Contenimento dei rifiuti liquidi: il recupero delle acque grigie

Contenimento dei rifiuti liquidi: le strategie progettuali e le soluzioini tecnologiche per il riuso delle acque grigie

Per il contenimento dei carichi ambientali è opportuno porre un’attenzione sempre maggiore al contenimento dei rifiuti liquidi prevedendo, anche in fase progettuale, sistemi per il recupero e il riutilizzo delle acque piovane, grigie e nere (Vedi art. “Come contenere i rifiuti liquidi per l’abbattimento dei carichi ambientali“).

Il riutilizzo delle acque grigie riduce in maniera semplice il consumo di acqua potabile, con conseguente riduzione, quindi del rischio ambientale.

In pratica deve essere prevista la realizzazione di reti distinte di distribuzione idrica (acqua potabile e acqua non potabile); le acque grigie libere da carichi organici rilevanti (come wc e scarichi della cucina) possono essere sfruttate dopo un trattamento di riciclo per alimentare gli sciacquoni, per la pulizia dell’edificio, in reti antincendio o per innaffiare le piante, grazie al collegamento ad un sistema di reintegro automatico della rete di distribuzione.

Il riutilizzo delle acque grigie deve essere progettato in modo da garantire:

  • un appropriato trattamento prima del riutilizzo, tale da rispettare i limiti imposti dal DM 185/2003
  • l’adduzione separata dalla normale rete dell’acqua potabile ai vari servizi per i quali è possibile utilizzare acqua di più bassa qualità

La separazione delle acque grigie dalle nere facilita molto la gestione e la depurazione degli scarichi: infatti le acque grigie si depurano molto più velocemente delle acque nere con un più facile ottenimento delle caratteristiche di qualità necessarie per il riutilizzo di acque reflue.

Le acque nere, infatti, contengono sostanze organiche che hanno subito uno dei processi degradativi più efficienti in natura: quello del tratto gastro-intestinale umano. È quindi facilmente comprensibile che i residui di tale processo non si possano decomporre velocemente una volta immersi in acqua, ambiente che non facilita lo sviluppo della popolazione batterica in essi contenuta. Ad esempio, in cinque giorni di processo biologico degradativo della sostanza organica, solo il 40% della sostanza organica presente subisce una completa mineralizzazione, mentre nel caso delle acque grigie si raggiunge nello stesso periodo una rimozione del 90%. Questo rapido decadimento della sostanza organica presente nelle acque grigie può essere spiegato con l’abbondanza di zuccheri, proteine e grassi, caratteristica di questa tipologia di reflui, facilmente disponibili alla flora batterica. Inoltre le acque grigie contengono solo 1/10 dell’azoto totale, meno della metà del carico organico e ridotte concentrazioni di carica batterica, in comparazione con le acque nere: per questo ben si prestano ad essere riutilizzate.

Scheda riepilogativa della modalità di gestione delle acque grigie

GESTIONE DELLE ACQUE REFLUE
OBIETTIVO Ridurre lo scarico delle acque grigie nella rete fognaria
REQUISITO QUALITATIVO Massima riduzione della quantità di acque grigie scaricate nella rete fognaria
REQUISITO QUANTITATIVO
STRATEGIE E TECNOLOGIE DI RIFERIMENTO Separazione e trattamento delle acque grigie per un loro riuso

Sistemi di fitodepurazione

Sistemi SBR

Sistemi MBR

INDICATORI DI CONTROLLO Presenza sistemi di trattamento delle acque reflue

Riduzione allacciamento alla rete fognaria

RIFERIMENTI NORMATIVI DM 185/2003
INDICATORI DI PRESTAZIONE Percentuale di acque grigie raccolte nell’anno e riutilizzate normalizzate alla superficie dell’edificio
UNITÀ DI MISURA Percentuale di acqua grigia riutilizzata dall’edificio e non scaricata in fognatura

 

