AZIONE BIOTECH II A. Albuzio, C. Lubian, R. Parolin R. Balsamo I. Camerin, P. Valerio. SITUAZIONE...
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AZIONE BIOTECH II A. Albuzio, C. Lubian, R. Parolin R. Balsamo I. Camerin, P. Valerio. SITUAZIONE IDROGEOLOGICA L’Altopiano di Asiago con il suo sistema carsico rappresenta una grande risorsa per il rifornimento idrico del Veneto centrale. Le sue acque meteoriche (circa 1500 mm/anno) sono convogliate verso il basso attraverso i condotti e le caverne dell’acquifero carsico per giungere ad alimentare l’ acquifero di pianura dal quale prelevano importanti acquedotti urbani e numerose utenze artesiane. Per le elevate velocità di flusso e la scarsa capacità di auto-depurazione, gli inquinanti provenienti dalla superficie trovano debole trattenimento. L’intero sistema è vulnerabile e per tutelare la qualità delle acque è necessario procedere alla depurazione dei reflui fin dall’origine, ovvero sull’Altopiano. Depurazione di reflui mediante vegetazione LA RICERCA Allo scopo di studiare una tecnologia biologica per la depurazione di acque reflue da insediamenti zootecnici e caseari dell’Altopiano, è stato allestito un progetto di ricerca. L’iniziativa è stata approvata e finanziata nell’ambito dell’Azione Biotech II, organizzata dalla Regione del Veneto e gestita dall’Istituto di Ingegneria Biomedica del CNR di Padova con un Comitato Tecnico Scientifico. IMPIANTO SPERIMENTALE L’impianto sperimentale di fitodepurazione è stato concepito secondo la tipologia “a flusso sub-superficiale”, ovvero con scorrimento dei reflui completamente sotto alla superficie del corpo depurante, in modo da evitare l’emissione di maleodoranze e la moltiplicazione di insetti molesti. Tutto l’impianto è stato progettato in modo da funzionare senza alcuna fornitura esterna di energia, con dislivelli tali da assicurare la continuità dei flussi senza l’ausilio di pompe o altri sistemi meccanici. I tempi di ritenzione sono impostati in circa 4,5 giorni, con le vasche operanti in parallelo. Le dimensioni dei letti filtranti sono di 15 m di lunghezza, per i reflui del caseificio e della malga, di 18 m di lunghezza per i reflui della zona di mungitura, con uguali larghezze di 3 m e profondità di 0,75 m. I materiali di riempimento provengono da cave in zona limitrofa, in modo da mantenere la dovuta omogeneità con le caratteristiche del luogo. Per le condizioni climatiche del sito, la vegetazione impiegabile per la fitodepurazione è piuttosto rara, dato che non sono presenti le essenze di frequente impiego. Tuttavia, da una vicina torbiera sono state prelevate piantine di scirpo (Scirpus). SITO SPERIMENTALE Il luogo scelto per la sperimentazione è “Malga Lotto II” in Piana della Marcesina (1300 m s.l.m.) entro il perimetro dell’Altopiano di Asiago. Si tratta di un’azienda zootecnica isolata, a gestione familiare con annesso caseificio. La stagione dell’alpeggio decorre da giugno ad ottobre. L’allevamento di 70-80 vacche da latte avviene con stabulazione libera e mungitura in apposita sala. La struttura fognaria preesistente era dotata di due vasche Imhoff: una per le acque provenienti dalla sala di mungitura e l’altra per quelle dal caseificio e dall’abitazione. I reflui finali erano congiunti e recapitati ad un pozzo perdente nel suolo. Nella sperimentazione, i liquami in uscita dalle vasche Imhoff sono stati convogliati indipendentemente a due vasche per la depurazione mediante vegetazione. ANALISI Il primo campionamento è stato eseguito nel settembre 2005, verso la fine della stagione dell’alpeggio. La raccolta dei campioni è ripresa nel luglio 2006 e protratta fino al termine della stagione, in ottobre. Un ulteriore campionamento è stato eseguito nel dicembre 2006, a due mesi dal termine dell’alpeggio per verificare la situazione dei reflui in assenza di attività zootecniche e casearie. Nel 2007 la raccolta dei campioni è iniziata con la stagione dell’alpeggio. Le analisi dei reflui sono state eseguite presso il laboratorio di ETRA SpA con le procedure riportate nel manuale APAT CNR IRSA 29/2003. Sono stati determinati: pH, conducibilità, solidi sospesi totali (SST), domanda chimica di ossigeno (COD), domanda biologica di ossigeno (BOD), azoto ammonico (N-NH4), azoto nitroso (N-NO2), azoto nitrico (N-NO3), azoto totale (TN), fosforo totale (P), cloruri (Cl), solfati (SO4), Escherichia Coli (E.Coli), Coliformi fecali (Col.fec.), Coliformi totali (Col.tot.), Streptococchi fecali (Stpt.fec.). RISULTATI In modo sintetico sono riportate nei seguenti grafici polari le percentuali medie di abbattimento operato da ciascuna delle due vasche fitodepuranti. Gli andamenti sono analoghi