17/11/2011

Verso gli obiettivi del 2015: inquinanti non-convenzionali ed emergenti nel ciclo urbano delle acque

Le migliori tecniche disponibili per la 17/11/2011

rimozione di inquinanti emergenti dalle acque reflue urbane ed ospedaliereacque reflue urbane ed ospedaliere 

Francesco Fatone

Department of Biotechnology – University of Verona

School of “Chemical Engineering for the Environment”

Interuniversity consortium Chemistry for the EnvironmentInteruniversity consortium Chemistry for the Environment

Workshop Nazionale FARMACI, SALUTE E AMBIENTE

1 Luglio 2010 Direzione generale di ARPAT, Firenze

Il “ bl ” d i d t iIl “ bl ” d i d t iIl “problema” dei depuratori Il “problema” dei depuratori F F t F C hiF F t F C hiFrancesco Fatone, Franco CecchiFrancesco Fatone, Franco Cecchi

Dipartimento Dipartimento di Biotecnologie di Biotecnologie ‐‐ Università di Verona Università di Verona 

Master Master “Ingegneria Chimica della Depurazione delle “Ingegneria Chimica della Depurazione delle Acque e delle Risorse Rinnovabili”Acque e delle Risorse Rinnovabili”Acque e delle Risorse RinnovabiliAcque e delle Risorse Rinnovabili

Contenuti della presentazioneContenuti della presentazione• Inquinanti emergenti e acque reflue: cheInquinanti emergenti e acque reflue: che informazioni abbiamo?

d d d• Meccanismi di rimozione in sistemi di depurazione: abbiamo gli strumenti per dimensionare e gestire?

• Rimozione nei depuratori esistenti: quanto sono efficaci?efficaci?

• Migliori tecnologie disponibili: siamo pronti?• Considerazioni conclusive

Tipi di inquinanti (ad oggi) di interesse nel Tipi di inquinanti (ad oggi) di interesse nel trattamento delle acque reflue urbanetrattamento delle acque reflue urbanetrattamento delle acque reflue urbanetrattamento delle acque reflue urbane

Considerati nella progetta ioneConsiderati nella progetta ioneConsiderati nella progettazione Considerati nella progettazione e gestione dei depuratorie gestione dei depuratori

Fonti di inquinanti emergenti nel ciclo Fonti di inquinanti emergenti nel ciclo urbano delle acqueurbano delle acqueurbano delle acqueurbano delle acque

Farmaci di cui si è studiato “sufficientemente” Farmaci di cui si è studiato “sufficientemente” sul destino nei depuratori in EUsul destino nei depuratori in EUsul destino nei depuratori in EUsul destino nei depuratori in EU

• Antiflogistici (ibuprofene)• Regolatori di lipidi (acido clofibrico)• Antiepilettici (carbamazepina)Antiepilettici (carbamazepina)• Psicoattivi, tranquillanti (diazepam)• Betabloccanti (sotalol)• Betabloccanti (sotalol)• Antistaminici

Cit t ti i• Citostatici• Mezzi di contrasto (iopromide)• Antibiotici (eritromicina)• Ormoni (17a‐etinilestradiolo)• Droghe illecite

Verlicchi et al., 2010

Trattamenti primariTrattamenti primari Trattamenti secondariTrattamenti secondari Trattamenti terziari e Trattamenti terziari e disinfezionedisinfezionedisinfezionedisinfezione

Linea trattamento fanghiLinea trattamento fanghi

La depurazione municipale in Italia (APAT, 2005): centralizzazione e decentralizzazionecentralizzazione e decentralizzazione

• Circa 15 000 depuratori urbani in esercizio • Copertura del servizio >70%• Età media degli impianti: circa 20 anni (10 anni in Sicilia e 30 

b )anni in Abruzzo) • Oltre 6000 piccoli impianti (di cui 5000 fosse Imhoff), che 

ò l il 10% d ll t i litàperò coprono solo il 10% della potenzialità • Capacità di trattamento di progetto di 70 milioni di abitanti equivalenti Esiste capacità residua degli impianti su baseequivalenti. Esiste capacità residua degli impianti su base carico inquinante, spesso condizioni critiche su base carico idraulicoidraulico

• Più del 70% dei fanghi di depurazione è smaltito in discarica

Linea guida: OPTIMIZE WHAT WE HAVE FIRST!Linea guida: OPTIMIZE WHAT WE HAVE FIRST!

