Continua la nostra pubblicazione sulla fitodepurazione, argomento con utili approfondimenti da affrontare.

In questo articolo analizzeremo aspetti prettamente tecnici legati al funzionamento, dimensionamento e campi di applicazione.

Modalità di funzionamento

La depurazione di questa tipologia di impianti avviene attraverso le azioni combinate del substrato permeabile, delle piante, del refluo nonchè dei microrganismi presenti.

La rimozione degli inquinanti, quali le sostanze organiche del refluo, l'azoto, il fosforo e altri elementi patogeni, avviene attraverso procedimenti fisici, chimici e biologici.

Tra i processi fisici abbiamo la filtrazione, la sedimentazione.

Chimicamente troviamo la sedimentazione e la degradazione dei numerosi inquinanti che si attivano per azione della luce e delle reazioni che si innescano nelle zone ossigenate.

Biologicamente troviamo l'assorbimento dei nutrienti da parte delle radici delle piante e il metabolismo della flora microbica che svolge la maggior parte dell'opera di depurazione.

Chiaramente una funzione basilare viene svolta dalle piante in quanto, con le loro radici, rendono il substrato idraulicamente permeabile, attenuano l'azione dei raggi solari, con conseguente rallentamento della crescita di alghe, regolano lo scambio aria/acqua (evapotraspirazione) ma, soprattutto, forniscono parte dell'ossigeno necessario alla decomposizione della materia organica da parte dei microrganismi aerobici.

Le piante infatti naturalmente catturano l'ossigeno attraverso le foglie e lo conducono alle radici, la cui superficie in poco tempo si rivestirà di un microfilm batterico.

Questi microrganismi aerobici operano gran parte del processo di degradazione della sostanza organica del refluo e di ammonificazione e nitrificazione /denifricazione dell'azoto. 

Il loro  lavoro si affianca a quello dei processi anaerobici svolto dai sedimenti e nelle zone più lontane dalle radici, consentendo una rimozione quasi totale dei microrganismi patogeni.

Campi di applicazione

I sistemi di fitodepurazione sono comunemente impiegati per il trattamento di acque reflue urbane e domestiche.

La semplicità di gestione rende preferibile questo sistema sia nel trattamento secondario che terziario dei reflui, che,oltre che garantire buone rese depurative, garantisce un bassissimo consumo energetico ma anche un ottimo impatto ambientale. Tanto che spesso viene incentivato dalle amministrazioni pubbliche per la riqualificazione delle aree degradate con ripristino di aree ecologiche, .

La fitodepurazione è molto indicata ed applicata per gli insediamenti produttivi quali le industrie di trasformazione alimentare, case vinicole, allevamenti zootecnici, ma anche per le attività turistiche e ricettive (campeggi, agriturismi, hotel, rifugi montani, ecc), attività caratterizzate da elevate oscillazioni del carico idraulico.

Dimensionamento

Il dimensionamento di un impianto di fitodepurazione prende come parametro di riferimento il numero degli a.e., calcolati nelle modalità esposte nella parte I del l'articolo sul blog.

Le dimensioni esposte sono comunque indicate e riferite alla norma generica nazionale. 

Dopodichè molte amministrazioni locali (Comuni e Provincie) hanno provveduto all'emanazione di una serie di norme volte ad una maggiore restrizione dei paramentri indicati al fine di una maggiore salvaguardia dell'ambiente oltre che di una maggiore prevenzione dell'inquinamento.

Possiamo dire senz'altro che il sistema verticale, a parità di condizioni,  consente una maggiore depurazione, quindi un minor spazio.

E' da evidenziare anche che, questo sistema di depurazione può dare un minimo di efficienza dei risultati solo in presenza di uno spazio minimo dedicato, cioè un numero minimo di a.e. da tenere fisso. Possiamo stabilire questo minimo in 4 a.e. se parliamo di un impianto di fitodepurazione orizzontale con un refluo in scarico in T4 (suolo), passando ad un 8 a.e. se ci troviamo in presenza di un impianto di fitodepurazione a flusso verticale con scarico previsto in T3 (acque superficiali).

Come si evince da quanto esposto ogni impianto di fitodepurazione ha bisogno di una sua propria progettazione che tenga conto di tutti questi parametri.

 Modalità di impianto 

Nella progettazione di un sistema di fitodepurazione deve essere preventivamente inserito un sistema di trattamento primario con lo scopo principale di rimuovere almeno un 60% dei solidi sospesi ed a questo scopo sono comunemente utilizzate fosse  settiche tipo Imhoff.

Nel caso di fitodepurazione a servizio di utenze non allacciate alla fognatura è molto importante prevedere un trattamento di separazione degli oli e dei grassi dalle acque grigie prima della confluenza con le restanti.

Per evitare fenomeni di inquinamento del sottosuolo, i bacini di fitodepurazione devono essere, innanzitutto, provvisti di adeguata impermealizzazione ottenuta attraverso la posa di geomembrane sintetiche o, direttamente , di vasche in materiale plastico collegate tra di loro.

Sia il bacino che le vasche saranno riempite con materiale di riempimento, avente ruolo fondamentale nell'efficienza depurativa dell'impianto, oltre che fornire un supporto alla vegetazione. Praticamente al materiale di riempimento spetta la funzione di filtro meccanico e chimico del refluo.

