LA DEPURAZIONE INTEGRATIVA, NELLE CASE, NELLE FOGNE….
di Luigi Antonio Pezone e Francesca Pezone.
Gentile redazione,
non so se la prevenzione ambientale di cui parlo da un paio di anni diventerà una realtà. Di certo sarebbe già morta se alcuni lettori di “Lexambiente.it” e della rivista “quaderni di legislazione tecnica” non mi avessero scritto, invitandomi ad insistere su alcuni concetti affrontati negli articoli che, gentilmente, dette redazioni hanno pubblicato. Mi sarebbe piaciuto che lo avesse fatto anche qualche autorità ambientale, o un gestore disponibile alla sperimentazione, ma l’importante è non essere soli. Questo piccolo sostegno mi ha incoraggiato a migliorare il sistema progettato per le abitazioni, già pubblicato, e a svilupparne uno nuovo riguardante il sistema fognario. Questo ultimo in particolare sarebbe gia stato utile per prevenire gli allagamenti in atto in tante città con le prime piogge autunnali. Prima di sottoporre all’attenzione delle Autorità e degli imprenditori le nuove proposte dedico a questi lettori che hanno mostrato di apprezzare le mie modeste intuizioni, la pubblicazione integrale dei progetti e dei disegni. Se nascerà un dibattito su questi argomenti e vorranno partecipare Autorità ambientali, gestori e imprenditori saranno graditi.
Con i migliori auguri per una maggiore diffusione della vostra rivista, invio distinti saluti.
Luigi Antonio Pezone.
LA DEPURAZIONE INTEGRATIVA, NELLE CASE, NELLE FOGNE….
A cura del perito industriale Luigi Antonio Pezone e della dottoressa in scienze ambientali Francesca Pezone.
PRESENTAZIONE
Il sistema depurativo attuale concentrandosi quasi esclusivamente sui depuratori finali, trascura altre opportunità depurative che potrebbero essere effettuate a monte degli stessi, la cui assenza comporta danni economici e ambientali che tutti paghiamo, non essendo gli impianti in grado di sopperire a tali assenze. Probabilmente, se non si fossero trascurate queste possibilità, da molto tempo ci saremmo accorti che la depurazione può essere fatta con sistemi più semplici e sostenibili, senza grandissimi impianti, con o senza doppia rete fognaria. Basterebbero dei trattamenti preliminari locali e dei trattamenti lungo la linea fognaria che, secondo le circostanze, potrebbero essere parziali o completi, ma comunque di piccolo ingombro, integrati e mimetizzati nel territorio circostante. Oggi il rimescolamento in fogna di vari tipi di liquame con inquinanti totalmente diversi tra loro, a volte privi di qualsiasi forma di trattamento preliminare, rende il compito quasi impossibile ai depuratori. Ma a ciò bisogna aggiungere che questi, nella maggioranza dei casi, sono distanti molti chilometri dal punto di scarico in fogna. Il trasferimento dei liquami, dallo scarico al trattamento, aggrava la degenerazione dei liquami per l\'assenza di ossigeno nelle fognature. Anche un trasporto fatto in condizioni aerobiche ha grosse controindicazioni per le maggiori precipitazioni fangose che si verificano il cui deposito, lungo il percorso, crea altri grossi problemi (questo sistema è usato in Francia). Per trasportare a distanza il liquame sarebbe necessario alleggerirlo di tutte le sostanze sospese e parte del materiale organico che provocano le precipitazioni o le decomposizioni. In sostanza, una parte del processo depurativo dovrebbe avvenire prima dell\'immissione in fogna; un\'altra parte lungo il percorso fognario, prima che inizi la degenerazione del liquame. Bisognerebbe riservare ai depuratori, non certo delle dimensioni attuali, solo un trattamento finale adeguato al carico organico residuo e compiti depurativi terziari e di affinamento per il recupero delle acque, quando sono necessari.