Uno scenario eterogeneo: dalla fossa Imhoff al bioreattore a membranaImhoff al bioreattore a membrana

Vasca Imhoff D t b d 8000 bit ti i l tiVasca Imhoff Depuratore urbano da 8000 abitanti equivalenti

Bioreattore a membrana di ViareggioDepuratore convenzionale di Fusina (VE)

Evoluzione degli schemi di trattamento biologico delle acque reflue

In Italia

Molto diffuso

Fe, AlFe, Al

Mediamente diff so (in areediffuso (in aree 

sensibili)

Casi sporadici

Micropollutant removal?Micropollutant removal?Enhanced micropollutant removal?Enhanced micropollutant removal?

XenobioticiXenobiotici studiati nel progetto EU studiati nel progetto EU NeptuneNeptune e caratteristiche chimicoe caratteristiche chimico fisichefisicheNeptuneNeptune e caratteristiche chimicoe caratteristiche chimico‐‐fisichefisiche

Dimensione e peso molecolare dei Dimensione e peso molecolare dei composti farmaceuticicomposti farmaceutici

Meccanismi di rimozione in Meccanismi di rimozione in depuratori urbani a fanghi attividepuratori urbani a fanghi attividepuratori urbani a fanghi attividepuratori urbani a fanghi attivi

I principali meccanismi di rimozione nei depuratoriI principali meccanismi di rimozione nei depuratoriurbani sono:) Adsorbimento lidi i i i i• a) Adsorbimento a solidi in sospensione e rimozionefisica per sedimentazione gravitazionale e/o filt ifiltrazione;

• b) Biodegradazione/biotrasformazione ad opera dei fanghi attivi;

• c) Stripping e/o volatilizzazione: trascurabile per lac) Stripping e/o volatilizzazione: trascurabile per la maggior parte dei composti farmaceutici che hannobassa costante di Henrybassa costante di Henry

BioassorbimentoBioassorbimento sui fanghi attivisui fanghi attiviBioassorbimentoBioassorbimento sui fanghi attivisui fanghi attivi

Cinetica del bioassorbimento

Joss (2009)

Potenziale di adsorbimento su particolato sospeso e/o fanghi attivie/o fanghi attivi

Log Kow = 4  Elevata potenzialitàElevata potenzialità

Log Kow = 2,5Media potenzialità

Bassa potenzialità 

Determinazione del potenziale di bioassorbimento con test batchbioassorbimento con test batch

Farmaci e Farmaci e bioassorbimentobioassorbimentoFarmaci

Modellazione matematica validata

soluzioneindsorbed CSSKC _**Modellazione matematica validata

Coefficiente di assorbimento kd (L kgSS‐1) Joss et al., 2009

Biodegradazione vs BiotrasformazioneBiodegradazione vs Biotrasformazione

Biodegradazione: definizioniBiodegradazione: definizioni

Cinetiche: Biodegradazione‐Biotrasformazione

I processi biodegradativi sono descritti principalmente da cinetiche del tipo:

Joss et al. (2008)

Microinquinante Completa mineralizzazione?

organico ? Formazione di metaboliti

Potenziale di biodegradazionePotenziale di biodegradazione

Biodegradazione o biotrasformazione?Il caso dei mezzi di contrastoIl caso dei mezzi di contrasto

Biodegradazione in impianti realiBiodegradazione in impianti reali

Strippingpp g

Dipende dalla costante di Henry (H) e dalla costante ottanolo acquaDipende dalla costante di Henry (H) e dalla costante ottanolo‐acqua (Kow) del microinquinante

Ruolo significativo per 10–2 <H< 10–3.