Strategie progettuali e tecnologie di riferimento

Per consentire il riutilizzo delle acque grigie è necessario addurre l’acqua delle docce, delle vasche, dei lavandini, ecc., fino ad un apposito sistema di depurazione, e quindi ad un zona di accumulo che può trovarsi nella parte inferiore dell’edificio (garage, cantina, ecc.). Un sistema di depurazione, che in genere è composto da un trattamento primario per l’eliminazione dei grassi e delle schiume e da un trattamento secondario (fitodepurazione o filtrazione mediante membrane o SBR), è fondamentale sia per raggiungere le concentrazioni fissate dalla legge sul riutilizzo, sia per trattenere i possibili solidi che potrebbero causare danni agli apparecchi a pressione o agli stessi dispositivi dei water. A seconda del sistema di trattamento scelto, all’uscita dei filtri e prima dell’entrata del deposito, può essere necessario collocare un sistema di disinfezione (ad esempio una pompa dosatrice di disinfettanti chimici – ad es. acido peracetico – o una camera UV in linea) dimensionato in base al flusso d’entrata dell’acqua per assicurarne la disinfezione. Quando l’acqua è già stata depurata e disinfettata viene mandata al deposito d’accumulo, la cui capacità varia in funzione delle dimensioni dell’installazione.

Gli obiettivi preposti si possono ottenere con i seguenti sistemi di trattamento:

  • sistemi di fitodepurazione

I sistemi di fitodepurazione si adattano molto bene al trattamento delle acque grigie con fini di riutilizzo in quanto garantiscono elevati abbattimenti di carico organico, carica batterica e solidi sospesi. Date le basse concentrazioni di sostanze azotate nelle acque grigie, la tipologia consigliata è quella a flusso sommerso orizzontale.

Si sottolineano comunque alcune caratteristiche basilari che un sistema di fitodepurazione deve avere per essere correttamente utilizzato nella depurazione di acque grigie con fini di riutilizzo:

  • devono essere predisposti a monte idonei sistemi di pre-trattamento (grigliette per la separazione dei solidi grossolani, degrassatori-disoleatori)
  • il sistema deve essere completamente impermeabilizzato tramite membrane sintetiche di spessore e caratteristiche di resistenza adeguate per evitare l’infiltrazione di acque non depurate nel sottosuolo
  • le essenze vegetali utilizzate devono appartenere al tipo “macrofite radicate emergenti”
  • la profondità delle vasche dipende dalla profondità dell’apparato radicale dell’essenza vegetale scelta
  • il mezzo di riempimento da utilizzare è costituito da ghiaia di granulometria medio-fine, di cui si deve conoscere il coefficiente di conducibilità idraulica (infatti i modelli utilizzati per la valutazione degli inquinanti rimossi tengono conto del tempo di ritenzione idraulico del sistema)
  • è da evitare nel modo più assoluto l’utilizzo di terreno vegetale, torba o altro materiale con conducibilità idraulica minore di 1000 m/g
  • è da evitare l’utilizzo di materiale di diversa granulometria nel senso perpendicolare al flusso
  • il sistema di alimentazione e il sistema di uscita devono essere tali da garantire una uniforme distribuzione del refluo sulla superficie trasversale ed evitare la formazione di cortocircuiti idraulici
  • il refluo deve scorrere sotto la superficie superiore del letto e non risalire in superficie

 

  • MBR (Membrane Bio-Reactor)

Esistono in commercio impianti tecnologici compatti del tipo a membrana che si sono rivelati molto efficienti nel trattamento delle acque grigie finalizzato al riuso in quanto si raggiungono elevati standard di rendimento depurativo a fronte di una ridotta produzione di fanghi.

L’impianto si compone di tre stadi depurativi: in un primo serbatoio si effettua una sedimentazione primaria e una grigliatura grossolana. La diffusione di cattivi odori viene evitata tramite un sistema di aerazione intermittente. In un secondo serbatoio avviene la depurazione vera e propria secondo la tecnologia dei reattori a membrana. Il filtrato viene quindi raccolto in una terza camera. La membrana permette di realizzare una depurazione ancora più spinta rispetto al solo sistema ossidativo grazie ad un processo di ultrafiltrazione: date le dimensioni dei micropori, tutte le sostanze e i microrganismi aventi dimensioni maggiori non possono attraversare la membrana e quindi, restano confinati nella fase di attivazione da cui vengono periodicamente allontanati. A meno che non siano già presenti all’interno del modulo di trattamento fornito, devono essere predisposti a monte idonei sistemi di pre-trattamento (grigliette per la separazione dei solidi grossolani, degrassatori-disoleatori).

