La flocculazione in casa, opportunità ambientale inattesa e strategica
di Luigi Antonio Pezone
L’impianto di recupero e scarico delle acque domestiche con maxicassette per fortunate circostanze, oltre a consentire il risparmio idrico del 25 – 30 % del nostro consumo procapite, crea una condizione ideale per ottenere mediante il dosaggio di prodotti flocculanti, ulteriori benefici effetti ambientali, non ripetibili in qualsiasi ciclo depurativo della acque di scarico esistente, sia per l’abbattimento del fosforo, sia per la prevenzione dell’idrogeno solforato, sia per migliorare l’efficienza dei trattamenti depurativi che seguono.
Grazie alla posizione strategica, rappresentata dai nostri appartamenti, "l'idea" può diventare “l’uovo di Colombo ambientale”. Basta ritardare di pochi metri l’intervento, uscendo semplicemente dal locale in cui si origina lo scarico, che si ricade nella tipologia di impianti già esistenti, che pur utilizzando tecnologie più sofisticate hanno fallito nell’opera di prevenzione che, tuttora, manca ai sistemi depurativi. Non solo del nostro Paese . Non bisogna meravigliarsi se questa proposta prevede l’immissione della soluzione flocculante direttamente nella maxicassetta di scarico (appositamente concepita per questo impianto) perché i fanghi prodotti nella stessa, con acqua filtrata e decantata, ancora priva delle deiezioni umane, saranno nell’ordine di pochi grammi per litro e non sedimenteranno, in quanto estratti dal fondo a tramoggia ad ogni scarico. Per constatarlo basta un piccolo esperimento che ognuno può fare in casa propria, lavandosi le mani, o radendosi con del sapone da barba in una bacinella e svuotando il contenuto in una bottiglia da un litro, successivamente aggiungendo 300 - 400 mg di calce idrata. Una leggera agitazione e la successiva decantazione possono dare l’idea dei fanghi prodotti. Se si considera che molta acqua, viene introdotta nello scarico completamente pulita, l’idea che ci saremo fatti con il semplice esperimento sarà certamente approssimata per eccesso. La sedimentazione effettiva avverrà nella fossa imhoff o nel sedimentatore dell'impianto di trattamento locale che seguirà, senza interferire eccessivamente con il processo biologico che avverrrà con il materiale organico che sarà introdotto successivamente attraverso i wc. Per rafforzare questa proposta, voglio ricordare che negli impianti di depurazione non si può anticipare la precipitazione chimica per non danneggiare il processo biologico, essendo già accomunati nel liquame i composti organici e inorganici; Inoltre, la presenza di detersivi nel liquame rallenta il processo biologico. Gli impianti privi di trattamento terziario, per abbattere i composti inorganici (tra i quali, principalmente il fosforo) sono costretti a precipitare chimicamente anche le sostanze organiche producendo fanghi in eccesso e non riciclabili. Gli impianti dotati di trattamento terziario, successivi al processo biologico, hanno necessità di vasche aggiuntive enormi per la miscelazione, flocculazione, aerazione, decantazione, estrazione fanghi, trattando anche le acque che originariamente non avrebbero avuto bisogno del trattamento (piovane e di origine industriale, teoricamente già trattate alla fonte). I nuovi sistemi di rimozione del fosforo che utilizzano “reattori biologici” devono essere monitorati e guidati in continuo affinché possano dare i risultati auspicati, quindi difficilmente saranno applicati negli impianti di minori dimensioni. Fermo restando che i fanghi prodotti con i più efficienti sistemi depurativi se contengono, come inevitabilmente contengono, sostanze indesiderate, come i metalli pesanti, non sono riciclabili. Pertanto la rimozione del fosforo, anticipata nel nuovo sistema di scarico dei nostri appartamenti, essendo mirata alla sola acqua interessata all’impiego dei detergenti comporta minori dosaggi, un più facile contatto con soluzione coagulante. Inoltre utilizzando nel processo la calce, consente di stabilizzare il PH in ambiente basico e, trovandosi in una posizione strategica per l’intero sistema depurativo, previene la formazione di idrogeno solforato nella rete fognaria e migliora il rendimento dei processi depurativi finali. Continuare a trascurare questa opportunità ambientale significa continuare a sprecare enormi risorse finanziarie, consumi energetici, spazi preziosi, con un risultato depurativo insoddisfacente e nessuna prevenzione ambientale.
Del processo di coagulazione , con la calce, si è parlato nel precedente articolo "Undici ragioni per rivalutare le fosse Imhoff", in questo, parliamo del sistema adoperabile per la preparazione e il dosaggio dei flocculanti nei nostri appartamenti, strategici, per diffondere la prevenzione.
Ricordo soltanto che è stato previsto di utilizzare la calce per trattare le acque di scarico sanitarie dei bagni che saranno utilizzate per la pulizia del wc, mentre quelle della cucina, più inquinate, saranno trattate con cloruro ferrico idrato, allume o solfato di alluminio idrato che sono acidi. E’ preferibile un acido in quanto oltre alla precipitazione dei fosfati provoca la disgregazione delle cellule delle sostanze grasse facilitandone l’eliminazione. Consideriamo di usare quello più comunemente usato negli impianti di depurazione che è il più economico e di cui posso citare degli esempi di dosaggio disponibili: cloruro ferrico. L’azione del cloruro ferrico è molto rapida in quanto il prodotto, molto solubile in acqua, diventa insolubile a PH superiori a 6,5, formando fiocchi che inglobano le particelle sospese nell’acqua, ripetendo lo stesso fenomeno che avviene con la calce in ambiente basico, superiore a PH 10.
I fanghi prodotti sono leggermente acidi e si depositeranno in un pozzetto condensa grassi da dove, tramite un semplice interruttore di livello a galleggiante, saranno estratti con l’acqua e immessi nella fossa Imhoff, nella quale potranno essere digeriti e contribuire alla normalizzazione del PH della stessa (con questo procedimento i grassi galleggeranno perennemente e man mano che si disgregheranno, grazie al ph acido dell'acqua sottostante, saranno trasferiti nella fossa Imhoff). Con lo spurgo periodico della fossa, avverrà pure l'asportazione dei grassi resistenti dal pozzetto. Mentre l’azione della calce ai fini dell’abbattimento dei fosfati, anche con un eccesso di dosaggio, si esaurirà appena lasciata la maxicassetta per il rapido abbassamento del PH al di sotto del valore 10, l’azione del cloruro ferrico continuerà nel pozzetto e nella fossa Imhoff, fino al completo esaurimento dello stesso e fino a quando permarrà lo stato basico o neutro del bagno.
. Con la nascita di questi impianti e la formazione di una apposita cultura gestionale, si potranno individuare nuovi additivi e nuovi dosaggi. Per il momento, attenendoci all'esperienze fatte negli impianti di depurazione abbiamo una valida base di partenza per la progettazione dell'impianto.