/Per bassi rapporti H/Kow , il composto tende ad essere adsorbito

Dipende dal flusso e dal sistema di aerazione del reattore a fanghi attiviDipende dal flusso e dal sistema di aerazione del reattore a fanghi attivi(es: diffusori a bolle fini riducono la volatilizzazione)

Avviene già nei pretrattamenti

Efficienze Efficienze apparenti apparenti di rimozione di rimozione in depuratori urbani convenzionaliin depuratori urbani convenzionaliin depuratori urbani convenzionaliin depuratori urbani convenzionali

Ternes et al., 2008

Source control:develop and choose degradable compounds

Ibuprofen

10

p g pDiclofenac

10

tion

[µg/

l]

on [µ

g/L]

tion

[µg/

l]

1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9 1

e co

ncen

trat

e concen

tratio

1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9 1

e co

ncen

trat

Blank (CAS)

0.1

Solu

ble

Soluble

0.1

Solu

ble Blank (CAS)

CASCAS+SSBlank (MBR)MBRMBR+SS

Time [d] Time [d]MBR+SS

ExampleExample•Ibuprofen and diclofenac: analgesics with comparable mode of action•Ibuprofen is degraded during wastewater treatment•Diclofenac has killed 90% of vulture population in regions of India•Diclofenac has killed 90% of vulture population in regions of India

(Joss et al, 2006)

Riassumendo, nei depuratori urbani Riassumendo, nei depuratori urbani convenzionali:convenzionali:convenzionali:convenzionali:

• adsorbimento: rilevante per alcuni (pochi) p (p )composti idrofobicibi d d i l t ibilità di• biodegradazione non completa e possibilità di biotrasformati che non implicano necessariamente detossificazione dell’effluente

• stripping/volatilizzazione: trascurabile• stripping/volatilizzazione: trascurabile• modelli matematici previsionali (utili alla pianificazione):

adsorbimento: pressoché validato– adsorbimento: pressoché validato– biodegradabilità:ancora incerto

Meccanismi e potenziali tecnologie di rimozione per contaminanti organicirimozione per contaminanti organici

Verlicchi et al, 2010

effluente aDestino delle sostanze pericolose

b effluente ariutilizzo oscarico

xenobiotici organici elementi metallici e non

influente

trattamenti

• Ossidazione• Possibili sottoprodotti

volatilizzazione/desorbimentobiodegradazione

conversione parzialereattore

biologicosedim. secondaria disinfezione

trattamentipreliminari,eventuale sedim

• Interferenza con riutilizzo

conversione parzialerecalcitranza

adsorbimento

trattamento

sedim. primaria

ricircolo • Biodegradazione, rilascio e o inibizione in

adsorbimento

fanghirilascio e o inibizione in digestione anaerobica• Interferenza con riuso

agricoloEventuali trattamenti ad hoc

fango adiscarica,

agricolo(stripping, ossidazione e AOP, precipitazione, adsorbimento, scambio ionico, membrane, ecc.) ,

utilizzo agricolo oincenerimento

Quali MIGLIORI TECNICHE DISPONIBILIMIGLIORI TECNICHE DISPONIBILI pertti i l i i di t i tiottimizzare la rimozione di contaminanti 

organici?g

Bioreattori a membrana?Ozonizzazione?C b i i i?Carboni attivi?Fitodepurazione?Fitodepurazione?Nanofiltrazione e osmosi inversa?

BioreattoreBioreattore a a membrana (MBR)membrana (MBR)Qma

Qin QoutAnox . Aer .Qin Qout

Qr qw

“submerged” “side‐stream”

Vantaggi degli MBR per la rimozione dei microinquinanti in 2 puntimicroinquinanti ... in 2 punti

1. Nessun problema legato alla sedimentabilità del p gfango

Migliore flessibilità di gestione dei processi biologici e possibilità di operare con fiocchi pin pointpossibilità di operare con fiocchi pin‐point