  • SBR (Sequencing Batch Reactor)

Come i reattori a membrana, anche gli SBR rappresentano una soluzione tecnologica compatta che si è dimostrata molto adatta per il trattamento delle acque grigie. In questi reattori discontinui a fanghi attivi le fasi di ossidazione e sedimentazione avvengono nella stessa camera, secondo dei cicli temporali prestabiliti, impostabili tramite una centralina di controllo. A meno che non siano già presenti all’interno del modulo di trattamento fornito, devono essere predisposti a monte idonei sistemi di pretrattamento (grigliette per la separazione dei solidi grossolani, degrassatori-disoleatori).

Contenimento dei rifiuti liquidi, permeabilità delle superfici

La progressiva urbanizzazione delle campagne e l’estensione incontrollata delle aree urbane ha evidenziato il problema della impermeabilizzazione del suolo e della cementificazione del territorio. Gli effetti prodotti da questo fenomeno sono numerosi e di difficile studio in quanto conseguenza di diversi fattori tra loro interagenti. Essi vanno dal problema del deflusso e della regimazione delle acque meteoriche, all’incremento delle temperature medie in area urbana.

L’infiltrazione è un processo che sfrutta la penetrazione dell’acqua nel suolo che, se organizzato in maniera appropriata, può riprodurre l’originale equilibrio idrico presente prima dello sviluppo urbanistico. In tal modo si riducono le portate che vengono scaricate nei ricettori provvedendo così alla ricarica delle falde sotterranee.

L’efficacia di una pavimentazione permeabile dipende, oltre che dalla corretta esecuzione e manutenzione dello strato più superficiale, anche dalla tipologia degli strati sottostanti posti fra quello più superficiale e il terreno di base. A sua volta tale tipologia dipende dalla natura del sottosuolo: qualora questo possieda già buone caratteristiche drenanti, gli strati superiori hanno solo la funzione di vettori delle portate infiltrate e di eventuale filtro nei confronti degli inquinanti da esse veicolate. Quando non sussistano invece le garanzie di permeabilità del sottosuolo, l’intera pavimentazione assume un ruolo di accumulo, anche se temporaneo, delle acque infiltrate, che vengono gradualmente restituite al sistema drenante.

Scheda riepilogativa della modalità di gestione della permeabilità delle acque grigie

GESTIONE DELLA PERMEABILITÀ DELLE SUPERFICI
OBIETTIVO Favorire la permeabilizzazione del suolo
REQUISITO QUALITATIVO Massima riduzione della quantità di aree cementificate o impermeabilizzate
STRATEGIE E TECNOLOGIE DI RIFERIMENTO Sistemi di pavimenti filtranti

Sistemi di canali filtranti

Tetto verde

Inverdimento pensile di tipo estensivo e di tipo intensivo.

INDICATORI DI CONTROLLO Presenza di sistemi di che favoriscono la permeabilità del suolo
RIFERIMENTI NORMATIVI
INDICATORI DI PRESTAZIONE Rapporto tra l’area delle superfici esterne permeabili e la quantità minima delle stesse aree prevista dalla normativa vigente
UNITÀ DI MISURA

%

Strategie progettuali e tecnologie di riferimento

Le principali strategie da adottare al fine di ridurre il problema della impermeabilizzazione del suolo e della cementificazione sono elencate di seguito.

Pavimentazioni filtranti

Sostituiscono i tradizionali lastricati di marciapiedi o zone pedonali con l’intenzione di ridurre la diffusione di porzioni impermeabili e conseguentemente di minimizzare il deflusso superficiale. Lo strato superficiale della pavimentazione è infatti realizzato utilizzando elementi prefabbricati di forma alveolare, in materiale plastico riciclato o manufatti in calcestruzzo vibrocompressi.

La soluzione dei prati armati o superfici in ghiaia è la migliore dal punto di vista ambientale, non modificando le caratteristiche di permeabilità del suolo. Si utilizza no in posteggi d’auto, vialetti di accesso, rimessaggi e terreni in pendenza.