Secondo " Il trattamento delle acque inquinate" di Esther, Ribaldone, Bianucci con il liquame domestico grezzo si possono ottenere i seguenti risultati:
Reagente Dose PH Tempo di sedim. PO4finale Bod5 Cod
FeCl3 50 mg/L 6 25 min 2,6 mg/L 91 mg/L 151 mg/L
CaO 250 mg/L 10 15 min 2,5 mg/L 68 mg/L 112 mg/L
Poiché l'acqua domestica che usiamo, ancora priva del carico organico dovuto ai wc, non è paragonabile, nemmeno lontanamente, al liquame grezzo, ed essendo i tempi necessari alla sedimentazione compatibili con l'impianto di scarico progettato, considerando anche i volumi di acqua accumulata nelle maxi cassette, esistono tutti i presupposti per aspettarsi, con minori dosaggi, dei risultati migliori di quelli riportati nella tabella sopra riportata. Secondo lo stesso testo altri fattori possono influenzare positivamente la coagulazione, come il Ph della soluzione, la temperatura, il tempo di reazione, la combinazione dei due reagenti insieme, l'agitazione della miscela sospensione reagenti. Questi fattori avvantaggiano ulteriormente la soluzione domestica, in modo particolare la temperatura, mediamente più alta; l’uniformità della qualità dell’acqua trattata; i piccoli volumi in gioco che consentono una miscelazione più uniforme; inoltre, la vicinanza dei due impianti può consentire la combinazione dei due reagenti, se ritenuta opportuna, Faccio questa ultima precisazione perché, se da un lato auspicabile la massima precipitazione, che richiederebbe la somministrazione di un acido in un ambiente fortemente basico, il nostro obiettivo è anche quello di stabilizzare il PH tra il valore 7 e 8 Per agevolare il successivo processo biologico che le acque subiranno, prevenendo contemporaneamente la formazione di idrogeno solforato.
Il funzionamento dei due impianti è uguale, con la sola differenza, che la pompa di sollevamento della cucina. anziché sollevare l’acqua alle maxicassette dei wc, la manda a una maxicassetta di scarico delle acque della cucina, che costituisce una vasca di contatto e che scarica direttamente nella colonna delle acque grigie con un intervallo temporizzato (che assicura il tempo di contatto necessario al coagulante) o più semplicemente, prevedendo un livellostato di massimo livello, raggiunto il quale, si effettuerà automaticamente uno scarico di circa 5-6 litri di acqua. In tale modo la maxicassetta lavorerà sempre al massimo livello è lo scarico sarà casuale, fermo restando che nelle ore notturne si potrà scaricare automaticamente l'intero accumulo, trattato abbondantemente, per consentire la ripresa del ciclo il giorno successivo.
Come sopra detto, per entrambi gli impianti, l’immissione della soluzione coagulante avverrà direttamente nella maxicassetta, perfettamente dosata, in quanto simultanea al funzionamento della pompa di sollevamento e proporzionale alla portata della stessa. La reazione chimica avverrà interamente nelle maxicassetta di sciacquo. All’interno delle maxicassette sarà montata una mini elettropompa sommersa che avrà la funzione di assicurare un leggera agitazione dell’acqua in modo da favorire la reazione chimica e consentire il deposito solo dei fiocchi di fango di maggiori dimensione, più utili al successivo processo depurativo. Essendo la larghezza interna della maxicassetta di soli 74 mm, come le normali cassette da incasso, tutta l’acqua presente nella cassetta sarà interessata alla moderata agitazione in senso rotatorio, con ascensione da un lato, discesa dal lato opposto e precipitazione centrale, nella zona di scarico. Non sarà consentita però la sedimentazione dei fanghi in quanto questi saranno estratti ad ogni scarico. Il fondo a tramoggia della maxicassetta e l’elevata velocità di efflusso nella sezione di uscita garantiranno la costante pulizia del fondo e della sede di chiusura; il peso dell’otturatore e il rivestimento in neoprene garantiranno la tenuta anche in presenza di fiocchi. L' otturatore sferico rivestito in neoprene è il sistema più affidabile sperimentato nelle valvole di ritegno usate nei sollevamenti fognari. Considerando che in una abitazione, normalmente, sono presenti più wc, al fine di evitare di avere più impianti dei due indispensabili, tutte le acque sanitarie saranno convogliate a un unico pozzetto di sollevamento e ci sarà una sola maxicassetta (capacità utile 50 L) dalla quale l'acqua dosata sarà trasferita per mezzo di una pompa a una mini cassetta (capacità utile 20 L), costruita con lo stesso criterio costruttivo della maxi (fondo a tramoggia, pompa di agitazione, livellostato, eventuale pompa di trasferimento). Da questa, in cascata potrà alimentarsi il terzo wc e via di seguito.
L’acqua all’uscita sarà addolcita, chiarificata e disinfettata ( non bisogna dimenticare che sia la calce che il cloruro ferrico sono anche dei potenti disinfettanti) con la presenza di fiocchi di fango.
Prendiamo ad esempio un impianto domestico di una famiglia che consuma 1000 l di acqua al giorno e utilizza i dosaggi riportati nella tabella sopra riportata:
300 litri vengono scaricati attraverso gli sciacquoni nella dorsale delle acque nere;
650 litri, attraverso l’impianto di neutralizzazione della cucina, nel pozzetto condensa grassi;
50 litri vanno scaricati non trattati, per operazioni di pulizia e sfioro nelle acque grigie, insieme alle acque della cucina.
-I 300 litri che passano nella maxicassetta wc consumano ( 300 x 0, 25) = 75 gr/die di idrossido di calce e 75 litri di acqua di diluizione, che richiedono altri 18,75 gr (75 x 0,.25), Approssimiamo il fabbisogno giornaliero a 95gr/die [useremo una soluzione di appena lo 0,126 % che corrisponde a 1,26 gr/L (= 95/75), ampiamente al di sotto della bassa soglia di solubilità della calce (1,7gr/L)]. Considerando che la pompa di sollevamento dell’acqua di recupero è di 10 lt/min = 600 lt/h; il tempo di funzionamento giornaliero è di 0,5h (300/600); la portata della pompa dosatrice sarà di 150 lt/h. Infatti, la condizione indispensabile, per un perfetto dosaggio è il funzionamento simultaneo della pompa di sollevamento con quella di dosaggio, che permette anche di evitare costose strumentazioni di misura e controllo. L’acqua di diluizione potrà essere presa dalla stessa maxicassetta di sciacquo per non consumare acqua potabile. Anzi, potremo prelevare dalla maxi cassetta di scarico della cucina, quella che utilizzeremo per la diluizione della calce. In questo modo potremo sommare gli effetti dei due coagulanti, che sono stati positivamente sperimentati dallo svizzero Wuhrmann, come dalla tabella appresso riportata:
Reagente Dose . PO4 totale iniziale PO4 totale finale
FeCl3 2 mg/L Fe
CaO 250 mg/L 15 - 23 mg/L 0,9 - 1,7 mg/L
Da questa tabella risulta evidente, l'importanza dell'aggiunta del cloruro ferrico, anche se limitata a soli 2 mg/L Fe . Nella soluzione domestica proposta possiamo ottenere questo effetto a costo zero.
-I 650 litri che passano nella maxicassetta della cucina, vengono trattati con cloruro ferrico e, ipotizzando il dosaggio del testo, richiedono 50 mg/L. La quantità di cloruro Fe 100% giornaliera sarà di 650 X 0.05 = 32,5 gr . Considerando che il prodotto è solubile, prevediamo una soluzione diluita al 40% che richiede un consumo di 81,25 gr (0,08125 Kg) giornalieri di soluzione (32.5*100/ 40). Poiché la pompa di sollevamento dell’acqua di recupero è sempre di 600lt/h; il tempo di funzionamento giornaliero è di 1,08 h (650/600); la portata della pompa dosatrice sarà di 0.11 L/h, considerando il peso specifico della soluzione pari a 1,42 kg/l ( 0,08125*1,42).