2. Rimozione totale dei solidi sospesi dall’effluente

Rimozione dei microinquinanti legati al particolato

Efficienza dei bioreattori a membrana vs fanghi attivi convenzionali

OzonizzazioneOzonizzazioneConfigurazioneConfigurazione ottimaleottimale notanota: (a) dopo trattamento biologico, (b) per un 

tempo di contatto di almeno 20 minuti, (c) seguito da un filtrobiologicamente attivo (i.e. filtro a sabbia) per degradare i sottoprodottibiologicamente attivo (i.e. filtro a sabbia) per degradare i sottoprodottidell’ossidazione

••DosaggioDosaggio ottimaleottimale di 0.8 gO3/di 0.8 gO3/gDOCgDOC and 5and 5‐‐10 10 gDOCgDOC mm‐‐33••ConsumoConsumo didi energiaenergia elettricaelettrica di 0 06di 0 06 ‐‐ 0 13 kWh m0 13 kWh m‐‐3 (203 (20‐‐40%40% rispettorispetto aiai costicostiConsumoConsumo di di energiaenergia elettricaelettrica di 0.06 di 0.06  0.13 kWh m0.13 kWh m 3 (203 (20 40% 40% rispettorispetto aiai costicostidi un di un sistemasistema convenzionaleconvenzionale))••CostoCosto aggiuntivoaggiuntivo di 0.05di 0.05‐‐0.15 0.15 €€/m3/m3

Performance ozonizzazione

Composti  a Composti  a prova di ozonoprova di ozono

AdsorbimentoAdsorbimento susu carbonecarbone attivoattivo ––configurazioniconfigurazioni possibilipossibili:configurazioniconfigurazioni possibilipossibili: 

AdsorbimentoAdsorbimento susu carbonecarbone attivoattivo –– configurazioniconfigurazioni possibilipossibili: • dosaggio di carbone attivo in polvere (PAC) e flocculantegg p ( )

seguito da chiarificatore gravitazionale e filtro• dosaggio diretto in vasca biologicagg g

•• Dosaggio tipico: 10Dosaggio tipico: 10÷÷2020 mgPACmgPAC/L/L•• Costi aggiuntivi 0 1Costi aggiuntivi 0 1 0 20 2 €€/m3 (esercizio e ammortamento)/m3 (esercizio e ammortamento)•• Costi aggiuntivi 0.1Costi aggiuntivi 0.1‐‐0.2 0.2 €€/m3 (esercizio e ammortamento)/m3 (esercizio e ammortamento)•• No sottoprodottiNo sottoprodotti

Prestazioni dell’adsorbimento sui carboni attivicarboni attivi

Joss et al., 2009

Costi di investimento e di esercizio: carboni attivi vs ozono

Fonte: EAWAG

Nanofiltrazione e Osmosi Inversa

C i i i i i i 0 5 kWh 3Consumi energetici aggiuntivi: 0.5 kWh m‐3 

Svantaggi:20÷25% dell’acqua influente viene smaltita con il ritenuto per evitare scaling delle membrane

NEL PROSSIMO FUTURO NANOFILTRAZIONE e OSMOSI INVERSA NON COSTITUISCONO UNA STRADA 

PERCORRIBILE PER TRATTARE LE ACQUE REFLUE URBANE 

FitodepurazioneFitodepurazione

Performance Performance fitodepurazionefitodepurazione

An overview

Cosa accade nel trattamento integrato acque reflue e FORSU? Unintegrato acque reflue e FORSU? Un 

caso di studio italiano

Greased i

Screen Secondary clarifier

Pre‐anoxic/Anaerobic/Anoxic/Oxic Treatment

Influent

AO Effluentand gritchamber

Return sludge

Desinfection

WAS

OXICANOANA

p‐ANO

Return mixed liquor

Effluent

WAS

Sludge Sludge SludgeAnaerobic

Bio‐gasPre‐thickening

OFMSW+WASOFMSW IN OUTSludgeThickening

SludgeDewatering

goutlet

Anaerobicdigestion

OFMSW+WAS mixing

OFMSW pretreatment

Struvite W t tStruvite

WAS

StruviteCrystallisation

Process

Wastewaterheadworks

StruviteShort-cut nitrogen

bio-removal(demostration SBR)

