaliera di Interscambio del 10% in massa, è stata ottenuta una riduzione pari a circa il 65% rispetto al controllo. • Il meccanismo biochimico alla base del processo sembra essere il rilascio di materia organica nel reattore anossico, poi biodegradata nella vasca a fanghi attivi. Ruolo importante è svolto dai cationi trivalenti (Fe) ai fini della deflocculazione in condizioni ferroriducenti. • La qualità dell’effluente non è stata compromessa dall’applicazione del processo. • Alcuni aspetti richiedono ulteriori approfondimenti.

15. La gestione delle acque meteoriche raccolte dalle reti fognarie • Progettazione, costruzione e manutenzione delle reti fognarie devono tenere conto: • della prevenzione di fuoriuscite; • delle limitazioni dell’inquinamento a causa di tracimazione per eventi meteorici intensi (da: art. 100 D.Lgs. 152/2006). • Lo scarico sul suolo è consentito per gli scaricatori di piena a servizio delle reti fognarie (da art. 103 D.Lgs. 152/2006).

16. La gestione delle acque meteoriche raccolte dalle reti fognarie • Gli stati membri garantiscono che tutti gli scarichi nelle acque superficiali • siano controllati secondo un approccio combinato basato su: adozione delle migliori tecniche, monitoraggio delle emissioni, adozione dei migliori piani ambientali (da art. 10 Direttiva 2000/60/CE); • Tra le misure di base contenute nel programma di misure posto in essere al fine di realizzare gli obiettivi ambientali è prevista l’eliminazione dell’inquinamento di acque superficiali da parte delle sostanze che presentano un rischio significativo e in particolare di quelle prioritarie (da art. 11 Direttiva 2000/60/CE).

17. Bilancio idrico nel comprensorio di Gela Acqua dissalata Gela - Aragona Deflusso Minimo Vitale 0.3 Mmc dal Torrente Ficuzza Cimia/Disueri (3.5 Mmc) Ragoleto (10.8 Mmc) Biviere di Gela 10.5 Mmc 3.5 Mmc Altre fonti convenzionali sotterranee 1.2 Mmc (1.2 Mmc) Collegamento in caso di emergenza ambientale Potabilizzatore Gela (8.2 Mmc) 3.5 Mmc al Consorzio di Bonifica n.8 Ragusa 1.2 Mmc Approvvigionamento da T.A.F. Nodo idraulico 3.5 Mmc 2 Mmc dal dissalatore (0.9 Mmc) 3.5 Mmc Dissalatore 6.6 Mmc Raffineria (10.5 Mmc*) (9.4 Mmc) Depuratore consortile (linea reflui urbani) 7 Mmc (8.2 Mmc) 3.8 Mmc Depuratore consortile (linea reflui industriali) 6.6 Mmc 1.2 Mmc Riuso irriguo Affinamento per riuso Tara 1.6 Mmc 5.4 Mmc * Il fabbisogno netto della Raffineria di Gela è pari a 9.4 Mmc/a. Il volume previsto nel bilancio tiene conto del surplus necessario a compensare la variabilità stagionale di alcune risorse. Reflui depurati MARE