Negli impianti industriali e domestici, il primo obiettivo dovrebbe essere il risparmio idrico, con il ricircolo e il riuso parziale di una parte dell’acqua, per scopi non potabili, che è l’unico modo che consentirebbe di ridurre anche la quantità di acqua da depurare e, nel contempo, almeno per i domestici e qualche tipo di industria, porterebbe a un incremento della percentuale di carico organico, utile al processo biologico, di cui sembra che difettino le acque in arrivo ai depuratori. Essendo queste miscelate con acque industriali e piovane, non si può pretendere che siano ricche di carico organico e di trattarle, ad ogni costo, con i fanghi attivi che necessitano di tale requisito. Altro contributo può venire dagli scarichi fisico chimici, che si possono abbinare agli impianti che recuperano l\'acqua domestica. Questi potrebbero rimuovere il fosforo inorganico dei detergenti, senza intaccare il fosforo organico, utile nei processi depurativi biologici. Questa pratica, richiederebbe un consumo di additivi chimici molto inferiore a quelli necessari negli impianti di depurazione. Altro contributo può venire dal contenimento dell\'idrogeno solforato. Questo gas, generato dalla decomposizione delle proteine contenenti zolfo è moderatamente solubile nel liquame, diminuisce la propria solubilità in acqua con l\'aumento della temperatura e l\'abbassamento del PH; assorbito dalle pareti umide delle condotte e ossidato da microrganismi, produce acido solforico che provoca danni sia per i maggiori costi di depurazione, sia per il danneggiamento delle condotte, sia per l\'inquinamento ambientale dovuto alle perdite del liquame dalle condotte danneggiate. Il "Water Pollution Research Laboratory" di Stevenage (U K) (Esther-Ribaldone-Bianucci ed. Hoepli) afferma che per prevenire la formazione di questo gas sarebbe sufficiente l\'aggiunta al liquame di circa 70mg/L di calce. La prevenzione che proponiamo è molto semplice. Si limita soltanto ad aumentare il PH prima dello scarico e alla abbreviazione dei tratti fognari che potrebbero favorirne lo sviluppo, intervallando i lunghissimi percorsi con trattamenti primari, in grado di estrarre sottoforma di fango stabilizzato il materiale sedimentato e sedimentabile. L’autorevole Istituto consiglia pure l’aerazione del liquame e la pulizia delle fogne. Per il dosaggio della calce, fino ad ora, non si sapeva come fare, non essendo possibile prevedere degli impianti per ogni tratto fognario, con evidenti difficoltà di collocazione, misurazione delle portate, gestione eccetera. Con i piccoli impianti domestici, si potrebbe fare in modo capillare risolvendo anche altri importanti problemi, come il controllo del PH negli scarichi locali in acque sensibili. Non si sapeva nemmeno come aerare il liquame, né come procedere alla pulizia delle condotte senza interrompere il servizio. Con il trattamento fognario proposto, possono essere fatte entrambe le cose.
E\' opinione diffusa che le acque di pioggia diluiscano le acque di fogna, riducendo complessivamente il carico inquinante per cui i depuratori, al manifestarsi delle pertubazioni atmosferiche, si possono by-passare tranquillamente. Ma le cose non stanno affatto in questo modo. Secondo ricerche inglesi citate dal Bianucci, è risultato che in tempo di piena. il liquame scaricato aumenta la forza o concentrazione rispetto al periodo di secca del 200% per i solidi sospesi, del 30 % per BOD, e del 10 % per l\'azoto ammoniacale. La ragione è molto semplice. Queste acque oltre a trasportare S.S. e materiali organici dall\'esterno, trasportano anche i fanghi settici depositatosi in fogna nel periodo di secca. Il fenomeno non è legato solo alle prime piogge, se la fogna ha una grande estensione. Nei periodi estivi i depositi fognari stratificano riducendo la sezione di passaggio; con l’arrivo delle piogge autunnali, non sono infrequenti gli allagamenti delle strade e dei locali posti ai piani inferiori dovuti al mancato deflusso delle acque. Con la doppia rete fognaria, con altissimi costi si può evitare lo scarico incontrollabile delle acque di pioggia, ma i sedimenti e i fanghi di fogna non possono restare in eterno nelle fogne nere. Queste necessitano di immissioni di acqua controllate per farli avanzare nel percorso fognario. Tali immissioni vengono effettuate accumulando acqua nel periodo di pioggia e riversandola nelle fogne nei periodi di secca, ma i risultati non sono soddisfacenti, non potendo accumulare i quantitativi di acqua effettivamente necessari, essendo, in