Esaminiamo come si potrebbero utilizzare i due reagenti in combinazione, senza eccessivi costi impiantistici:
Prelevando dalla maxicassetta della cucina l’acqua di dosaggio per i wc, già dosata con i 50 mg/L di cloruro ferrico, aggiungeremo alla soluzione [(150/600)* 50)] circa 12.5 mg/L di cloruro ferrico che assumono una notevole importanza , sia come flocculazione , sia come risparmio idrico.
Come anticipato, i dosaggi ipotizzati sono stati presi dal testo di depurazione, riguardanti liquame grezzo, ma e lecito ipotizzare che nella realtà diminuiranno notevolmente, in particolare per il cloruro ferrico,. Personalmente ipotizzo che possano bastare solo10-15 mg/L. Per questo motivo la condizione favorevole creata dagli impianti di recupero non è più ripetibile negli altri processi depurativi. I coagulanti non fanno distinzioni tra composti organici e inorganici trasformano tutto indistintamente in fango. Anticipando i tempi di intervento, con piccoli quantitativi di additivi, non facciamo altro che abbattere i composti presenti al momento nell'acqua, che includono il 100% del fosforo, lasciando al processo biologico la rimozione dei composti organici che saranno immessi successivamente dai wc. Questa condizione è esclusiva degli impianti di recupero così come sono stati concepiti, non potrebbe ripetersi nemmeno se fosse realizzato un impianto di depurazione per ogni appartamento, se si esce impiantisticamente dal locale in cui si originano gli scarichi e si trascura l'utilizzo delle maxicassette di scarico. Difficilmente si potrà ridurre il quantitativo di calce, essendo questo legato all’alcalinità dell’acqua usata e non ai solidi sospesi, Ma il prodotto è eco compatibile per eccellenza e limitato solo a un terzo dell’acqua trattata. Anche il timore della manipolaione del prodotto poco solubile, dovrebbe essere accantonato perché come si è visto, nell’ambiente domestico, per i piccoli quantitativi di acqua trattati, si potrà usare una concentrazione ampiamente al di sotto della soglia di solubilità. In nessun altro impianto di depurazione si potrà usare una concentrazione così bassa. Quindi anche un impianto poco usato non creerà nessun problema di intasamento dei tubi dovuto alla precipitazione del carbonato di calcio proprio per i piccoli quantitativi in gioco. Questa bassa concentrazione, consentirà di utilizzare, componenti impiantistici estremamente economici, la stessa elettropompa dosatrice del latte di calce potrà essere una normalissima elettropompa sommergibile con girante a palette in pvc, per dare un idea , del tipo usato negli acquari.
I supposti 50 litri (stimati per eccesso) non trattati beneficeranno indirettamente del trattamento chimico: il troppo pieno dell’impianto dei bagni sarà collegato al pozzetto di sollevamento della cucina, dove potranno essere trattati; il troppo pieno del pozzetto della cucina, collegato allo scarico delle acque grigie dirette al pozzetto condensa grassi, dove l’effetto del cloruro ferrico residuo sarà sempre presente
Attenendoci ai valori del PH finale riportato dal testo di depurazione, i 300 litri scaricati direttamente nella fossa insieme al materiale organico abbiano un PH medio pari a 10,5 e i 700 lt che passano attraverso il pozzetto condensa grassi abbiano un PH pari a 6 il PH medio nella fossa sarà circa 7,35 [ (300x10,5 + 700x 6) / 1000 ] che è la condizione ideale per ottenere e mantenere nel tempo la fermentazione metanica, compensando anche i fenomeni naturali di acidificazione del liquame e prevenendo la formazione di idrogeno solforato.
Un altro correttivo che potrà essere adoperato per correggere verso l'alto il Ph nella fossa imhoff è quello di montare nella maxicassetta dei bagni, in posizione alta, una elettropompa che trasferisce, con intervalli temporizzati, una piccola quantità di acqua basica alla maxi cassetta della cucina. La stessa, potrà funzionare, automaticamente, con il massimo livello della maxicassetta, evitando lo sfioro, che scaricherebbe, inutilmente ai fini del processo, l'acqua nel wc.
Oggi la legislazione ambientale accetta la soglia minima PH 5,5 - 9. 5 che le reti fognarie e l'ambiente non possono permettersi (in particolare per gli scarichi in acque superficiali) , solo perché manca un sistema di prevenzione come quello in oggetto. Con questo sistema, il gestore accorto, potrà tarare gli impianti di scarico a zone, prevenendo la formazione di idrogeno solforato, anche in funzione della distanza dell'impianto di depurazione. Ripeto, il tutto può essere ottenuto senza strumentazione di controllo, perché le caratteristiche degli scarichi potranno variare in campi non tollerati solo cambiando notevolmente la durezza dell'acqua in ingresso.
Il dissolutore ipotizzato, consente un carico di 6.0 kg di calce idrata, consentirebbe una autonomia di funzionamento di circa 80 gg per l’esempio citato. Non è altro che la miniaturizzazione del sistema di dissoluzione degli additivi in polvere utilizzati negli impianti di depurazione. Consente un accumulo di soluzione di 15 L ed è dotato di un livellostato regolato per intervenire ogni qualvolta avviene il consumo di 7.5 lt di soluzione, che nel caso dell’ esempio citato, rappresentano 3 minuti di funzionamento in continuo della pompa dosatrice (150 L/h = 2,5 L/ min). Ogni qualvolta interverrà il contatto di minimo livello sarà dosato il quantitativo di coagulante necessario ai 7,5 L consumati, regolabili con la temporizzazione di una coclea dosatrice. Gli altri 7.5 litri presenti nella vaschetta di dissoluzione assicurano la continuità di servizio in ogni caso. L'aspirazione della pompa avvenendo dal fondo preleva sempre la soluzione più matura. Nella messa in servizio ci si dovrà assicurare soltanto che l'alimentazione idrica di ripristino del livello abbia una portata superiore ai 2,5 L/min. Per dosare quantitativi di calce diversi da quelli ipotizzati, anziché ricorrere a una costosa regolazione di portata della pompa si ricorrerà alla più economica regolazione del timer della coclea dosatrice.
Molto più semplice è il dosaggio del cloruro ferrico che è completamente solubile in acqua, anche se è necessario prevedere gli opportuni accorgimenti di prevenzione antinfortunistica, trattandosi di un acido. Nell'esempio è stato previsto di utilizzare la soluzione acquosa commerciale disponibile sul mercato (40%) che potrebbe consentire l'utilizzo del prodotto senza prevederne la dissoluzione casalinga, se ad esempio, il gestore del servizio depurazione (auspico il comune) fornisse agli utenti dei contenitori con il tappo di carico sigillato e non apribile, dotato di un altro piccolo foro con tappo avvitato, nel quale si possa inserire il tubicino di aspirazione della pompa dosatrice, il cui inserimento rimuoverà un battente di chiusura che evita comunque il versamento anche capovolgendo il fustino senza il piccolo tappo. Un fustino di soli 10 L consentirebbe nel caso citato una autonomia di 84giorni (10 / 0,11 * 1,08 ) senza manipolare il prodotto. Con questa autonomia così lunga, se si realizzeranno, di serie, degli impianti affidabili, completamente automatici gli utenti dovranno semplicemente ospitare l'armadietto contenente i dosatori e il quadro elettrico di controllo, senza essere necessariamente coinvolto nella manipolazione degli additivi. Una visita trimestrale di un tecnico del gestore per il controllo, la manutenzione ordinaria e il reintegro degli additivi svincolerebbe gli utenti completamente, insieme a una franchigia di circa 50 Euro annui sui consumi energetici, stimati in circa 0,75 Kw al giorno (pari a una lampadina da 30w).
