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Fitodepurazione - Constructed Wetlands - Sustainable Water Management

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Recupero acque grigie

Da alcuni decenni abbiamo imparato che tener differenziati e smaltire separatamente i rifiuti solidi è la chiave per ridurre notevolmente i problemi ambientali che da essi derivano. Il motivo è intuitivo: se mantengo “ordinati” i rifiuti è molto più facile o riutilizzarli come materie prime/seconde per produrre qualcosa (altra carta, altro vetro, altri metalli, altra plastica) oppure trasformarli senza rischio in qualcosa che ne riduca l’impatto (compost, biogas o al limite cenere, che occupa poco spazio ed è inerte), producendo al contempo energia. Qualcosa di molto simile può avvenire con i “rifiuti liquidi”: è possibile fare la “raccolta differenziata” degli scarichi prodotti nelle nostre abitazioni.

In Italia sono ancora rarissimi i casi di impianti idrici domestici “sostenibili” che prevedono la separazione, il trattamento e il riuso delle acque grigie: alcuni di essi sono progetti di IRIDRA, che utilizzano soluzioni naturali quali ad esempio la fitodepurazione.

Vantaggi grigie riuso pune web

  • risparmio idrico
  • riduzione volumi di scarichi da depurare
  • aumento della concentrazione di inquinanti nelle acque di scarico, agevolando il processo depurativo

Approfondimento

Solo una piccolissima parte delle acque che usiamo in casa viene effettivamente “consumata”. Quella che beviamo, quella che utilizziamo per lavare la casa ed evapora dopo l’uso, quella che usiamo per irrigare le piante dell’appartamento: dei 200 litri/abitante/giorno che consuma in media un italiano, solo 1-3 litri vengono effettivamente consumati, il resto lo scarichiamo nelle fogne dopo l’uso. Bene, l’acqua che scarichiamo ha caratteristiche molto diverse a seconda dell’uso che ne facciamo: lo scarico che proviene dal WC, che contiene feci e urine umane, conterrà acque con una composizione chimica e microbiologica diversa dalle acque scaricate dai lavabi e dalle docce. Convenzionalmente si dividono gli scarichi provenienti da un’abitazione domestica in acque grigie e acque nere. Le acque grigie sono la maggior parte: se consideriamo la ripartizione stimata da letteratura, circa il 70%, pari a 140 litri/abitante/giorno, sono acque grigie, mentre il 30% sono le acque nere provenienti dai WC. In realtà, è spesso conveniente unire alle acque nere, anche gli scarichi provenienti dal lavabo della cucina, che, pur non essendo particolarmente contaminati, contengono una grande quantità di solidi (residui di cibo e dei lavaggi, polvere di caffè, ecc.). In questo modo la ripartizione tra acque grigie e nere si attesta su un rapporto di 60 a 40 %.

Un impianto idrico domestico convenzionale preleva acqua potabile dalla rete acquedottistica pubblica: questa acqua, dotata di caratteristiche di elevata qualità, viene utilizzata indistintamente per scopi potabili (per esempio igiene personale e cottura dei cibi) e per scopi non potabili (un esempio su tutti l'utilizzo nelle cassette di risciacquo dei WC).

Un impianto idrico progettato per una gestione sostenibile del ciclo delle acque punta invece alla valorizzazione di acque meno nobili e ad utilizzare acqua potabile esclusivamente laddove sono veramente richieste caratteristiche di alta qualità. Un impianto idrico domestico “sostenibile” sarà quindi caratterizzato da:

  • la separazione delle reti di scarico delle acque nere (contenenti cioè gli scarichi dei WC) e delle acque grigie (tutte le altre acque di scarico);
  • la realizzazione di reti distinte di distribuzione idrica (acqua potabile e acqua non potabile);
  • il trattamento e il riutilizzo delle acque grigie depurate per scopi non potabili, come ad esempio l'irrigazione di aree a verde, il riempimento delle cassette di risciacquo dei WC, il lavaggio di aree esterne.

Le acque grigie contengono inoltre solo 1/10 dell'azoto totale e meno della metà del carico organico rispetto alle acque nere, come si può osservare dalla seguente figura, che riporta i dati di campagne analitiche effettuate in due distinti scenari in due diversi paesi.

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Fonte: SWAMP Project - www.swamp-eu.org

Le acque grigie si depurano molto più velocemente delle acque nere: le nere contengono infatti 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. Ad esempio, in cinque giorni di processo biologico degradativo della sostanza organica, solo il 40% della sostanza organica presente nelle acque nere 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, caratteristica di questa tipologia di reflui, di zuccheri, proteine e grassi facilmente disponibili per la flora batterica.

Trattamento delle acque grigie con soluzioni naturali

Una scelta progettuale sostenibile per il trattamento delle acque grigie ai fini del riutilizzo deve tenere conto dei seguenti fattori:

  • adattabilità alle variazioni di carico idraulico e organico in ingresso;
  • efficienza nella degradazione della sostanza organica;
  • alto abbattimento della carica batterica;
  • semplicità ed economicità di gestione e manutenzione.