molti casi, i percorsi lunghissimi. Quindi i trattamenti fognari intermedi sarebbero utili anche in caso di reti separate. Nel caso delle reti miste, più frequenti, una buona soluzione è quella di affiancarle con vasche di accumulo, alimentate dagli scolmatori di piena, che si propongono di diminuire l’eccessivo afflusso agli impianti di depurazione, in caso di pioggia, e restituire alle fogne l’acqua accumulata in tempo di secca. L’importante è che in tali vasche ci sia un sistema di agitazione che eviti l’accumulo di sedimenti e che vengano posizionate a monte e nelle vicinanze del trattamento fognario che si propone, che le alleggerirebbe subito dei solidi sospesi. Sempre per ridurre l’eccessivo afflusso agli impianti di depurazione, esiste, attualmente, la tendenza a rallentare la velocità del percorso fognario, rendendolo meno rettilineo. Bisogna stare molto attenti al rallentamento di tale percorso che, in tempi di secca già provoca eccessivi sedimenti e la situazione peggiorerà in modo esponenziale nel prossimo futuro con l’introduzione dei trituratori domestici, già consentiti dal legislatore nel sistema fognario attuale. Il "Water Pollution Research Laboratory" afferma che per le acque di scarico inglesi medie è probabile la formazione di idrogeno solforato in fogna per velocità inferiori a o,6 m/sec, nel periodo estivo. La semplice necessità di ubicare i depuratori lontani dagli scarichi in fogna, oltre alla doppia rete fognaria che, come detto, ha grossi costi, grossi problemi realizzativi e grossi limiti (superabili con i trattamenti intermedi nella fogna nera), avrebbe dovuto indurre da molto tempo allo studio di soluzioni (come quelle proposte in questo articolo) che prevenissero i fenomeni degenerativi dei liquami. A parte le proposte, disattese, dell\'autorevole Istituto inglese, sopra citato, che risalgono a oltre 30 anni fa e non esauriscono l\'argomento, non esistono testi che trattino, in modo adeguato questi problemi, né applicazioni pratiche per limitarne i danni. Nei periodi estivi le fogne forniscono agli impianti liquame poco trattabile, in quanto settico e putrefatto; nei periodi di pioggia, liquami poco trattabili per il basso carico organico. I gestori, per far fronte a questi scompensi, sono costretti ad accettare in fogna liquami di ogni specie. Si riportano di seguito i limiti di accettabilità, in mg/L, degli scarichi in pubblica fognatura di un regolamento fognario della Toscana (scaricato da Internet), che è una delle regioni più attente ai problemi ambientali: S.S.T. 6000, BOD5 tot 1000, CODtot. 3500, COD solubile dopo filtrazione 800, Tensiattivi tot. 6. Altri regolamenti dicono semplicemente che gli scarichi domestici (e assimilati) sono sempre ammessi purché osservino i regolamenti emanati dal soggetto gestore del servizio idrico integrato ed approvati dall’Autorità d’ambito competente. Questi liquami non hanno nulla in comune con uno scarico domestico, né con scarichi industriali, che sono soggetti a pretrattamenti obbligatori (v.tab. 3 del T.U.A). I gestori, accettando scarichi con alti carichi, sperano di ottenere la giusta concentrazione del liquame nelle vasche di equalizzazione all\'ingresso degli impianti. Ma per equalizzare correttamente queste dovrebbero essere enormi, essendo il grosso dello scompenso stagionale. Le vasche di equalizzazione con i relativi miscelatori, eventuali coperture antiodore ecc., servono solo a compensare afflussi anomali nel breve periodo, senza intaccare minimamente il problema vero. Il mancato trattamento delle acque di fogna diluite con acque piovane, altrettanto inquinate, provoca gravi danni all’ambiente, quando gli impianti di depurazione non sono in grado di recepirle. Il trattamento di liquame degenerato comporta un notevole aumentano dei costi, in termini di consumi energetici, di additivi, di microrganismi prodotti artificialmente, e di tempi di ritenzione. Il fabbisogno di ossigeno cresce smisuratamente, in primo luogo per resuscitare i microrganismi utili al processo, e successivamente per procedere alla depurazione vera e propria. I valori, in base ai quali, gli impianti sono stati progettati (abitanti equivalenti e bod), sono saltati completamente. Da molto tempo gli esperti ritengono che il parametro del Bod usato nei calcoli di proporzionamento non è sufficientemente indicativo. Sarebbe più utile prendere in considerazione il Cod e il buon senso dovrebbe aggiungere dei correttivi che tengano conto delle caratteristiche e della dimensione della rete