Il materiale dovrà essere costituito da elementi, innanzitutto, il più rotondeggiante possibile.

Le altre caratteristiche (granulometria e quantità) sono legate al tipo di impianto.

Nel caso di impianto di fitodepurazione orizzontale generalmente è utilizzata ghiaia del diametro medio tra mm 4 e mm 16. E' poi consigliato l'impiego di pietrisco di almeno 80/120 mm per una sezione di 1 mt dall'ingresso per evitare fenomeni di intasamento. 

Il sistema di alimentazione può essere realizzato con una tubazione preferibilmente in PVC  forata immersa nel materiale di riempimento ad un'altezza che garantisca una distribuzione uniforme del flusso lungo tutta la lunghezza del bacino. la tubazione sarà collegata ad un pozzetto.

Per i sistemi a flusso verticale una condizione da rispettare nel montaggio è un certo grado di simmetria al fine di massimizzare i rendimenti attraverso l'alimentazione del sistema in modo discontinuo, lasciano tra una carica e l'altra il tempo adeguato per la percolazione e la successiva areazione.

Il medium di riempimento di questa tipologia di impianto può essere costituito anche da sola sabbia, oppure prevedere la disposizione di più strati di inerti di granulometria diversa. I processi depurativi sono comunque a carico dello strato di sabbia e la ghiaia avrebbe la sola funzione di migliorare le caratteristiche idrauliche.

In superficie è comunque sempre consigliabile disporre uno strato di ghiaia con uno spessore minimo di 10 cm a granulometria medio-fine, per ottenere una più efficacie distribuzione del refluo sullo strato di sabbia sottostante.

Sul fondo invece è importante prevedere uno strato di ghiaia grossolana (mm 25/50) di almeno 15 cm.

Lo strato di sabbia deve essere sufficientemente spesso da permettere al suo interno lo sviluppo delle radici delle piante prescelte e comunque non inferiore di m 30.

L'alimentazione deve essere discontinua e l'intervallo tra un'alimentazione e l'altra deve essere fissato in base alle caratteristiche del medium di riempimento prescelto.

L'alimentazione discontinua richiede l'installazione di un sifone di cacciata o , comunque di un sistema di pompaggio.

Il sistema di alimentazione delle vasche avviene tramite tubazioni forate in PE o PVC.

La vegetazione

 Le piante utilizzate in questa tipologia di impianto sono piante che normalmente vivono in zone umide e in suoli parzialmente o perennemente saturi di acqua.

Le piante utilizzate possegono la capacità di catturare l'ossigeno attraverso l'apparato fogliare, ma anche lungo il fusto fino alle radici.

Le idrofite o macrofite sono pianto solitamente presenti nelle paludi o sulle rive dei laghi.

Anche se di diverse tipologie la loro peculiarità comune è la presenza di un esteso sviluppo di tessuti areati che consentono un passaggio di ossigeno dalle foglie alle radici e al suolo circostante.

La specie più usata è il phragmites australis anche detta "cannetta di palude" che ha la caratteristica di trasportare grandi quantità di ossigeno fin nella profondità del terreno di riempimento grazie alle sue lunghe radici, creando cosi grosse zone ossidate che vengono colonizzate da batteri aerobici.

Ma utili ed efficaci sono anche 

Typha Latifolia, 

Zantedeschia

Iris levigata

Laurocesarus

Miscanthus sinensis

Manutenzione

 Gli impianti di fitodepurazione hanno una manutenzione semplice che non richiede un intervento continuo nè la presenza di personale specializzato anche se deve esserci una certa attenzione in quanto questi ecosistemi dinamici vedono la concorrenza di molte variabili.

Lo scopo di un monitoraggio deve essere rivolto a mantenere una costante efficienza depurativa, prevenendo i malfunzionamenti  anche per una massimizzazione della durata dell'impianto.

Un primo mezzo di monitoraggio consiste nell'analizzare le acque reflue, operazione spesso richiesta da molte normative locali.

Una loro mancata rispondenza ai parametri previsti è spesso dovuta ad un sovraccarico idraulico e/o inquinante, o/e un cattivo funzionamento dei sistemi primari uniti spesso ad un intasamento delle tubazioni.

Le operazioni da eseguire per il ripristino dell'impianto consistono nella stragrande maggioranza in una vuotatura periodica delle vasche poste a monte del sistema (Imhoff e degrassatori).

Gli impianti correttamente dimensionato e regolarmente monitorati non necessitano la sostituzione delle piantumazioni.

Conclusioni

E' chiaro che nella scelta di questa tipologia di impianti emergono una serie di vantaggi che possono riassumenrsi in:

- costi minimi per la costruzione e manutenzione

- assenza di odori e proliferazione di insetti

- totale abbattimento della carica di microbi patogeni

- creazione di un'area verde al posto di manufatti in cemento

- possibilità di riutilizzo dell'acqua depurata a scopi irrigui

- riduzione o assenza di consumi di energia elettrica

- assenza o ridotta necessità di apparecchiature elettromeccaniche

Tutto questo a fronte dell'unico grosso svantaggio di avere a disposizione una grande superficie di suolo.

 

 

 

 

 

Crescenzi srl

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