Varie ipotesi sono state considerate per la sistemazione del sistema di dosaggio descritto nell'ambiente domestico, che è l'unica parte visibile dell'impianto. Probabilmente, la soluzione migliore è quella di prevedere un mobiletto standard nel quale siano già alloggiate tali apparecchiature da sistemare su una parete esterna o in una nicchia della muratura, in posizione bassa, oppure in un locale di sevizio. Dovrebbe essere il costruttore dell' immobile a prevedere l'impianto completo per ogni appartamento (come avviene oggi per gli impianti di riscaldamento, compresa la caldaia) ai fini dell'applicazione della legge 244/2007 per il risparmio idrico e di una futura e auspicabile legge, che comporterebbe anche la certificazione ambientale dei fabbricati dal punto di vista ambientale. Oggi, lo stato dell'arte non consente la promulgazione di una legge del genere, perché la flocculazione in casa, inventata dal sottoscritto, ancora non esiste, sia per le difficoltà incontrate nella comunicazione del progetto, sia perché a molti conviene lo stato attuale delle cose per interessi personali.
Le innovazioni proposte, che comportano, come si è visto anche la rimozione preliminare, per via chimica di parte del BOD5, COD e il controllo del PH nelle fosse imhoff, non possono non influenzare positivamente il rendimento delle stesse, restato fermo, dal 1904, epoca in cui furono concepite, perché nessuno ha pensato che si potesse fare qualcosa prima delle fosse, direttamente collegate agli scarichi. Perché non cogliere l'occasione della sperimentazione del nuovo sistema di scarico che si può definire "fisico chimico", per cercare di diminuirne l'ingombro, in parte dovuto alle migliori condizioni di esercizio create, e in parte, inserendo nelle stesse ulteriori accorgimenti come i filtri biologici in plastica a pacchi lamellari, non solo nella parte centrale sovrastante la sedimentazione, come è stato fatto per le gemelle fosse Emscher, usate per la sedimentazione delle acque piovane, ma anche nella zona periferica dove si forma la famosa crosta, dovuta appunto al deposito delle sostanze galleggianti. E' stato dimostrato in moltissime applicazioni che l'efficienza della sedimentazione con l'utilizzo dei sistemi lamellari accelera notevolmente il processo depurativo. E' questa l'occasione per rivedere anche il dimensionamento delle fosse rendendole più piccole, più accessibili, più funzionali.
Ma il trattamento chimico preliminare degli scarichi, fatto in casa, interessa tutti gli scarichi previsti dal T.U.A.. Vediamoli nel dettaglio:
a) Articolo 103 (scarichi sul suolo) :
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 4 che prescrive in particolare PH = 6 - 8; Bod5 = max 20mg/l; solidi sospesi = max 25mg/l ; fosforo totale 2 mg/l.
Questi limiti sono molto restrittivi. Si potrebbero raggiungere abbinando un trattamento preliminare con mini impianti di scarico per tutti i bagni e le cucine a un impianto di trattamento interrato ad ossidazione totale (che da solo non consente di rispettare i limiti di emissione per il fosforo e di correggere il ph, se alterato), che si avvantaggerebbe anche del minor quantitativo di refluo da trattare grazie al risparmio idrico consentito.
c) Articolo 105 (scarichi in acque superficiali):
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 3 che prescrive in particolare PH: 5,5 - 9;5 Bod5 = max 40mg/l; solidi sospesi = max 80mg/l ; fosforo totale 10 mg/l.
Questi limiti sono, ovviamente, meno restrittivi dell’art. 103. Si potrebbe obiettare che il fosforo totale è eccessivo per essere scaricato nelle acque superficiali in particolar modo adesso che si presume di aver trovato un modo sostenibile per rimuoverlo anche localmente. Anche i limiti estremi del PH la flora e la fauna acquatica possono essere corretti con il trattamento chimico degli scarichi. La soluzione per raggiungere gli obiettivi è la stessa prevista per l’art. 103, meno spinta come ossidazione.
d) Articolo 106 (scarichi di acque reflue urbane in corpi idrici ricadenti in aree sensibili):
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 2 che prescrive in particolare Bod5 = max 20 % del totale; fosforo totale 2 mg/l; azoto =15 mg/l.
La soluzione è la stessa dell’art. 103, meno spinta come ossidazione.
e) Articolo 107 (scarichi in reti fognarie):
Se non esistesse la deroga del comma 2, che ha sostituito la regola, sarebbero ammesse solo acque parzialmente depurate con valore dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 3 che prescrive in particolare PH: 5,5 – 9,5; Bod5 = max 250 mg/l; solidi sospesi = max 200mg/l ; fosforo totale 10 mg/l.
Il limite del “ BOD5” sembrerebbe permissivo, ma non lo è, in quanto comporta un abbattimento di oltre il 40% del totale (supposto generalmente pari a 400) che non è alla portata delle comuni fosse imhoff. Pertanto anche in questo caso bisognerebbe ricorrere all’ossidazione totale, sia pure senza spingere alla massima potenzialità il trattamento, a meno che non si abbinino le fosse imhoff con il trattamento chimico preventivo degli scarichi che rivendicano anche la possibilità di migliorare il rendimento di queste creando e mantenendo nelle stesse un ambiente moderatamente basico che restringe il campo del ph..
Trattandosi della grande maggioranza degli scarichi, la sperimentazione del sistema è doverosa per i risparmi economici, energetici e gestionali che comporta insieme al risparmio idrico, l’abbattimento del fosforo ben al di sotto della tabella, la produzione locale di fanghi riciclabili e infine, ma non ultimo per importanza, la prevenzione della formazione di idrogeno solforato nella rete fognaria grazie alla stabilizzazione del ph in un campo moderatamente basico, auspicata dall’autorevole "Water Pollution Research Laboratory" di Stevenage.
Dall’analisi dei quattro tipi di scarichi possibili riportati dalla legge si può notare che sono giustamente severi nei confronti del BOD5 e molto permissivi per il fosforo totale. La ragione è molto semplice: ancora non esiste un sistema di rimozione del fosforo “sostenibile” da utilizzare localmente, naturalmente, fatta eccezione per quello proposto dal sottoscritto, non ancora realizzato. Questa carenza impiantistica ha portato i legislatori, non solo italiani, a ridurre il fosforo per decreto e a inventarsi una linea di confine, che nella realtà non esiste, tra acque sensibili e superficiali in modo da trattare adeguatamente solo i pochi casi che a parere dei gestori ricadono nelle aree sensibili. Di fatto, attualmente, si tende a trasportare (a volte inutilmente) il fosforo agli impianti di depurazione centralizzati, dove se va bene, viene smaltito nei fanghi non riciclabili. In particolare i paesi poveri potrebbero beneficiare di questo progetto che pur non richiedendo investimenti pubblici, certamente gradirebbe una gestione pubblica, svolgendo importanti funzioni di depurazione e prevenzione ambientale.
Questo progetto, nonostante gli attestati di simpatia ricevuti e la pubblicazione su importanti riviste e siti ambientali, non ha ancora trovato, in Italia, Istituzioni pubbliche o imprenditori privati, che si adoperino concretamente a portarlo avanti. Probabilmente importeremo questo sistema dall'estero tra qualche anno. Prego i lettori, con capacità poli-linguistiche a effettuarne la traduzione per trasmetterlo alle Autorità ambientali estere, probabilmente più interessate all'ambiente delle nostre. Sempre meglio essere copiati che ignorati.
