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Fitodepurazione - Constructed Wetlands - Sustainable Water Management

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Fitodisidratazione fanghi

La fitodisidratazione dei fanghi è una particolare tecnica di fitodepurazione per la gestione dei fanghi di supero provenienti da grossi impianti a fanghi attivi che può sostituire l’intera linea fanghi di un impianto di depurazione, garantendo notevoli vantaggi economici e permettendo il riuso in agricoltura dei fanghi disidratati e stabilizzati. Tale tecnica viene anche impiegata come trattamento in situ dei fanghi di supero primari estratti da fosse biologiche ed Imhoff.

Vantaggi fitodisidratazione  web

  • assenza di parti meccaniche
  • bassa manutenzione
  • consumi energetici pressoché nulli
  • bassa produzione di percolato
  • riduzione dei costi di gestione del ciclo fanghi di oltre il 50%
  • assenza di utilizzo di additivi chimici, e quindi assenza di costi addizionali
  • assenza di problemi igienici
  • alta flessibilità, cioè alta capacità di accumulo fanghi
  • considerevole riduzione dei solidi totali durante la mineralizzazione
  • buon inserimento paesaggistico
  • possibilità di riutilizzo fango disidratato in agricoltura 

 

Courtesy Steen Nielsen (Orbicon, DK)

Approfondimento

La gestione dei fanghi di supero costituisce un importante capitolo di spesa per impianti di depurazione a fanghi attivi. In impianti di una certa potenzialità la linea fanghi prevede diversi step depurativi, alcuni dei quali molto energivori quali filtropresse e nastropresse, mirati alla progressiva stabilizzazione e disidratazione del fango per renderlo compatibile con la destinazione finale (compostaggio, discarica, riuso in agricoltura a seconda della qualità ottenuta e del tipo di refluo trattato).

Impianti medio-piccoli invece hanno una linea fanghi incompleta (in genere costituita da ispessitore e in alcuni casi da letti di essiccamento spesso non funzionanti o con problematiche legate a cattivi odori) ed il fango di supero, con alte concentrazioni di acqua, viene portato via strada a depuratori più grandi attrezzati per ricezione fanghi.

La fitodisidratazione dei fanghi

I letti di fitodisidratazione (drenaggio ed evapotraspirazione) fanghi con macrofite sono una ottima soluzione per disidratare e mineralizzare fanghi. I meccanismi di decomposizione che si instaurano in un letto di fitodisidratazione sono piuttosto complessi e risultano dall’interazione fra le piante, i microrganismi, il sistema filtrante e lo strato di fango depositato. I principali meccanismi che si instaurano sono i seguenti:
disidratazione, evapotraspirazione;

  • percolazione;
  • stabilizzazione;
  • riossigenazione;
  • processi di riduzione aerobici.

La fase di ispessimento avviene mediante la filtrazione del contenuto di solidi sulla superficie del bacino, costituita da uno strato crescente di fanghi residui, mentre la maggior parte dell’acqua filtra con moto verticale attraverso il suddetto strato ed i successivi strati inferiori di inerti (ghiaie fini e ghiaie grossolane). Il contenuto in acqua residuo che rimane nello strato superficiale viene ulteriormente ridotto mediante evapotraspirazione.

Esperienze estere

La fitodisidratazione trova importante applicazione nel trattamento dei fanghi prodotti dagli impianti a fanghi attivi, in sostituzione di un ciclo fanghi di tipo tecnologico. A livello europeo alcuni paesi come Danimarca, Germania e Francia hanno ormai da oltre un decennio adottato questa soluzione, con un ampio numero di impianti realizzati, sia presso depuratori di piccola-media taglia sia su quelli superiori, sui quali appunto si è riscontrata la maggiore convenienza tecnica ed economica. In Francia ad esempio ci sono circa 150 impianti in funzione e circa 20 nuovi impianti vengono realizzati ogni anno, in Danimarca circa il 70% degli impianti consortili di grandi dimensioni (>100.000 AE) hanno sostituito il ciclo fanghi tecnologico con la fitodisidratazione.