L’intervento consiste nel coprire la superficie naturale del terreno con una pavimentazione modulare robusta, in cui la cotica erbosa, rimanendo alcuni millimetri al di sotto del limite superiore delle pareti della pavimentazione, viene protetta da qualsiasi tipo di schiacciamento o sollecitazione. Qualora le condizioni idrogeologiche non permettano un adeguato smaltimento delle acque, si può prevedere degli strati di materiale drenante al di sotto la superficie con lo scopo di immagazzinare parte delle acque e permettere una infiltrazione lenta.

Canali filtranti

Normalmente adottati nell’ambito di aree urbanizzate, sono delle trincee in grado di contenere temporaneamente le acque di pioggia, che poi in parte infiltrano nel sottosuolo (a seconda della permeabilità del terreno) e in parte vengono convogliate verso l’uscita e fatte affluire in un altro sistema di ritenzione o trattamento, oppure in fognatura per evitare il rischio di un allagamento superficiale.

Tetto verde

Il tetto verde è una tipologia di tetto con copertura a verde. Si attua in condizioni di copertura piana o a limitata pendenza su edifici o manufatti di diverso tipo, in cui in alternativa all’impiego di materiali di rivestimento artificiali si realizza un inverdimento con diverse tipologie e tecniche, di solito realizzati con griglie modulari ed accessori in materiale riciclato. Presenta numerosi vantaggi:

  • sulla regimazione idrica da tempo è stata verificata la capacità delle coperture a verde di accumulare trattenere e restituire solo in ridotta quantità l’acqua piovana ai  sistemi di canalizzazione. Inoltre l’acqua può essere immagazzinata direttamente negli eventuali serbatoi di accumulo per il riutilizzo, avendo subito un processo di filtrazione
  • sul clima cittadino attraverso l’evapotraspirazione e l’assorbimento della radiazione solare incidente il verde pensile aiuta a contenere l’aumento delle temperature estive con beneficio per l’ambiente circostante all’edificio e quindi di tutta la città
  • sul livello delle polveri e degli inquinanti mediante la capacità di assorbimento e trattenimento delle particelle inquinanti
  • riduzione della diffusione sonora all’interno degli edifici e della riflessione all’esterno, mitigando notevolmente l’inquinamento acustico. È quindi particolarmente indicato come copertura dei luoghi che ospitino attività rumorose (industrie, officine, discoteche ecc.)
  • creazione di superfici fruibili con aumento del valore dell’immobile o degli immobili che ne usufruiscono.

Inverdimento pensile di tipo estensivo

Sono inverdimenti che, dopo il primo o secondo anno dall’impianto, richiedono manutenzione ridotta. Normalmente sono sufficienti 1 o 2 interventi all’anno. Sono strutturati in modo che l’approvvigionamento idrico e di elementi nutritivi avvenga, nella misura maggiore possibile, attraverso processi naturali. La vegetazione impiegata è costituita da piante a sviluppo contenuto in altezza che richiedono ridotta manutenzione e con caratteristiche di veloce radicamento e copertura, resistenza alla siccità e al gelo, buona autorigenerazione. Lo spessore delle stratificazioni è normalmente ridotto (minore di 15 cm). Il substrato impiegato è costituito prevalentemente da componenti minerali. Il peso delle stratificazioni é compreso tra i 75 e i 150 Kg/m2. Gli inverdimenti estensivi vengono utilizzati particolarmente su grandi tetti (es. capannoni industriali) in sostituzione delle usuali coperture in ghiaia o altri materiali inerti. I costi di realizzazione sono contenuti.

Inverdimento pensile intensivo

Sono inverdimenti che richiedono sempre regolare manutenzione (sfalci, irrigazioni, diserbi, concimazioni, ecc). Viene impiegata un’ampia gamma di tipi di vegetazione: tappeti erbosi, erbacee perenni, cespugli, alberi.

Lo spessore delle stratificazioni è superiore ai 15 cm (normalmente non supera i 40-50 cm). Il substrato impiegato è costituito da una miscela bilanciata di componenti minerali ed organici. Il peso delle stratificazioni è superiore ai 150 Kg/m2. L’inverdimento intensivo viene impiegato per la realizzazione di veri e propri giardini su qualsiasi tipo di superficie pensile: tetti, terrazze, garage, ecc.

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