Luigi Antonio Pezone
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Grazie alla posizione strategica, rappresentata dai nostri appartamenti, "l'idea" può diventare “l’uovo di Colombo ambientale”. Basta ritardare di pochi metri l’intervento, uscendo semplicemente dal locale in cui si origina lo scarico, che si ricade nella tipologia di impianti già esistenti, che pur utilizzando tecnologie più sofisticate hanno fallito nell’opera di prevenzione che, tuttora, manca ai sistemi depurativi. Non solo del nostro Paese . Non bisogna meravigliarsi se questa proposta prevede l’immissione della soluzione flocculante direttamente nella maxicassetta di scarico (appositamente concepita per questo impianto) perché i fanghi prodotti nella stessa, con acqua filtrata e decantata, ancora priva delle deiezioni umane, saranno nell’ordine di pochi grammi per litro e non sedimenteranno, in quanto estratti dal fondo a tramoggia ad ogni scarico. Per constatarlo basta un piccolo esperimento che ognuno può fare in casa propria, lavandosi le mani, o radendosi con del sapone da barba in una bacinella e svuotando il contenuto in una bottiglia da un litro, successivamente aggiungendo 300 - 400 mg di calce idrata. Una leggera agitazione e la successiva decantazione possono dare l’idea dei fanghi prodotti. Se si considera che molta acqua, viene introdotta nello scarico completamente pulita, l’idea che ci saremo fatti con il semplice esperimento sarà certamente approssimata per eccesso. La sedimentazione effettiva avverrà nella fossa imhoff o nel sedimentatore dell'impianto di trattamento locale che seguirà, senza interferire eccessivamente con il processo biologico che avverrrà con il materiale organico che sarà introdotto successivamente attraverso i wc. Per rafforzare questa proposta, voglio ricordare che negli impianti di depurazione non si può anticipare la precipitazione chimica per non danneggiare il processo biologico, essendo già accomunati nel liquame i composti organici e inorganici; Inoltre, la presenza di detersivi nel liquame rallenta il processo biologico. Gli impianti privi di trattamento terziario, per abbattere i composti inorganici (tra i quali, principalmente il fosforo) sono costretti a precipitare chimicamente anche le sostanze organiche producendo fanghi in eccesso e non riciclabili. Gli impianti dotati di trattamento terziario, successivi al processo biologico, hanno necessità di vasche aggiuntive enormi per la miscelazione, flocculazione, aerazione, decantazione, estrazione fanghi, trattando anche le acque che originariamente non avrebbero avuto bisogno del trattamento (piovane e di origine industriale, teoricamente già trattate alla fonte). I nuovi sistemi di rimozione del fosforo che utilizzano “reattori biologici” devono essere monitorati e guidati in continuo affinché possano dare i risultati auspicati, quindi difficilmente saranno applicati negli impianti di minori dimensioni. Fermo restando che i fanghi prodotti con i più efficienti sistemi depurativi se contengono, come inevitabilmente contengono, sostanze indesiderate, come i metalli pesanti, non sono riciclabili. Pertanto la rimozione del fosforo, anticipata nel nuovo sistema di scarico dei nostri appartamenti, essendo mirata alla sola acqua interessata all’impiego dei detergenti comporta minori dosaggi, un più facile contatto con soluzione coagulante. Inoltre utilizzando nel processo la calce, consente di stabilizzare il PH in ambiente basico e, trovandosi in una posizione strategica per l’intero sistema depurativo, previene la formazione di idrogeno solforato nella rete fognaria e migliora il rendimento dei processi depurativi finali. Continuare a trascurare questa opportunità ambientale significa continuare a sprecare enormi risorse finanziarie, consumi energetici, spazi preziosi, con un risultato depurativo insoddisfacente e nessuna prevenzione ambientale.
Del processo di coagulazione , con la calce, si è parlato nel precedente articolo "Undici ragioni per rivalutare le fosse Imhoff", in questo, parliamo del sistema adoperabile per la preparazione e il dosaggio dei flocculanti nei nostri appartamenti, strategici, per diffondere la prevenzione.
Ricordo soltanto che è stato previsto di utilizzare la calce per trattare le acque di scarico sanitarie dei bagni che saranno utilizzate per la pulizia del wc, mentre quelle della cucina, più inquinate, saranno trattate con cloruro ferrico idrato, allume o solfato di alluminio idrato che sono acidi. E’ preferibile un acido in quanto oltre alla precipitazione dei fosfati provoca la disgregazione delle cellule delle sostanze grasse facilitandone l’eliminazione. Consideriamo di usare quello più comunemente usato negli impianti di depurazione che è il più economico e di cui posso citare degli esempi di dosaggio disponibili: cloruro ferrico. L’azione del cloruro ferrico è molto rapida in quanto il prodotto, molto solubile in acqua, diventa insolubile a PH superiori a 6,5, formando fiocchi che inglobano le particelle sospese nell’acqua, ripetendo lo stesso fenomeno che avviene con la calce in ambiente basico, superiore a PH 10.
I fanghi prodotti sono leggermente acidi e si depositeranno in un pozzetto condensa grassi da dove, tramite un semplice interruttore di livello a galleggiante, saranno estratti con l’acqua e immessi nella fossa Imhoff, nella quale potranno essere digeriti e contribuire alla normalizzazione del PH della stessa (con questo procedimento i grassi galleggeranno perennemente e man mano che si disgregheranno, grazie al ph acido dell'acqua sottostante, saranno trasferiti nella fossa Imhoff). Con lo spurgo periodico della fossa, avverrà pure l'asportazione dei grassi resistenti dal pozzetto. Mentre l’azione della calce ai fini dell’abbattimento dei fosfati, anche con un eccesso di dosaggio, si esaurirà appena lasciata la maxicassetta per il rapido abbassamento del PH al di sotto del valore 10, l’azione del cloruro ferrico continuerà nel pozzetto e nella fossa Imhoff, fino al completo esaurimento dello stesso e fino a quando permarrà lo stato basico o neutro del bagno.
. Con la nascita di questi impianti e la formazione di una apposita cultura gestionale, si potranno individuare nuovi additivi e nuovi dosaggi. Per il momento, attenendoci all'esperienze fatte negli impianti di depurazione abbiamo una valida base di partenza per la progettazione dell'impianto.