Wastewaterheadworks

Therapeutic class (ATC Code)

Compound Removal Effluent Wastewater Treated sludge% mg/(day*1000PE) mg/(day*1000PE)

Ketoprofen 79 93 n.d.M01 Naproxen 86 68 0.35

Diclofenac 35 136 2.1Bezafibrate 73 40 0.25

C10 Gemfibrozil 59 19 0.94Atorvastatin 56 26 1.2

N05Diazepam 41 2.0 n.d.Lorazepam 47 31 1 5Lorazepam 47 31 1.5

N03 Carbamazepine 24 56 1.5

Matebolite Epoxy-CBZ 24 12.3 n.d.A01 Ranitidine 89 6 7 n dA01 Ranitidine 89 6.7 n.d.

J01

Trimethoprim 59 27 0.66Metronidazole 79 49 n.d.Roxithromycin 37 1 5 0 48J01 Roxithromycin 37 1.5 0.48Clarithromycin 49 98 2.5Azithromycin 35 45 7.5

C07Atenolol 60 166 0.73

C07Sotalol 42 33 0.30

R03 Salbutamol 69 4.6 n.d.

C03Furosemide 73 127 6.0

C03Hydrochlorthiazide 44 189 1.52

C09 Enalapril 97 2.0 n.d.A10 Glibenclamide 73 8.4 0.95

Coefficiente di partizione: dai solidi sospesi Coefficiente di partizione: dai solidi sospesi influenti, al fango attivo e al fango digeritoinfluenti, al fango attivo e al fango digerito

H

900

1000Influent SS Thickened sludge Digested sludge

600

700

800

900

300

400

500

Kd,

L/k

g

0

100

200

cin

cin de ac de m tin ol m ne de

Azi

thro

myc

Cla

rithr

omyc

Fur

osem

id

Dic

lofe

na

ochl

orot

hiaz

id

Trim

etho

pri

Ato

rvas

tat

Ate

nol

Lora

zepa

arba

maz

epi n

Glib

encl

amid

C

Hyd

ro C

Rimozione in Rimozione in coco‐‐digestionedigestioneanaerobicaanaerobica

H

80

100 Removal based on dry weightRemoval based on total mass flow

40

60

Rem

oval

, %

0

20

ycin

ycin

mid

e

enac

zide

prim

tatin olol

pam

pine

mid

e

R

Azith

rom

y

Cla

rithr

omy

Furo

sem

Dic

lofe

droc

hlor

othi

az

Trim

etho

p

Ator

vast

Aten

Lora

zep

Car

bam

azep

Glib

encl

am

Hyd

1000

Trattamento acque reflue d li ?ospedaliere?

Composizione acque reflue 

Le acque reflue ospedaliere sono composte sostanzialmenteospedaliere: generalità

Le acque reflue ospedaliere sono composte sostanzialmente da tre differenti servizi:1 Generali (cucine lavanderia sistemi di condizionamento)1. Generali  (cucine, lavanderia, sistemi di condizionamento)2. Diagnostica (laboratori, ambulatori, radiologia, centri 

trasfusionali)trasfusionali)3. Reparti (medicina generale, chirurgia, specialistici, 

emodialisi)emodialisi)In Italia le acque reflue di specifici reparti o servizi (medicina 

nucleare o laboratori istologici) che contengono rifiutinucleare o laboratori istologici) che contengono rifiuti radioattivi o parti anatomiche non sono scaricate in fognatura ma smaltite come rifiutifognatura, ma smaltite come rifiuti

DIVIETODIVIETO

Il D.Lgs. 152/2006 vieta espressamente:• lo "scarico indiretto": è vietato scaricare inlo  scarico indiretto : è vietato scaricare in fogna un rifiuto liquido raccolto in taniche o serbatoiserbatoi

