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Fitodepurazione - Constructed Wetlands - Sustainable Water Management - SuDS

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Fitodepurazione per acque di vegetazione da uliveti

Le acque di vegetazione, che derivano dai residui della lavorazione dei frantoi oleari, costituiscono un problema nei casi in cui, per motivi di caratteristiche del territorio o per mancanza di aree sufficienti, le aziende non possono né praticare lo smaltimento e/o uso agronomico né scaricare direttamente in fognatura.

Vantaggi

  • adatti a frantoi di taglia media e con limitati terreni adeguati a fertirrigazione
  • bassa complessità gestionale
  • limitata diffusione di cattivi odori
  • possibilità di scarico in corpo idrico
  • possibilità di alimentare l'impianto anche durante il periodo produttivo (no volumi di accumulo)
  • possibilità riciclaggio del concentrato

Approfondimenti

Le acque di vegetazione, derivate dai residui della lavorazione dei frantoi oleari, costituiscono un problema nei casi in cui, per motivi di caratteristiche del territorio o per mancanza di aree sufficienti, le aziende non possono praticare lo smaltimento e/o uso agronomico. Grazie ai recenti emendamenti al D.Lgs 152/06 esiste la possibilità di smaltire le acque di vegetazione in fognatura, come refluo assimilabile al domestico, ma – anche in questo caso – la soluzione non è sempre praticabile a costi accettabili.

Criticità per lo smaltimento

Benchè ricche di nutrienti, le acque di vegetazione non sono adatte a molti tipi di colture. Inoltre lo smaltimento sui campi, se non fatto in accordo alle normative, comporta delle acque di dilavamento che rischiano di inquinare la falda e i corpi idrici recettori. Inoltre tali acque sono caratterizzate da cattivi odori, rendendone complicata la gestione nei pressi di unità abitative. Infine, lo scarico verso altri recettori (corpi idrici, suolo, fognatura) è ammesso solo dopo trattamento, che risulta complicato ed altamente costoso sia come investimento che come gestione, a causa sia degli elevati valori di COD (e quindi dell’alta richiesta di ossigeno) sia dell’alto contenuto di sostanze fenoliche che inibiscono il trattamento biologico.

Soluzioni tradizionali

La soluzione più comunemente adattata è la fertirrigazione, che tuttavia presenta una serie di limitazioni: necessità di stoccaggi; carichi di azoto massimi in accorto alla normativa; criteri di di razionalità in relazione alle quantità, ai tempi, alle modalità di spandimento e alle condizioni del sito fertirrigato (p.es. profondità della falda, distanza dai centri abitati e dalle aree di captazione delle acque potabili, etc.).

Per grandi frantoi altre strade percorribili sono la realizzazione di digestori anaerobici, di cui però rimane da gestire la frazione liquida con problematiche non dissibili da quelle delle acque di vegetazione d'origine, o impianti ad evapotraspirazione, che però producono un concentrato per cui va valutata la reale potenzialità di reimpiego.

La fitodepurazione

Diverse applicazioni di fitodepurazione per la gestione delle acque di vegetazione vengono dalla Grecia. Heroyvim et al. (2011), Michailides et al. (2015) e Tatoulis et al. 2016 hanno testato la combinazione di filtri percolatori con letti diverse post-trattamenti con fitodepurazione (flusso sommerso verticale, flusso libero, flusso sommerso orizzontale più elettro-ossidazione). Grafias et al (2010) ha studiato la combinazione in elettro-ossidazione con letti di fitodepurazione a flusso sommerso verticale. La possibilità di utilizzare uno stagno di stabilizzazione come trattamento primario-secondario e stadi di fitodepurazione successivi sono stati testatai da Gikas et al., 2013. Infine Kapellakis et al. (2012) ha investigato la possibilità di trattare con un singolo stadio di fitodepurazione a flusso libero acque di vegetazione ricircolare e diluite con acque esterne in rapporto 1:10. Le rimozioni risultano piuttosto alte, con efficienze del 54-94 sull'abbattimento del carbonio, 44-98% per il TKN, 52-83 per i solidi sospesi e 60-95% per i fenoli (Masi et al., 2017).