Secondo " Il trattamento delle acque inquinate" di Esther, Ribaldone, Bianucci con il liquame domestico grezzo si possono ottenere i seguenti risultati:
Reagente Dose PH Tempo di sedim. PO4finale Bod5 Cod
FeCl3 50 mg/L 6 25 min 2,6 mg/L 91 mg/L 151 mg/L
CaO 250 mg/L 10 15 min 2,5 mg/L 68 mg/L 112 mg/L
Poiché l'acqua domestica che usiamo, ancora priva del carico organico dovuto ai wc, non è paragonabile, nemmeno lontanamente, al liquame grezzo, ed essendo i tempi necessari alla sedimentazione compatibili con l'impianto di scarico progettato, considerando anche i volumi di acqua accumulata nelle maxi cassette, esistono tutti i presupposti per aspettarsi, con minori dosaggi, dei risultati migliori di quelli riportati nella tabella sopra riportata. Secondo lo stesso testo altri fattori possono influenzare positivamente la coagulazione, come il Ph della soluzione, la temperatura, il tempo di reazione, la combinazione dei due reagenti insieme, l'agitazione della miscela sospensione reagenti. Questi fattori avvantaggiano ulteriormente la soluzione domestica, in modo particolare la temperatura, mediamente più alta; l’uniformità della qualità dell’acqua trattata; i piccoli volumi in gioco che consentono una miscelazione più uniforme; inoltre, la vicinanza dei due impianti può consentire la combinazione dei due reagenti, se ritenuta opportuna, Faccio questa ultima precisazione perché, se da un lato auspicabile la massima precipitazione, che richiederebbe la somministrazione di un acido in un ambiente fortemente basico, il nostro obiettivo è anche quello di stabilizzare il PH tra il valore 7 e 8 Per agevolare il successivo processo biologico che le acque subiranno, prevenendo contemporaneamente la formazione di idrogeno solforato.
Il funzionamento dei due impianti è uguale, con la sola differenza, che la pompa di sollevamento della cucina. anziché sollevare l’acqua alle maxicassette dei wc, la manda a una maxicassetta di scarico delle acque della cucina, che costituisce una vasca di contatto e che scarica direttamente nella colonna delle acque grigie con un intervallo temporizzato (che assicura il tempo di contatto necessario al coagulante) o più semplicemente, prevedendo un livellostato di massimo livello, raggiunto il quale, si effettuerà automaticamente uno scarico di circa 5-6 litri di acqua. In tale modo la maxicassetta lavorerà sempre al massimo livello è lo scarico sarà casuale, fermo restando che nelle ore notturne si potrà scaricare automaticamente l'intero accumulo, trattato abbondantemente, per consentire la ripresa del ciclo il giorno successivo.
Come sopra detto, per entrambi gli impianti, l’immissione della soluzione coagulante avverrà direttamente nella maxicassetta, perfettamente dosata, in quanto simultanea al funzionamento della pompa di sollevamento e proporzionale alla portata della stessa. La reazione chimica avverrà interamente nelle maxicassetta di sciacquo. All’interno delle maxicassette sarà montata una mini elettropompa sommersa che avrà la funzione di assicurare un leggera agitazione dell’acqua in modo da favorire la reazione chimica e consentire il deposito solo dei fiocchi di fango di maggiori dimensione, più utili al successivo processo depurativo. Essendo la larghezza interna della maxicassetta di soli 74 mm, come le normali cassette da incasso, tutta l’acqua presente nella cassetta sarà interessata alla moderata agitazione in senso rotatorio, con ascensione da un lato, discesa dal lato opposto e precipitazione centrale, nella zona di scarico. Non sarà consentita però la sedimentazione dei fanghi in quanto questi saranno estratti ad ogni scarico. Il fondo a tramoggia della maxicassetta e l’elevata velocità di efflusso nella sezione di uscita garantiranno la costante pulizia del fondo e della sede di chiusura; il peso dell’otturatore e il rivestimento in neoprene garantiranno la tenuta anche in presenza di fiocchi. L' otturatore sferico rivestito in neoprene è il sistema più affidabile sperimentato nelle valvole di ritegno usate nei sollevamenti fognari. Considerando che in una abitazione, normalmente, sono presenti più wc, al fine di evitare di avere più impianti dei due indispensabili, tutte le acque sanitarie saranno convogliate a un unico pozzetto di sollevamento e ci sarà una sola maxicassetta (capacità utile 50 L) dalla quale l'acqua dosata sarà trasferita per mezzo di una pompa a una mini cassetta (capacità utile 20 L), costruita con lo stesso criterio costruttivo della maxi (fondo a tramoggia, pompa di agitazione, livellostato, eventuale pompa di trasferimento). Da questa, in cascata potrà alimentarsi il terzo wc e via di seguito.
L’acqua all’uscita sarà addolcita, chiarificata e disinfettata ( non bisogna dimenticare che sia la calce che il cloruro ferrico sono anche dei potenti disinfettanti) con la presenza di fiocchi di fango.
Prendiamo ad esempio un impianto domestico di una famiglia che consuma 1000 l di acqua al giorno e utilizza i dosaggi riportati nella tabella sopra riportata:
300 litri vengono scaricati attraverso gli sciacquoni nella dorsale delle acque nere;
650 litri, attraverso l’impianto di neutralizzazione della cucina, nel pozzetto condensa grassi;
50 litri vanno scaricati non trattati, per operazioni di pulizia e sfioro nelle acque grigie, insieme alle acque della cucina.
-I 300 litri che passano nella maxicassetta wc consumano ( 300 x 0, 25) = 75 gr/die di idrossido di calce e 75 litri di acqua di diluizione, che richiedono altri 18,75 gr (75 x 0,.25), Approssimiamo il fabbisogno giornaliero a 95gr/die [useremo una soluzione di appena lo 0,126 % che corrisponde a 1,26 gr/L (= 95/75), ampiamente al di sotto della bassa soglia di solubilità della calce (1,7gr/L)]. Considerando che la pompa di sollevamento dell’acqua di recupero è di 10 lt/min = 600 lt/h; il tempo di funzionamento giornaliero è di 0,5h (300/600); la portata della pompa dosatrice sarà di 150 lt/h. Infatti, la condizione indispensabile, per un perfetto dosaggio è il funzionamento simultaneo della pompa di sollevamento con quella di dosaggio, che permette anche di evitare costose strumentazioni di misura e controllo. L’acqua di diluizione potrà essere presa dalla stessa maxicassetta di sciacquo per non consumare acqua potabile. Anzi, potremo prelevare dalla maxi cassetta di scarico della cucina, quella che utilizzeremo per la diluizione della calce. In questo modo potremo sommare gli effetti dei due coagulanti, che sono stati positivamente sperimentati dallo svizzero Wuhrmann, come dalla tabella appresso riportata:
Reagente Dose . PO4 totale iniziale PO4 totale finale
FeCl3 2 mg/L Fe
CaO 250 mg/L 15 - 23 mg/L 0,9 - 1,7 mg/L
Da questa tabella risulta evidente, l'importanza dell'aggiunta del cloruro ferrico, anche se limitata a soli 2 mg/L Fe . Nella soluzione domestica proposta possiamo ottenere questo effetto a costo zero.
-I 650 litri che passano nella maxicassetta della cucina, vengono trattati con cloruro ferrico e, ipotizzando il dosaggio del testo, richiedono 50 mg/L. La quantità di cloruro Fe 100% giornaliera sarà di 650 X 0.05 = 32,5 gr . Considerando che il prodotto è solubile, prevediamo una soluzione diluita al 40% che richiede un consumo di 81,25 gr (0,08125 Kg) giornalieri di soluzione (32.5*100/ 40). Poiché la pompa di sollevamento dell’acqua di recupero è sempre di 600lt/h; il tempo di funzionamento giornaliero è di 1,08 h (650/600); la portata della pompa dosatrice sarà di 0.11 L/h, considerando il peso specifico della soluzione pari a 1,42 kg/l ( 0,08125*1,42).
Esaminiamo come si potrebbero utilizzare i due reagenti in combinazione, senza eccessivi costi impiantistici:
Prelevando dalla maxicassetta della cucina l’acqua di dosaggio per i wc, già dosata con i 50 mg/L di cloruro ferrico, aggiungeremo alla soluzione [(150/600)* 50)] circa 12.5 mg/L di cloruro ferrico che assumono una notevole importanza , sia come flocculazione , sia come risparmio idrico.