fognaria servita. Se si pensa che Roma ha una rete fognaria di 3500 km, non si può nemmeno immaginare lo sviluppo delle reti di città come Shongqing, Pechino, Tokio, San Paolo, Città del Messico, Londra, Seul, New York e il degrado che avviene nelle stesse, non solo a livello biologico, ma anche faunistico. Se si possono ritenere appartenenti a tale specie i virus, gli insetti, i ratti, i rettili e persino gli alligatori e altre specie di animali ripugnanti che sembrano aver scelto le fogne come habitat naturale. La somministrazione di calce con gli impianti domestici anche al solo fine antibatterico, renderebbe più difficile la vita di queste popolazioni indesiderate. Ci penserebbero le piogge e gli altri scarichi non dotati ti tali impianti ad abbassare il PH. Molti sindaci oggi per disinfettare le fogne ordinano l\'irrorazione di massicce dosi di veleno che, inevitabilmente, inquinano ulteriormente le acque da depurare e, a volte, rendono l’aria irrespirabile intossicando i cittadini. Il caso della città di Genova pubblicato su “La Repubblica” del 26 marzo 2009 è un esempio calzante. Con i due progetti che proponiamo, anche se riguardano argomenti diversi, apparentemente non collegati, l’igienizzazione delle fogne diventerebbe automatica e capillare (uno dosa il disinfettante antiacido, l’altro estrae i sedimenti).
A complicare le cose in Italia è intervenuta la legge del 30/12/2008 che, con l’articolo n. 9 quater, ha dato il via libera ai “trituratori domestici”. Tale articolo, sostituendo il comma 3 del art. 107 del D.L. 152 / 2006, che già consentiva questa possibilità con maggiori restrizioni, recita: "Non è ammesso lo smaltimento dei rifiuti anche se triturati in fognatura ad eccezione di quelli organici provenienti dagli scarti dell’alimentazione trattati con apparecchi dissipatori di rifiuti alimentari che ne riducono la massa in particelle sottili". Anche se l’applicazione pratica dei discussi congegni americani dipende dagli enti locali, previo le opportune verifiche sulla capacità degli impianti di smaltire l’ulteriore carico organico introdotto, il primo passo è stato fatto. Se gli impianti di depurazione non soffrissero già delle carenze sopra denunciate in linea di principio i trituratori non sarebbero inaccettabili in quanto questi rifiuti contengono mediamente l\' 80% di acqua ed è senz\'altro più economico e logico smaltirli nei rifiuti liquidi, anziché negli impianti di compostaggio, dove provocano gran parte del percolato, che se non viene disperso nell\'ambiente con gravissimi danni, per altre vie, molto più costose, finisce ugualmente agli impianti di depurazione, se l’impianto non è in grado di trattarlo. Non solo. Chi ha la sfortuna di vivere nei pressi di un impianto di compostaggio , C.D.R., discarica, ecc. è costretto a subirne i miasmi che si incrementano con proporzioni esponenziali, proprio in base alla percentuale di umido presente nei rifiuti. A ciò bisogna aggiungere i costi della raccolta e del trasporto dei rifiuti organici che potrebbero essere evitati con sistemi fognari dotati, appunto, dei trattamenti adeguati alla rimozione delle sostanze sospese che si propongono. Quindi, in un futuro molto prossimo bisognerà tener conto anche del carico organico dovuto ai trituratori domestici che potrà comportare un aumento di circa il 10 % del Bod, secondo un articolo del dott.Alberto Pierobon apparso sul sito www.lexambiente.it, che cita uno studio dell\'università di Hannover del 2001. Molti, come chi scrive, con motivazioni diverse, sono alla ricerca di soluzioni depurative alternative o integrative alla situazione attuale. A volte, da parte degli addetti ai lavori, per nascondere la mancanza di idee, si pubblicizzano a oltranza proposte che pur essendo valide in particolari situazioni, non possono essere applicate su larga scala. Questo è un aspetto importantissimo delle proposte che presentiamo e che stentano a essere recepite, soprattutto dalle Autorità ambientali, abituate alle grandi opere. L’impianto proposto per le case, con componenti di serie, è applicabile ad abitazioni singole e grandi condomini, nuove e vecchie ristrutturate, non intaccando i progetti strutturali e non richiedendo locali condominiali. Con il nuovo progetto, che prevede il trattamento fognario, non richiederanno più nemmeno le fosse Imhoff per completare il ciclo di precipitazione del fosforo. Lo stesso nuovo trattamento fognario, come si è detto, è valido per la fogna mista e quella separata, per piccolissimi e grandissimi collettori.