nonostante il maggior carico inquinante dei reflui zootecnici. I minori abbattimenti per i composti azotati sono da addebitare al non ancora attivato meccanismo del nitrificazione-denitrificazione a causa dello stadio iniziale di sviluppo della rizosfera delle piante. I ridotti trattenimenti di cloruri e solfati sono da attribuire alla già bassa concentrazione di questi ioni nei reflui in ingresso. Rimarchevole è invece l’abbassamento dei livelli dei microrganismi patogeni la cui presenza negli effluenti rientra nella normativa in tutti i casi. I limiti posti dal D.lgs. N° 152/99 sono superati di poco soltanto da SST, BOD, TN nei reflui dalla zona mungitura. % diabbattim ento refluim ungitura 0 20 40 60 80 100 C ond SST COD BOD N-NH4 N-NO 2 N-NO 3 TN P Cl SO 4 E.coli Col.tot C ol fec Stptfec % abbattim ento refluicaseificio- abitazione 0 20 40 60 80 100 C ond SST COD BOD N-NH4 N-NO 2 N-NO 3 TN P Cl SO4 E.coli C ol.tot C ol fec Stptfec CONCLUSIONI Al termine della ricerca nell’ambito dell’Azione Biotech II, gli impianti di fitodepurazione si sono dimostrati in grado di rilasciare acque notevolmente depurate, con parametri di qualità quasi totalmente a norma. E’ prevedibile che nelle stagioni successive le prestazioni migliorino ulteriormente con l’accrescimento delle piante, lo sviluppo delle radici e dei microrganismi ad esse collegati. La tecnologia biologica proposta si annuncia come una procedura ben applicabile alla bonifica di reflui provenienti da insediamenti zootecnici, caseari ed abitativi situati in zone isolate e a quote montane. La diffusione di tale sistema può costituire una valida misura per la tutela delle acque, particolarmente per quelle destinate ad usi civili. Da rilevare come tali sistemi siano ad impatto ambientale positivo anche dal punto di vista paesaggistico, avendo l’aspetto di una Scirpus Gli autori ringraziano il Comitato Tecnico Scientifico presieduto dal Prof. M. Bonsembiante e composto dai Proff. G. Cacco, P. Cescon, G.A. Danieli, U. Mazzi e dalla Dott.ssa A. Martelli; la Regione del Veneto con il Dott. S. Trevisanato; I.S.I.B.- C. N. R. con il Prof. F. Grandori.
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AZIONE BIOTECH II
A. Albuzio, C. Lubian, R. Parolin R. Balsamo I. Camerin, P. Valerio.
SITUAZIONE IDROGEOLOGICA
L’Altopiano di Asiago con il suo sistema carsico rappresenta una grande risorsa per il rifornimento idrico del Veneto centrale. Le sue acque meteoriche (circa 1500 mm/anno) sono convogliate verso il basso attraverso i condotti e le caverne dell’acquifero carsico per giungere ad alimentare l’ acquifero di pianura dal quale prelevano importanti acquedotti urbani e numerose utenze artesiane. Per le elevate velocità di flusso e la scarsa capacità di auto-depurazione, gli inquinanti provenienti dalla superficie trovano debole trattenimento. L’intero sistema è vulnerabile e per tutelare la qualità delle acque è necessario procedere alla depurazione dei reflui fin dall’origine, ovvero sull’Altopiano.
Depurazione di reflui mediante vegetazione
LA RICERCA
Allo scopo di studiare una tecnologia biologica per la depurazione di acque reflue da insediamenti zootecnici e caseari dell’Altopiano, è stato allestito un progetto di ricerca. L’iniziativa è stata approvata e finanziata nell’ambito dell’Azione Biotech II, organizzata dalla Regione del Veneto e gestita dall’Istituto di Ingegneria Biomedica del CNR di Padova con un Comitato Tecnico Scientifico.
IMPIANTO SPERIMENTALEL’impianto sperimentale di fitodepurazione è stato concepito secondo la tipologia “a flusso sub-superficiale”, ovvero con scorrimento dei reflui completamente sotto alla superficie del corpo depurante, in modo da evitare l’emissione di maleodoranze e la moltiplicazione di insetti molesti. Tutto l’impianto è stato progettato in modo da funzionare senza alcuna fornitura esterna di energia, con dislivelli tali da assicurare la continuità dei flussi senza l’ausilio di pompe o altri sistemi meccanici. I tempi di ritenzione sono impostati in circa 4,5 giorni, con le vasche operanti in parallelo. Le dimensioni dei letti filtranti sono di 15 m di lunghezza, per i reflui del caseificio e della malga, di 18 m di lunghezza per i reflui della zona di mungitura, con uguali larghezze di 3 m e profondità di 0,75 m. I materiali di riempimento provengono da cave in zona limitrofa, in modo da mantenere la dovuta omogeneità con le caratteristiche del luogo.Per le condizioni climatiche del sito, la vegetazione impiegabile per la fitodepurazione è piuttosto rara, dato che non sono presenti le essenze di frequente impiego. Tuttavia, da una vicina torbiera sono state prelevate piantine di scirpo (Scirpus).