Come anticipato, i dosaggi ipotizzati sono stati presi dal testo di depurazione, riguardanti liquame grezzo, ma e lecito ipotizzare che nella realtà diminuiranno notevolmente, in particolare per il cloruro ferrico,. Personalmente ipotizzo che possano bastare solo10-15 mg/L. Per questo motivo la condizione favorevole creata dagli impianti di recupero non è più ripetibile negli altri processi depurativi. I coagulanti non fanno distinzioni tra composti organici e inorganici trasformano tutto indistintamente in fango. Anticipando i tempi di intervento, con piccoli quantitativi di additivi, non facciamo altro che abbattere i composti presenti al momento nell'acqua, che includono il 100% del fosforo, lasciando al processo biologico la rimozione dei composti organici che saranno immessi successivamente dai wc. Questa condizione è esclusiva degli impianti di recupero così come sono stati concepiti, non potrebbe ripetersi nemmeno se fosse realizzato un impianto di depurazione per ogni appartamento, se si esce impiantisticamente dal locale in cui si originano gli scarichi e si trascura l'utilizzo delle maxicassette di scarico. Difficilmente si potrà ridurre il quantitativo di calce, essendo questo legato all’alcalinità dell’acqua usata e non ai solidi sospesi, Ma il prodotto è eco compatibile per eccellenza e limitato solo a un terzo dell’acqua trattata. Anche il timore della manipolaione del prodotto poco solubile, dovrebbe essere accantonato perché come si è visto, nell’ambiente domestico, per i piccoli quantitativi di acqua trattati, si potrà usare una concentrazione ampiamente al di sotto della soglia di solubilità. In nessun altro impianto di depurazione si potrà usare una concentrazione così bassa. Quindi anche un impianto poco usato non creerà nessun problema di intasamento dei tubi dovuto alla precipitazione del carbonato di calcio proprio per i piccoli quantitativi in gioco. Questa bassa concentrazione, consentirà di utilizzare, componenti impiantistici estremamente economici, la stessa elettropompa dosatrice del latte di calce potrà essere una normalissima elettropompa sommergibile con girante a palette in pvc, per dare un idea , del tipo usato negli acquari.
I supposti 50 litri (stimati per eccesso) non trattati beneficeranno indirettamente del trattamento chimico: il troppo pieno dell’impianto dei bagni sarà collegato al pozzetto di sollevamento della cucina, dove potranno essere trattati; il troppo pieno del pozzetto della cucina, collegato allo scarico delle acque grigie dirette al pozzetto condensa grassi, dove l’effetto del cloruro ferrico residuo sarà sempre presente
Attenendoci ai valori del PH finale riportato dal testo di depurazione, i 300 litri scaricati direttamente nella fossa insieme al materiale organico abbiano un PH medio pari a 10,5 e i 700 lt che passano attraverso il pozzetto condensa grassi abbiano un PH pari a 6 il PH medio nella fossa sarà circa 7,35 [ (300x10,5 + 700x 6) / 1000 ] che è la condizione ideale per ottenere e mantenere nel tempo la fermentazione metanica, compensando anche i fenomeni naturali di acidificazione del liquame e prevenendo la formazione di idrogeno solforato.
Un altro correttivo che potrà essere adoperato per correggere verso l'alto il Ph nella fossa imhoff è quello di montare nella maxicassetta dei bagni, in posizione alta, una elettropompa che trasferisce, con intervalli temporizzati, una piccola quantità di acqua basica alla maxi cassetta della cucina. La stessa, potrà funzionare, automaticamente, con il massimo livello della maxicassetta, evitando lo sfioro, che scaricherebbe, inutilmente ai fini del processo, l'acqua nel wc.
Oggi la legislazione ambientale accetta la soglia minima PH 5,5 - 9. 5 che le reti fognarie e l'ambiente non possono permettersi (in particolare per gli scarichi in acque superficiali) , solo perché manca un sistema di prevenzione come quello in oggetto. Con questo sistema, il gestore accorto, potrà tarare gli impianti di scarico a zone, prevenendo la formazione di idrogeno solforato, anche in funzione della distanza dell'impianto di depurazione. Ripeto, il tutto può essere ottenuto senza strumentazione di controllo, perché le caratteristiche degli scarichi potranno variare in campi non tollerati solo cambiando notevolmente la durezza dell'acqua in ingresso.
Il dissolutore ipotizzato, consente un carico di 6.0 kg di calce idrata, consentirebbe una autonomia di funzionamento di circa 80 gg per l’esempio citato. Non è altro che la miniaturizzazione del sistema di dissoluzione degli additivi in polvere utilizzati negli impianti di depurazione. Consente un accumulo di soluzione di 15 L ed è dotato di un livellostato regolato per intervenire ogni qualvolta avviene il consumo di 7.5 lt di soluzione, che nel caso dell’ esempio citato, rappresentano 3 minuti di funzionamento in continuo della pompa dosatrice (150 L/h = 2,5 L/ min). Ogni qualvolta interverrà il contatto di minimo livello sarà dosato il quantitativo di coagulante necessario ai 7,5 L consumati, regolabili con la temporizzazione di una coclea dosatrice. Gli altri 7.5 litri presenti nella vaschetta di dissoluzione assicurano la continuità di servizio in ogni caso. L'aspirazione della pompa avvenendo dal fondo preleva sempre la soluzione più matura. Nella messa in servizio ci si dovrà assicurare soltanto che l'alimentazione idrica di ripristino del livello abbia una portata superiore ai 2,5 L/min. Per dosare quantitativi di calce diversi da quelli ipotizzati, anziché ricorrere a una costosa regolazione di portata della pompa si ricorrerà alla più economica regolazione del timer della coclea dosatrice.
Molto più semplice è il dosaggio del cloruro ferrico che è completamente solubile in acqua, anche se è necessario prevedere gli opportuni accorgimenti di prevenzione antinfortunistica, trattandosi di un acido. Nell'esempio è stato previsto di utilizzare la soluzione acquosa commerciale disponibile sul mercato (40%) che potrebbe consentire l'utilizzo del prodotto senza prevederne la dissoluzione casalinga, se ad esempio, il gestore del servizio depurazione (auspico il comune) fornisse agli utenti dei contenitori con il tappo di carico sigillato e non apribile, dotato di un altro piccolo foro con tappo avvitato, nel quale si possa inserire il tubicino di aspirazione della pompa dosatrice, il cui inserimento rimuoverà un battente di chiusura che evita comunque il versamento anche capovolgendo il fustino senza il piccolo tappo. Un fustino di soli 10 L consentirebbe nel caso citato una autonomia di 84giorni (10 / 0,11 * 1,08 ) senza manipolare il prodotto. Con questa autonomia così lunga, se si realizzeranno, di serie, degli impianti affidabili, completamente automatici gli utenti dovranno semplicemente ospitare l'armadietto contenente i dosatori e il quadro elettrico di controllo, senza essere necessariamente coinvolto nella manipolazione degli additivi. Una visita trimestrale di un tecnico del gestore per il controllo, la manutenzione ordinaria e il reintegro degli additivi svincolerebbe gli utenti completamente, insieme a una franchigia di circa 50 Euro annui sui consumi energetici, stimati in circa 0,75 Kw al giorno (pari a una lampadina da 30w).
