I sistemi di depurazione naturale per il trattamento … hanno lo scopo di laminare le portate in...

I sistemi di depurazione naturale per il trattamento delle acque di sfioro delle reti miste: un progetto pilota in

Lombardia

Dr. Fabio Masi, Ing. Riccardo Bresciani IRIDRA srl

Reggio Emilia – 20 gennaio 2009Progetto a cura di:Iridra Srl > coordinamento generale e depurazioneStudio Maione Ingegneri Associati > idraulicaLand Milano > inserimento urbanistico e paesaggisticoAmbiente Italia > progettazione partecipata

Le reti fognarie miste, che raccolgono sia le acque nere che le acque meteoriche, sono la soluzione ideale per reti senza trattamento perché diluiscono e “lavano” i sedimenti.

… ma questa soluzione crea problemi quando le reti sono allacciate ai depuratori;

È necessario prevedere “sfioratori” per eliminare parte delle acque di pioggia che non possono essere inviate al depuratore

IL PROBLEMA IN GENERALE…

Fognatura Mista

Tubazione dello Scolmatore

Scarico dello scolmatore

Corpo idrico

Strada

Bacino di Captazione

All’impianto didepurazione

Scolmatore(CSO)

In tempo secco la fognatura convoglia solo i reflui civili al depuratore.

Negli eventi di pioggia la fognatura porta siai reflui civili e industriali che le acque meteoricheall’impianto di depurazione.Ma in eventi di pioggia consistenti si eccede la massima capacità di carico del depuratore e quindi una porzione degli scarichi fognari vienescolmata direttamente nel ricettore finale.

Simulazione del funzionamento di un CSO

AgglomeratoUrbano

IL PROBLEMA IN GENERALE…

PROBLEMI DERIVANTI DA CSO• Peggioramento della qualità delle acque dei corpi idrici recettori• Problemi igienico-sanitari• Aumento del rischio idraulico

Il carico proveniente dagli scolmatori èrilevante: in Emilia Romagna si stima rappresenti circa il 10% del carico di origine civile e industriale (carico non trattato + residuo proveniente dai depuratori);

LE MISURE PREVISTE: QUALITA’ DELLE ACQUE

R.R. n.3 del 24 marzo 2006(ART. 15) gli sfioratori di piena delle fognature miste devono essere realizzati in

modo da lasciar defluire verso l’impianto di trattamento delle acque reflue la portata nera diluita uguale al massimo fra i seguenti valori:

“…salvi i casi di cui al comma 2, apporto di 750 litri per a.e. al giorno, considerati uniformemente distribuiti nelle 24 ore,….;

Rapporto di diluizione pari a 2 rispetto alla portata nera, calcolata come media giornaliera per gli apporti civili e come media su 12 ore per quelle industriali,…..”

(ART 16-17) Il volume di acque di prima pioggia viene stimato in base al recapito finale delle acque come segue:

“corpi idrici significativi come individuati dal PTUA: 50 mc/ha di superficie impermeabile scolante….;

Corpi idrici non significativi: 25 mc/ha”

I manufatti di sfioro delle acque meteoriche delle reti fognarie di tipo unitario esistenti devono essere adeguati alle prescrizione contenute nell'art. 15 sopra citato entro il 31-12- 2016

LE MISURE PREVISTE: RISCHIO IDRAULICO

R.R. n.3 del 24 marzo 2006Oltre agli obiettivi di qualità, si deve garantire anche la laminazione delle portate

di piena in modo da ridurre il rischio idraulico dei bacini idrografici afferenti: tali obiettivi vengono di norma raggiunti tramite l'adozione di vasche volano, che hanno lo scopo di laminare le portate in eccesso (acque di seconda pioggia) e di restituirle al corpo recettore nel tempo affinando ulteriormente il processo di depurazione.

La massima portata meteorica scaricabile nei recettori superficiali viene fissata dal Piano di Tutela delle Acque, per le aree già dotate di pubblica fognatura, in 40 l/s x ha imp.