Una depurazione sostenibile deve prevenire i problemi degenerativi, non rincorrerli. Non deve essere il carico organico ad adeguarsi all’impianto, ma l’impianto adeguato al carico da trattare. Ovviamente, il trattamento biologico con il sistema fognario separato è più semplice e lo sarà ancora di più preservando, come proposto, la freschezza del liquame per il trattamento finale. Ma anche per la fogna mista, con minori carichi organici, che è prevalente nel nostro Paese, esistono soluzioni depurative biologiche adeguate. Una di queste potrebbe essere l’utilizzo dei contattori biologici rotanti. Questi potrebbero ben abbinarsi con i nuovi trattamenti, come vedremo.
Affinché questo documento non sia una delle tante denuncie, senza proposte concrete, sono disponibili per chi è interessato ad approfondire l’argomento due progetti dettagliati realizzabili nei singoli appartamenti e nelle fogne. Il primo, già parzialmente, anticipato in alcuni articoli è stato rivisto e corretto in funzione dell’avvento del secondo, che è recentissimo (deposito di brevetto del 15/09/2009).
Conoscendo le molteplici diversità di opinioni circolanti, alcune puramente ideologiche, altre competenti ma non proponenti, altre invece pilotate da interessi a non “cambiare lo status quo”; consapevoli che nessun progetto è perfetto e quelli che si prospettano sono più che criticabili. Ma le critiche dovranno considerare che questi impianti, sia domestici, che fognari interverranno lungo il percorso prestabilito dell’acqua di scarico fino al depuratore senza rallentarla, proponendosi soltanto delle funzioni di prevenzione o di integrazione dei processi depurativi successivi. Ogni risultato conseguito in questi impianti quasi invisibili, avrà un valore doppio, sommando effetti di prevenzione e depurazione. In questi impianti non è tanto importante il processo fisico-chimico o biologico, ma la posizione strategica in cui viene effettuato il trattamento e le soluzioni tecniche adottate per ridurre gli ingombri e rendere possibili queste applicazioni altrimenti inconcepibili. Tanto è vero che, nonostante i progressi tecnologici avvenuti nel settore depurativo, attualmente, non si è ancora riusciti a penetrare intimamente nelle case e nelle fogne, sebbene se ne avverta un urgente bisogno. Quindi è necessario realizzare i prototipi degli impianti progettati, sia domestici che fognari, e successivamente procedere a sperimentare nelle condizioni reali le applicazioni chimico-biologiche, verificandone le aspettative. Tutto ciò non si farà mai se prevalgono gli interessi di coloro che preferiscono lo “status quo” e negano la stessa esistenza dei problemi denunciati. Per molti esperti il fosforo è stato eliminato con il D.M. 413/98, anche se la Commissione Europea per l’ambiente la pensa diversamente. Per altri l’idrogeno solforato è un problema marginale, di cui se ne è accorto solo il "Water Pollution Research Laboratory"; gli scarichi di acqua non depurata nei corpi recettori per fenomeni meteorologici avvengono solo in rarissimi ed eccezionali casi. Qualcuno negherà persino l’importanza della pulizia delle condotte fognarie, attribuendo ad altre cause i cattivi odori e gli allagamenti stradali. Minimizzare i problemi è il modo migliore per affossarli. Molti, in alternativa al recupero delle acque domestiche, propongono il recupero delle acque piovane. Questa non è una alternativa, ma un’altra opportunità, da cogliere in altre circostanze. Con il solo recupero delle acque piovane non si riduce il quantitativo di acque da depurare, non si incrementa la percentuale di carico organico, ma si incrementa quella dell’idrogeno solforato. Altri parleranno, a sproposito, di fitodepurazione, di ossidazione totale, di depuratori biologici locali e via di seguito, pur di creare una cortina fumogena per confondere le idee. Sono tutte altre opportunità ambientali applicabili in particolari circostanze che nulla hanno a che vedere con la prevenzione ambientale che si propone. Questa è basata su componenti impiantistici di serie con applicazioni universali che possono convivere con tutte le altre soluzioni depurative e concorrere anche con pochi componenti alla realizzazione degli impianti che meglio risponderanno alle esigenze di risparmio e prevenzione ambientale. Nessuno può impedirci di utilizzare contemporaneamente l’acqua piovana o l’acqua recuperata biologicamente e contemporaneamente utilizzare maxicassette di sciacquo e il dosaggio chimico nelle acque di scarico in fogna, sommando gli effetti ai fini del risparmio idrico o del trattamento depurativo. Dove non arrivano gli altri impianti (che è la maggioranza dei casi) è possibile installare integralmente il sistema fisico-chimico di recupero e scarico domestico proposto.