Varie ipotesi sono state considerate per la sistemazione del sistema di dosaggio descritto nell'ambiente domestico, che è l'unica parte visibile dell'impianto. Probabilmente, la soluzione migliore è quella di prevedere un mobiletto standard nel quale siano già alloggiate tali apparecchiature da sistemare su una parete esterna o in una nicchia della muratura, in posizione bassa, oppure in un locale di sevizio. Dovrebbe essere il costruttore dell' immobile a prevedere l'impianto completo per ogni appartamento (come avviene oggi per gli impianti di riscaldamento, compresa la caldaia) ai fini dell'applicazione della legge 244/2007 per il risparmio idrico e di una futura e auspicabile legge, che comporterebbe anche la certificazione ambientale dei fabbricati dal punto di vista ambientale. Oggi, lo stato dell'arte non consente la promulgazione di una legge del genere, perché la flocculazione in casa, inventata dal sottoscritto, ancora non esiste, sia per le difficoltà incontrate nella comunicazione del progetto, sia perché a molti conviene lo stato attuale delle cose per interessi personali.
Le innovazioni proposte, che comportano, come si è visto anche la rimozione preliminare, per via chimica di parte del BOD5, COD e il controllo del PH nelle fosse imhoff, non possono non influenzare positivamente il rendimento delle stesse, restato fermo, dal 1904, epoca in cui furono concepite, perché nessuno ha pensato che si potesse fare qualcosa prima delle fosse, direttamente collegate agli scarichi. Perché non cogliere l'occasione della sperimentazione del nuovo sistema di scarico che si può definire "fisico chimico", per cercare di diminuirne l'ingombro, in parte dovuto alle migliori condizioni di esercizio create, e in parte, inserendo nelle stesse ulteriori accorgimenti come i filtri biologici in plastica a pacchi lamellari, non solo nella parte centrale sovrastante la sedimentazione, come è stato fatto per le gemelle fosse Emscher, usate per la sedimentazione delle acque piovane, ma anche nella zona periferica dove si forma la famosa crosta, dovuta appunto al deposito delle sostanze galleggianti. E' stato dimostrato in moltissime applicazioni che l'efficienza della sedimentazione con l'utilizzo dei sistemi lamellari accelera notevolmente il processo depurativo. E' questa l'occasione per rivedere anche il dimensionamento delle fosse rendendole più piccole, più accessibili, più funzionali.
Ma il trattamento chimico preliminare degli scarichi, fatto in casa, interessa tutti gli scarichi previsti dal T.U.A.. Vediamoli nel dettaglio:
a) Articolo 103 (scarichi sul suolo) :
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 4 che prescrive in particolare PH = 6 - 8; Bod5 = max 20mg/l; solidi sospesi = max 25mg/l ; fosforo totale 2 mg/l.
Questi limiti sono molto restrittivi. Si potrebbero raggiungere abbinando un trattamento preliminare con mini impianti di scarico per tutti i bagni e le cucine a un impianto di trattamento interrato ad ossidazione totale (che da solo non consente di rispettare i limiti di emissione per il fosforo e di correggere il ph, se alterato), che si avvantaggerebbe anche del minor quantitativo di refluo da trattare grazie al risparmio idrico consentito.
c) Articolo 105 (scarichi in acque superficiali):
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 3 che prescrive in particolare PH: 5,5 - 9;5 Bod5 = max 40mg/l; solidi sospesi = max 80mg/l ; fosforo totale 10 mg/l.
Questi limiti sono, ovviamente, meno restrittivi dell’art. 103. Si potrebbe obiettare che il fosforo totale è eccessivo per essere scaricato nelle acque superficiali in particolar modo adesso che si presume di aver trovato un modo sostenibile per rimuoverlo anche localmente. Anche i limiti estremi del PH la flora e la fauna acquatica possono essere corretti con il trattamento chimico degli scarichi. La soluzione per raggiungere gli obiettivi è la stessa prevista per l’art. 103, meno spinta come ossidazione.
d) Articolo 106 (scarichi di acque reflue urbane in corpi idrici ricadenti in aree sensibili):
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 2 che prescrive in particolare Bod5 = max 20 % del totale; fosforo totale 2 mg/l; azoto =15 mg/l.
La soluzione è la stessa dell’art. 103, meno spinta come ossidazione.
e) Articolo 107 (scarichi in reti fognarie):
Se non esistesse la deroga del comma 2, che ha sostituito la regola, sarebbero ammesse solo acque parzialmente depurate con valore dei reflui entro i limiti dell’allegato 5, tabella 3 che prescrive in particolare PH: 5,5 – 9,5; Bod5 = max 250 mg/l; solidi sospesi = max 200mg/l ; fosforo totale 10 mg/l.
Il limite del “ BOD5” sembrerebbe permissivo, ma non lo è, in quanto comporta un abbattimento di oltre il 40% del totale (supposto generalmente pari a 400) che non è alla portata delle comuni fosse imhoff. Pertanto anche in questo caso bisognerebbe ricorrere all’ossidazione totale, sia pure senza spingere alla massima potenzialità il trattamento, a meno che non si abbinino le fosse imhoff con il trattamento chimico preventivo degli scarichi che rivendicano anche la possibilità di migliorare il rendimento di queste creando e mantenendo nelle stesse un ambiente moderatamente basico che restringe il campo del ph..
Trattandosi della grande maggioranza degli scarichi, la sperimentazione del sistema è doverosa per i risparmi economici, energetici e gestionali che comporta insieme al risparmio idrico, l’abbattimento del fosforo ben al di sotto della tabella, la produzione locale di fanghi riciclabili e infine, ma non ultimo per importanza, la prevenzione della formazione di idrogeno solforato nella rete fognaria grazie alla stabilizzazione del ph in un campo moderatamente basico, auspicata dall’autorevole "Water Pollution Research Laboratory" di Stevenage.
Dall’analisi dei quattro tipi di scarichi possibili riportati dalla legge si può notare che sono giustamente severi nei confronti del BOD5 e molto permissivi per il fosforo totale. La ragione è molto semplice: ancora non esiste un sistema di rimozione del fosforo “sostenibile” da utilizzare localmente, naturalmente, fatta eccezione per quello proposto dal sottoscritto, non ancora realizzato. Questa carenza impiantistica ha portato i legislatori, non solo italiani, a ridurre il fosforo per decreto e a inventarsi una linea di confine, che nella realtà non esiste, tra acque sensibili e superficiali in modo da trattare adeguatamente solo i pochi casi che a parere dei gestori ricadono nelle aree sensibili. Di fatto, attualmente, si tende a trasportare (a volte inutilmente) il fosforo agli impianti di depurazione centralizzati, dove se va bene, viene smaltito nei fanghi non riciclabili. In particolare i paesi poveri potrebbero beneficiare di questo progetto che pur non richiedendo investimenti pubblici, certamente gradirebbe una gestione pubblica, svolgendo importanti funzioni di depurazione e prevenzione ambientale.
Questo progetto, nonostante gli attestati di simpatia ricevuti e la pubblicazione su importanti riviste e siti ambientali, non ha ancora trovato, in Italia, Istituzioni pubbliche o imprenditori privati, che si adoperino concretamente a portarlo avanti. Probabilmente importeremo questo sistema dall'estero tra qualche anno. Prego i lettori, con capacità poli-linguistiche a effettuarne la traduzione per trasmetterlo alle Autorità ambientali estere, probabilmente più interessate all'ambiente delle nostre. Sempre meglio essere copiati che ignorati.
Luigi Antonio Pezone