LE SOLUZIONI PROPOSTE TRADIZIONALI

interventi sulla rete di drenaggio per ridurre i volumi sfioranti, tramite:•separazione della rete•controllo a monte (strutture filtranti, invasi distribuiti, vasche in sito)•controllo a valle (vasche in linea, vasche fuori linea, vasche nell’impianto di depurazione)interventi sulla qualità delle acque di sfioro, per ridurre il carico inquinante allo scarico:•vasche di prima pioggia: trattenimento delle prime acque sfiorate per le 24-48 h successive e in periodo di tempo secco trasferimento al depuratore finale mediante sistema di pompaggio•vasche volano per la riduzione del rischio idraulico

VANTAGGI VASCHE DI PRIMA PIOGGIA•Ingombri ridottiSVANTAGGI VASCHE DI PRIMA PIOGGIA•Sovraccarico dei depuratori (spesso già al limite della loro potenzialità)•Diluzione dello scarico con impatto negativo sul funzionamento dei depuratori•Aumento dei costi di depurazione•Sottrazione ai corpi idrici recettori di volumi di acque meteoriche ricadenti nel loro bacino con conseguente peggioramento della qualità delle acque

Soluzione ideale è la separazione delle reti ma è costosa e richiederà molti decenni per l’attuazione

TARP Tunnel And Reservoir Plan 180 km di tunnel sotterraneo + piani di emergenza

Chicago:

Wien River Relief Sewer

2600 m di tunnel sotterraneo sotto al Danubio

Costo totale: 82.7 milioni di €

Diametro: circa 9 metriVolumi di escavazione: 190.000 m3Cemento impiegato: 60.000 m3Acciaio impiegato: 10.000 ton

Vienna:

LE SOLUZIONI ALTERNATIVE

Studio di fattibilità di sistemi naturali di depurazione delle acque di sfioro da reti fognarie (Contratto 304 del 22-12-2006)

• Ricognizione e valutazione critica di esperienze di riferimento a livello nazionale ed internazionale

• Verifica dell’idoneità dei siti e dell’idoneità degli interventi• Definizione di scenari di intervento• Progettazione partecipata• Progettazione di 3 interventi pilota: Gorla Maggiore, Capiago Intimiano,

Gorgonzola • Ricerca di fonti di finanziamento per la realizzazione degli interventi

pilota e per il monitoraggio

LE SOLUZIONI ALTERNATIVE: LA DEPURAZIONE NATURALE

Vantaggi rispetto alle vasche di prima pioggia•si inseriscono piacevolmente nel paesaggio e non determinano impatti ambientali rilevanti•permettono di riqualificare aree periferiche, spesso degradate e di ricostituire preziosi ecosistemi umidi•richiedono una gestione semplice ed economica•permettono di depurare le acque e restituirle subito alla circolazione naturale•permettono di depurare volumi maggiori e bloccare una maggiore quantità di inquinanti

Svantaggi•occupano superfici ampie

ma se si considera che le aree impegnate vanno ad incrementare la superficie urbana a verde rimanendo tra l'altro in buona parte fruibili è lecito chiedersi se si tratti proprio di uno svantaggio.

LA DEPURAZIONE NATURALE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)

Sistemi di trattamento naturale per scolmatori fognari (CSO)

Paese

Sistemi a flusso libero opportunamente modificati e/o inseriti in casse di espansione, bacini di ritenzione vegetati

USA, Australia, UK

Sistemi a flusso sommerso verticale modificati, preceduti da vasche di sedimentazione per acque meteoriche

Germania, Austria

Sistemi a flusso sommerso orizzontale modificati preceduti da vasche di sedimentazione per acque meteoriche e/o filtri a pacchi lamellari

UK

LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)

FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SUPERFICIALE CON ACQUA PERMANENTE (WETLAND)


FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SUPERFICIALE CON ACQUA PERMANENTE (STAGNO)


FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SOMMERSO “ALLA TEDESCA”


FITODEPURAZIONE A FLUSSO SOMMERSO ORIZZONTALE


FITODEPURAZIONE A FLUSSO SOMMERSO + BACINO DI RITENZIONE PROLUNGATA

IL PROBLEMA IN PARTICOLARE: IL SITO PILOTA DI GORLA MAGGIORE

Attualmente la rete fognaria del Comune di Gorla Maggiore scarica in tre punti distinti su di un collettore che poi porta le acque nere in condizioni di tempo secco al depuratore centralizzato di Olgiate Olona. In condizioni di pioggia entrano in funzione gli sfioratori di pioggia che deviano le acque in eccesso verso l’Olona.