Non essendo in possesso del programma “Bullzip PDF printer”, che consente di ridurre il volume dei files, a chi ne farà richiesta sarà inviata la documentazione in formato word dei seguenti progetti, sopra anticipati:
I) impianto domestico con il recupero delle acque di pulizia dei wc, la defosforizzazione degli scarichi, la regolazione del PH per il contenimento dell’idrogeno solforato nelle fogne, o per il controllo del PH negli scarichi locali in acque sensibili e al suolo.
II) Sedimentatori combinati fognari con disidratazione, stabilizzazione chimica dei fanghi con polveri di calcio.
Non esiste un terzo progetto per le acque industriali, ma i sistemi proposti, potrebbero trovare impiego anche in tale settore, in particolare per la piccole aziende. Sarà più semplice, economico e meno ingombrante procedere al trattamento chimico e alla produzione di fanghi locali con specifiche sostanze inquinanti, che negli impianti di depurazione creano grossi problemi.
Come sopra detto, solo la sperimentazione potrà stabilire il grado di successo della depurazione integrativa dei due progetti insieme, ma vale la pena di concludere l’articolo ricordando i molti obiettivi che solo le posizioni strategiche inespugnate dai sistemi depurativi potrebbero consentire: risparmio idrico (circa 25%); riduzione del quantitativo di acque domestiche da depurare (circa 25%); contenimento della produzione di idrogeno solforato; correzione del PH per scarichi locali in acque sensibili; rimozione del fosforo inorganico dei detergenti; anticipazione dei trattamenti primari lungo i percorsi fognari con pulizia delle fogne, eliminazione dei fenomeni degenerativi del liquame; eliminazione dei gas tossici e maleodoranti; disinfezione automatica delle fogne; prevenzione degli allagamenti stradali per la maggiore portata di acqua consentita dalle fogne pulite; riduzione dei danni ambientali per scarichi di acque non depurate in caso di pioggia; produzione di fanghi stabilizzati senza emissione di biogas nell’atmosfera; produzione a basso costo di fanghi industriali; separazione a monte dei fanghi prodotti per zone o per aziende con maggiori possibilità di controllo, riutilizzo, recupero, ecc; riduzione degli ingombri dei trattamenti depurativi; riduzione delle potenze energetiche necessarie ai depuratori; riduzione degli additivi chimici necessari ai processi depurativi. Anche sommando modesti risultati per i vari aspetti si avrebbe un grande successo ambientale, ma non è detto che i singoli risultati saranno modesti, se la sperimentazione sarà accolta e messa in atto con la serietà che l’ambiente merita.
Meritano un cenno a parte le morti per asfissia degli operai addetti alla manutenzione delle fogne, che non potranno verificarsi, con la stessa facilità, con un sistema fognario così concepito.
Oggi molti fondi stanziati dalla Comunità Europea per l’ambiente non sono utilizzati dagli addetti ai lavori, per mancanza di progetti. Non sarebbe possibile mettere in panchina (tra le riserve) anche questi progetti che non pretendono di competere con le nuovissime tecnologie, ma cercano semplicemente di rimediare con soluzioni semplici alle distrazioni e dimenticanze del passato?
Cordiali saluti
P.I. Luigi Antonio Pezone
Dott.ssa Francesca Pezone
(luigiantonio.pez