SITO SPERIMENTALEIl luogo scelto per la sperimentazione è “Malga Lotto II” in Piana della Marcesina (1300 m s.l.m.) entro il perimetro dell’Altopiano di Asiago. Si tratta di un’azienda zootecnica isolata, a gestione familiare con annesso caseificio. La stagione dell’alpeggio decorre da giugno ad ottobre. L’allevamento di 70-80 vacche da latte avviene con stabulazione libera e mungitura in apposita sala. La struttura fognaria preesistente era dotata di due vasche Imhoff: una per le acque provenienti dalla sala di mungitura e l’altra per quelle dal caseificio e dall’abitazione. I reflui finali erano congiunti e recapitati ad un pozzo perdente nel suolo. Nella sperimentazione, i liquami in uscita dalle vasche Imhoff sono stati convogliati indipendentemente a due vasche per la depurazione mediante vegetazione.
ANALISIIl primo campionamento è stato eseguito nel settembre 2005, verso la fine della stagione dell’alpeggio. La raccolta dei campioni è ripresa nel luglio 2006 e protratta fino al termine della stagione, in ottobre. Un ulteriore campionamento è stato eseguito nel dicembre 2006, a due mesi dal termine dell’alpeggio per verificare la situazione dei reflui in assenza di attività zootecniche e casearie. Nel 2007 la raccolta dei campioni è iniziata con la stagione dell’alpeggio. Le analisi dei reflui sono state eseguite presso il laboratorio di ETRA SpA con le procedure riportate nel manuale APAT CNR IRSA 29/2003.Sono stati determinati: pH, conducibilità, solidi sospesi totali (SST), domanda chimica di ossigeno (COD), domanda biologica di ossigeno (BOD), azoto ammonico (N-NH4), azoto nitroso (N-NO2), azoto nitrico (N-NO3), azoto totale (TN), fosforo totale (P), cloruri (Cl), solfati (SO4), Escherichia Coli (E.Coli), Coliformi fecali (Col.fec.), Coliformi totali (Col.tot.), Streptococchi fecali (Stpt.fec.).
RISULTATI
In modo sintetico sono riportate nei seguenti grafici polari le percentuali medie di abbattimento operato da ciascuna delle due vasche fitodepuranti. Gli andamenti sono analoghi nonostante il maggior carico inquinante dei reflui zootecnici. I minori abbattimenti per i composti azotati sono da addebitare al non ancora attivato meccanismo del nitrificazione-denitrificazione a causa dello stadio iniziale di sviluppo della rizosfera delle piante. I ridotti trattenimenti di cloruri e solfati sono da attribuire alla già bassa concentrazione di questi ioni nei reflui in ingresso. Rimarchevole è invece l’abbassamento dei livelli dei microrganismi patogeni la cui presenza negli effluenti rientra nella normativa in tutti i casi. I limiti posti dal D.lgs. N° 152/99 sono superati di poco soltanto da SST, BOD, TN nei reflui dalla zona mungitura.
% di abbattimento reflui mungitura
0
20
40
60
80
100Cond
SST
COD
BOD
N-NH4
N-NO2
N-NO3
TNP
Cl
SO4
E. coli
Col. tot
Col fec
Stpt fec
% abbattimento reflui caseificio-abitazione
0
20
40
60
80
100Cond
SST
COD
BOD
N-NH4
N-NO2
N-NO3
TNP
Cl
SO4
E. coli
Col. tot
Col fec
Stpt fec
CONCLUSIONI
Al termine della ricerca nell’ambito dell’Azione Biotech II, gli impianti di fitodepurazione si sono dimostrati in grado di rilasciare acque notevolmente depurate, con parametri di qualità quasi totalmente a norma. E’ prevedibile che nelle stagioni successive le prestazioni migliorino ulteriormente con l’accrescimento delle piante, lo sviluppo delle radici e dei microrganismi ad esse collegati.
La tecnologia biologica proposta si annuncia come una procedura ben applicabile alla bonifica di reflui provenienti da insediamenti zootecnici, caseari ed abitativi situati in zone isolate e a quote montane. La diffusione di tale sistema può costituire una valida misura per la tutela delle acque, particolarmente per quelle destinate ad usi civili. Da rilevare come tali sistemi siano ad impatto ambientale positivo anche dal punto di vista paesaggistico, avendo l’aspetto di una vegetazione tipica della zona.
Scirpus
Gli autori ringraziano il Comitato Tecnico Scientifico presieduto dal Prof. M. Bonsembiante e composto dai Proff. G. Cacco, P. Cescon, G.A. Danieli, U. Mazzi e dalla Dott.ssa A. Martelli; la Regione del Veneto con il Dott. S. Trevisanato; I.S.I.B.- C. N. R. con il Prof. F. Grandori.