Bacino Superficie (ha) Tipologia di scarichi1 (Blu) 56.40 Civili2 (Verde) 12.20 Civili3 (Rosso) 107.00 Civili con apporto

significativo di industriali

Lo sfioratore esistente scarica proprio sul fondo del F. Olona, con conseguenti problemi di rigurgiti idraulici e mal funzionamento del sistema. Non si hanno effetti diretti sulla fognatura del paese di Gorla in quanto situata alcune decine di metri più in alto, ma si possono avere allagamenti dell’area, oltretutto con acque di cattiva qualità

IL PROBLEMA IN PARTICOLARE: IL SITO PILOTA DI GORLA MAGGIORE

L'ipotesi di un unico trattamento dei tre sfioratori e depurare le acque sfiorate in un unico sito più a valle è stata scartata in quanto richiede la realizzazione di un unico collettamento di circa 1 Km con grosse sezioni richieste per smaltire tutta la portata, mentre le economie di scala nel realizzare un unico trattamento non sono tali da recuperare i costi del collettamento. In termini di qualitàambientale dell’Olona, tre trattamenti decentralizzati hanno un effetto positivo poiché si restituiscono acque di buona qualità in diverse sezioni del suo percorso.

Si è quindi deciso di intervenire sul primo scolmatore perché l’area è già di proprietà del Comune ed è oggetto di un progetto di recupero del verde e dell’ambiente fluviale.

Il progetto prevede quindi la risoluzione sia dei problemi idraulici e di qualità delle acque relativi allo scolmatore, sia la creazione di un’area fruitiva fluviale interconnessa con altri progetti di riqualificazione già in atto: il presente progetto costituisce il primo lotto di interventi, relativi principalmente alle opere di depurazione e riduzione del rischio idraulico ipotizzate nel progetto complessivo elaborato nell’ambito del lavoro svolto con l’Autorità di Bacino del Fiume Po

STATO DI FATTO DELL’AREA

VINCOLI SULL’AREA

VECCHIA FERROVIA – 10 m rispetto

PRG e CATASTALE

ZONA E2 A VERDE DI RISPETTO E SALVAGUARDIA AMBIENTALE

L’AREA RICADE NEI COMUNI DI GORLA E FAGNANO; IL PRIMO LOTTO E’ QUASICOMPLETAMENTE DI PROPRIETA’ NEL COMUNE DI GORLA MAGGIORE TRANNEUNA PICCOLA PORZIONE DA ESPROPRIARE NEL COMUNE DI FAGNANO

INSERIMENTO DELL’OPERA NELLE PIANIFICAZIONI A MEDIO E LUNGO TERMINE

L’area è situato sulla sponda sx del Fiume Olona, interna a Fascie A e B, secondo il Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico dell’Autorità di Bacino del Po (delibera C.I. n. 18/2001, approvato con DPCM del 24 maggio 2001)

Nello “Studio di fattibilità della sistemazione idraulica dei corsi d’acqua naturali e artificiali all’interno dell’ambito idrografico di pianura Lambro –Olona” dell’Autorità di Bacino del Po, l’area risulta trovarsi interna ad una delle 4 casse di espansione previste lungo il Fiume Olona, la n° 3 situata nella zona tra i comuni di Gorla Maggiore e Fagnano Olona, con sezione di chiusura nei pressi del confine tra Gorla Maggiore e Gorla Minore. La vasca è in linea sul fiume Olona, si estende a monte per 1,3 km ed ha un volume di laminazione di 550.000 mc.

L’opera oggetto della presente progettazione non va ad interferire con l’area di esondazione del fiume Olona. La vasca volano presenta un volume pari a 7.700 mc (1,4 % del volume complessivo della vasca di laminazione previstasull’Olona). Eventualmente si potranno recuperare altrove tali volumi considerando che si tratta di una piccolissima percentuale rispetto al volume complessivo della vasca di laminazione stessa.