Esperienze in Italia

In Toscana alcuni sistemi di fitodisidratazione fanghi sono stati realizzati e testati con successo da Acque Spa, presso piccoli e medi impianti a fanghi attivi (2000-10000 a.e.) per i quali la tecnica è risultata essere una valida e maggiormente conveniente alternativa al conferimento presso un impianto più grande dotato di linea fanghi completa (Giraldi et al., 2008, Ceccanti et al., 2010). IRIDRA ha anche testato questa soluzione per la gestione dei fanghi prodotti dall'impianto di fitodepurazione per il trattamento dei refli da attività vitivinicola della cantina sociale Casorzo (AT), che produce 30.000 qt di vino all'anno.

Vantaggi della fitodisidratazione dei fanghi

Un ampio vantaggio, specialmente in termini economici, è appunto la buona resa in termini di riduzione di volume della materia da trasportare alla destinazione finale (generalmente lo spargimento sui campi) senza l'utilizzo di energia “non rinnovabile”, ad esclusione di quella necessaria al pompaggio dei fanghi.

Ne consegue che il tempo di ammortamento rispetto ad un ciclo tradizionale con centrifuga o nastropressa è piuttosto rapido, in genere 4-6 anni (come riportato in questa simulazione effettuata dalla società danese Orbicon, esperta in questo tipo di trattamenti per impianti fino a 100.000 a.e. Inoltre come si vede il contributo in emissioni in atmosfera di CO2 è 4 volte minore!

 fitodisidratazione comparison

Riepilogando, i molteplici sono i vantaggi che si possono trarre dalla realizzazione di un impianto di fitodisidratazione:

  • semplicità ed economicità di gestione (assenza di parti meccaniche, bassa manutenzione, consumi di energia minimizzati, assenza di utilizzo di additivi chimici e quindi assenza di costi addizionali );
  • buona capacità di riduzione dei volumi (considerevole riduzione dei solidi totali durante la mineralizzazione, disidratazione dei fanghi superiore al 60%);
  • alta flessibilità rispetto ai carichi in ingresso (alta capacità di accumulo dei fanghi);
  • bassa produzione di percolato da ricircolare nell‘impianto biologico e buona qualità dello stesso;
  • riduzione dei costi di gestione del ciclo fanghi di oltre il 50%;
  • assenza di problemi igienici;
  • buona integrazione paesaggistica dell'impianto con il territorio circostante e bassissimo impatto ambientale;
  • possibilità di produrre biomasse utilizzabili per la produzione di energia (sfalci periodici dei fragmiteti).

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Impianto di fitodisidratazione fanghi di Kolding (DK), 125.000 a.e., 3.3 ha di estensione (fonte: Steen Nielsen, Orbicon)

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Impianto di fitodisidratazione fanghi prodotti  dall'impianto di fitodepurazione per il trattamento dei refli da attività vitivinicola della cantina sociale Casorzo (AT), progettato da IRIDRA

 

Bibliografia

Ceccanti B., Bianchi V., Iannelli R., Peruzzi E., Masciandaro G.(2010) “Sludge phytotreatment (Phragmites australis) for their reuse in the environment”. Atti della "12th IWA Specialized Group Conference on "Wetland Systems for Water Pollution Control", 4-8 Ottobre 2010, Venezia, Italia, 237 – 243.

Giraldi D., Masciandaro G., Peruzzi E., Bianchi V., Peruzzi P., Ceccanti B., Iannelli R. (2008) “Hydraulic and biochemical analyses on real scale sludge consolidation reed beds in Tuscany (Italy)”. Atti della "11th IWA Specialized Group Conference on "Wetland Systems for Water Pollution Control", 1-7 Novembre 2008, Indore, India, 634 – 639.