Le tecniche di fitodepurazione rappresentano una tipologia impiantistica che si adatta perfettamente a tali necessità: in particolare, a parità di carico idraulico trattato, la loro efficienza è maggiore nell'abbattimento del carico organico presente nelle acque grigie, rispetto al caso in cui abbiamo anche le nere. Essendo sistemi a biomassa adesa risentono in maniera molto minore rispetto ai tradizionali impianti a fanghi attivi delle variazioni di concentrazioni di inquinanti nel refluo. Inoltre hanno dimostrato un'elevata efficacia nell'abbattimento della carica batterica, comunque presente in quantitativi molto limitati all'interno delle acque grigie. Tra le varie tipologie di sistemi di fitodepurazione, quelle a flusso sommerso presentano spiccati vantaggi rispetto a quelli a flusso superficiale: il flusso subsuperficiale limita infatti fortemente il rischio di odori, lo sviluppo di insetti, e può consentire l'utilizzo della zona adibita all'impianto da parte del pubblico, permettendo così anche l'inserimento in sistemazioni a verde di complessi edilizi.

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Separazione, trattamento e riuso delle acque grigie in Palestina per irrigazione degli olivi e di colture destinate al foraggio degli animali. Progettatp da IRIDRA. su commissione della ONG OXFAM Italia, finanziato con fondi EU (ECHO), della FAO e della Regione Sardegna

Trattamento delle acque grigie con soluzioni tecniche compatte

Esistono comunque altri sistemi particolarmente adatti al trattamento delle acque grigie, caratterizzati da ingombri ridotti (generalmente si tratta di sistemi interrabili, ma esistono in commercio alcune soluzioni impiantistiche adatte anche all'installazione all'interno degli edifici, ad esempio nelle cantine, permettendo oltretutto di risparmiare per quanto riguarda tubazioni esterne agli edifici).

Sistemi particolarmente indicati sono gli impianti SBR (Sequencing Batch Reactor), che presentano molti vantaggi, come l'elevata efficienza nel trattamento, la compattezza, la semplicità di installazione e di gestione, la silenziosità e l'assenza di produzione di cattivi odori.

All'interno del sistema SBR, il trattamento delle acque viene effettuato in diversi stadi temporalmente successivi che avvengono in maniera ciclica. Preliminarmente si ha una filtrazione che elimina i materiali più grossolani (come ad esempio capelli o pezzi di tessuto); il filtro viene lavato periodicamente ed automaticamente tramite un'apposita pompa interna al sistema, ed i residui della pulizia del filtro vengono scaricati nella rete fognaria. Successivamente si ha il trattamento biologico vero e proprio, con il funzionamento a “batch” tipico di questi sistemi: le fasi di ossidazione e sedimentazione avvengono all'interno del medesimo comparto ad intervalli automaticamente stabiliti tramite una centralina di controllo. I prodotti di scarto della fase di sedimentazione vengono automaticamente espulsi ad intervalli regolari e convogliati alla rete fognaria nera (terzo stadio) (fonte: Pontos).

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Sistema SBR per il trattamento di acque grigie (fonte: Pontos)

Esperienza IRIDRA

Un esempio di trattamento e recupero delle acque grigie progettato da IRIDRA è il sistema di gestione sostenibile del ciclo delle acque per il nuovo villaggio residenziale realizzato nel Comune di Preganziol (TV): il progetto ha previsto l'installazione di dispositivi di risparmio idrico alle utenze, il trattamento e il recupero delle acque grigie delle abitazioni, il trattamento e recupero delle acque meteoriche raccolte dalle superfici impermeabilizzate del complesso residenziale.

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Esempio di letto di fitodepurazione HF in fase di piantumazione per il trattamento e riuso delle acque grigie per ricarica cassette di risciacquo dei WC (Preganziol, TV; progettato da IRIDRA)

 

Bibliografia

C.Lindstrom Greywater: what it is…how to treat it…how to use it , disponibile su www.greywater.com

Masi, F., Bresciani, R., Rizzo, A., Edathoot, A., Patwardhan, N., Panse, D. and Langergraber, G. Green walls for greywater treatment and recycling in dense urban areas: a case-study in Pune. Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development, 6 (2) 342-347, 2016.

Masi F., El Hamouri B., Abdel Shafi H., Baban A., Ghrabi A., Regelsberger M. “Segregated black/grey domestic wastewater treatment by Constructed Wetlands in the Mediterranean basin: the Zer0-m experience”, Water Science & Technology, 61, 1, 97-105, 2010. doi:10.2166/wst.2010.780.

Scheumann R., Masi F., El Hamouri B., Kraume M., “Greywater treatment as an option for effective wastewater management in small communities”, Desalination and Water Treatment, 4, 33–39, 2009.