DATI DI PROGETTO

PARAMETRI Unità di misuraSuperficie drenata (lorda) 56,38 haCoefficiente di assorbimento 0,35 -Superficie drenata (impermeabile) 19,73 haVolume di prima pioggia 50 mc/ha sup drenVolume di prima pioggia 989 m3

Portata di prima pioggia massima 0,64 m3/sPortata massima (Tr=10 anni) 3,5 m3/sPortata massima da restituire all’Olona 0,8 mc/s ha sup drenPorosità del medium di riempimento (n) 0,35 Ghiaia 5-10 mm

Evento 2 mm/h 5 mm/h 10 mm/hPortata (l/s) 90 210 390

BOD5 70 60 40COD 210 180 120SST 300 380 390Ntot 6 3 2

QUALITA’ DELLE ACQUE DA DEPURARE

LA SCELTA PROGETTUALE

FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA

FUNZIONAMENTO CON VASCA DI PRIMA PIOGGIA

TRATTAMENTI PRELIMINARI

Scolmatore adeguato alla normativa vigente con paratoie meccanizzate


Grigliatura automatica con filtro a coclea

potenza installata 1.5 kW


dissabbiatore-disoleatore in linea – volume utile 150 mc

FITODEPURAZIONE

Sistema di filtrazioneestensiva “alla tedesca”

FITODEPURAZIONE

Sistema a flusso liberoall’interno di vasca volano

VASCA VOLANO PER LAMINAZIONE DEL PICCO DI PIENA DELLA FOGNATURA

Vlam = 7.700 mc

soglia sfiorante 219.40 m s.l.m

altezza sponde 220 m s.l.m.

hw standard zona umida 218 m s.l.m

VASCA VOLANO PER LAMINAZIONE DEL PICCO DI PIENA DELLA FOGNATURA

Vlam = 7.700 mc

IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA

Il PROGETTO: ANALISI DEL SISTEMA PAESISTICO-AMBIENTALE

Il sistema insediativo, il sistema agricolo eil sistema naturale

Le grandi infrastrutture viarie

La rete ecologica del Comune di Gorla Maggiore

Gli elementi lineari, il Fiume Olona e i paleoalvei

Il patrimonio arboreo attuale e potenziale

IL PROGETTO: ANALISI DEL SISTEMA PAESISTICO-AMBIENTALE

I percorsi e le interconnessioni

Il fiume Olona e i nuovi specchi d’acqua


La depurazione naturale dell’acqua


Flora e vegetazione – Gli alberi

Ontano - Alnus glutinosa

Carpino - Carpinus betulus

Frassino - Fraxinus excelsior

Pioppo bianco - Populus alba

Ciliegio - Prunus avium

Farnia - Quercus robur

Salice bianco - Salix alba


Flora e vegetazione – Gli arbusti

Biancospino - Crataegus monogyna

Sambuco - Sambucus nigra

Salici arbustivi - Salix purpurea

- Salix triandra

- Salix viminalis

Viburni - Viburnum opulus

- Viburnum lantana

Rosa canina


Flora e vegetazione – Vegetazione erbacea igrofila

Composta essenzialmente da graminoidi

Agropyron repens

Carex acutiformis

Carex riparia

Glyceria maxima

Iris pseudacorus

Phragmites australis

Typha latifolia


Flora e vegetazione – i prati

Prato rustico e prato fiorito


La fruizione - Percorsi


La fruizione - Ponti


La fruizione – Bacheche e spazi per la didattica ambientale


CAPIAGO INTIMIANO

IPOTESI 1 – Vasca Prima pioggia + Sistema a flusso orizzontale + bacino a ritenzione prolungata

CAPIAGO INTIMIANO

Naturalistico Fruitivo

CAPIAGO INTIMIANOIPOTESI 2 – Sistema di filtrazione verticale + sistema di filtrazione

orizzontale + sistema a ritenzione prolungata.


GORGONZOLA

GORGONZOLA


IPOTESI 1 – Dissabbiatori + Sistema di filtrazione verticale

GORGONZOLA


IPOTESI 2 – Vasca di accumulo prima pioggia + sistema di filtrazione orizzontale + sistema a ritenzione prolungata semiumido

Grazie per l’attenzione

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