In via alternativa, è possibile trattare le acque di vegetazione in un sistema ad evapotraspirazione totale, in cui non è presente alcuno scarico.

Una recente soluzione innovativa risiede nell'uso accoppiato di un impianto di evaporazione sottovuoto e di fitodepurazione per il trattemento del distillato.

Questa può essere una interessante alternativa per frantoi di taglia media e con limitati terreni adeguati alla fertirrigazione. La complessità gestionale è piuttosto limitata, in quanto l’evaporatore funziona in modo automatico e il distillato viene trattato in sistemi di fitodepurazione a flusso sommerso. La diffusione di cattivi odori è molto limitata. Gli svantaggi risiedono nell’alto consumo energetico dell’evaporatore, che potrebbero essere in parte ridotti tramite recuperi di calore all’interno dell’azienda.

La combinazione delle due tecniche è stata testata da Alfa Laval, azienda leader nel campo agronomico e produttrice del sistema di evaporazione, assieme all’Università di Ingegneria di Firenze e ad IRIDRIA S.r.l. in qualità di esperti dei processi di depurazione e fitodepurazione.

I risultati più importanti della sperimentazione sono stati (Masi et al., 2014):

  • Ottima trattabilità del distillato mediante sistemi naturali, con possibilità di raggiungere anche lo scarico in acque superficiali
  • Possibilità di alimentare l’evaporatore direttamente durante il periodo produttivo, senza necessità di accumuli
  • Possibilità di riciclaggio del concentrato per diversi usi, in quanto ricco di sostanze organiche
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Acque reflue, concentrato e condensato in uscita dall'impianto pilota ad evaporazione sottovuoto e fitodepurazione testato da IRIDRA in collaborazione con l'Università degli Studi di Firenze per il Frantoio Santa Tea Reggello (FI)

 

Bibliografia

In grassetto sono evidenziati gli autori dello staff IRIDRA.

Masi, F., Bresciani, R., Munz, G., & Lubello, C. (2015). Evaporation–condensation of olive mill wastewater: Evaluation of condensate treatability through SBR and constructed Wetlands. Ecological Engineering, 80, 156-161.

Masi F., Rizzo A., Bresciani R., Vayenas D., Akratos C., Tekerlekopoulou A., Stefanakis A., Olive mill wastewater treatment in constructed wetlands, in "Constructed Wetlands for Industrial Wastewater Treatment", Stefanakis Alexandros (Ed.), Wiley. In progress. 2017.

Herouvim E, Akratos CS, Tekerlekopoulou A, Vayenas DV. Treatment of olive mill wastewater in pilot-scale vertical flow constructed wetlands. Ecological Engineering. 2011 Jun 30;37(6):931-9

Grafias P, Xekoukoulotakis NP, Mantzavinos D, Diamadopoulos E. Pilot treatment of olive pomace leachate by vertical-flow constructed wetland and electrochemical oxidation: an efficient hybrid process. Water Research. 2010 May 31;44(9):2773-80.

Gikas GD, Tsakmakis ID, Tsihrintzis VA, 2013. Treatment of olive mill wastewater in pilot-scale natural systems. Proc. of 8th Int. Con. of EWRA “Water Resources Management in an Interdisciplinary and Changing Context", Porto, Portugal, 26-29 June 2013, paper #232, pp. 1207-1216.

Kapellakis IE, Paranychianakis NV, Tsagarakis KP, Angelakis AN, 2012. Treatment of olive mill wastewater with constructed wetlands. Water 4:260-271.

Michailides, M., Tatoulis, T., Sultana, M-Y., Tekerlekopoulou, A.G., Konstantinou, I., Akratos, C.S., Vayenas, D.V., 2015. Start-up of a free water surface constructed wetland for treating olive mill wastewater. Hemijskaindustrija 69.

Tatoulis T., Stefanakis A., Frontistis Z., Akratos C.S., Tekerlekopoulou A.G., Mantzavinos D., Vayenas D.V. 2016. Treatment of table olive washing waters using trickling filters, constructed wetlands and electrooxidation, Environmental Science and Pollution Research, in press