Non è ammesso, senza idoneo trattamento e senza specifica autorizzazione dell‘Autorità competente, lo smaltimento dei rifiuti anche se triturati, indell Autorità competente, lo smaltimento dei rifiuti anche se triturati, in fognatura. (Art. 107, c. 3, DLgs 152/2006, così come modificato dal D.Lgs.4/2008)

Produzione di acque reflue e impatto su acque reflue urbane in piccoli e grandi centrireflue urbane in piccoli e grandi centri

Verlicchi et al., 2010

In media: circa 700 litri acque reflue al giorno per posto lettoIn media: circa 700 litri acque reflue al giorno per posto letto

,

Quanto costa smaltire rifiuti sanitari?

Obiettivo (ambizioso) per la gestione degli scarichi ospedalieri

I di id t tti i d tti di t h l• Individuare tutti quei prodotti di scarto che, nel rispetto della sicurezza e dell'ambiente, possono essere gestiti come scarichi idriciessere gestiti come scarichi idrici.

• Tali prodotti sono quelli per i quali il convogliamento in rete idrica il mescolamentoconvogliamento in rete idrica, il mescolamentocon gli altri scarichi provenienti dalla struttura e i trattamenti effettuati prima dell'immissione in rete fognaria e/o dal gestore della rete medesima consentono la diluizione, la degradazione e l'eliminazione delle sostanze potenzialmentel eliminazione delle sostanze potenzialmente pericolose per la salute e per l'ambiente.

Acque reflue ospedaliere: indagine in Emilia Romagna

Best practice (teorica)p• Scarico in pubblica fognatura: reflui che contengono sostanze che si degradano spontaneamente / vengonosostanze che si degradano spontaneamente / vengono efficacemente degradate dagli impianti di depurazione

• Scarico in pubblica fognatura: reflui compatibili che non• Scarico in pubblica fognatura: reflui compatibili che non rispettano 1/+ parametri (es. tensioattivi) per i quali è possibile valutare una autorizzazione in deroga da parte delpossibile valutare una autorizzazione in deroga da parte del gestore SII oppure la fattibilità di un impianto di trattamentotrattamento

• Solo se non vi è alternativa, i reflui devono essere gestiti ifi i li idi ifi d l ibili à dicome rifiuti liquidi, verificando la possibilità di 

collettamento in serbatoi centralizzati dei compatibili hi ichimicamente

• Raccolta dei rifiuti liquidi in tanica

Trattamenti attuali di acque reflue ospedaliere: oggi, in generale…

• Disinfezione degli scarichi• Raramente, blando trattamento biologico tradizionale, gMa, per nuovi grandi ospedali in piccole periferie urbane:

Verlicchi et al., 2010

Applicazione delle migliori tecniche disponibili,

Un punto di vista sulla disinfezione sugli scarichi ospedalieri (1)sugli scarichi ospedalieri (1)

La maggior parte delle reti fognarie recapitano in depuratori in cui è i l di i f i d ll' ffl i d ll'i i i iprevista la disinfezione dell'effluente prima dell'immissione in corpo 

idrico.• Lo scarico proveniente dall'ospedale apporta un contributo• Lo scarico proveniente dall ospedale apporta un contributo 

quantitativamente modesto al flusso di massa e al carico organico complessivo.complessivo.

• Il “problema” Patogeni a trasmissione orofecale (es. HAV, salmonella): i pochi pazienti affetti da tali patologie sono gestiti come pazienti in p p p g g pisolamento infettivo generalmente in reparti diversi da quelli di malattie infettive, quindi le loro deiezioni si mescolano a quelle di 

i li l i i i b d ì l dil i itutti gli altri pazienti, subendo così una notevole diluizione.• Gli impianti di disinfezione esistenti nelle strutture sanitarie utilizzano 

ipoclorito o biossido di cloro la cui presenza come residuoipoclorito o biossido di cloro, la cui presenza come residuo nell‘effluente può creare problemi al depuratore.

Un punto di vista sulla disinfezione sugli scarichi ospedalieri (2)

L i i d li i hi d ll' d l• La composizione degli scarichi dell'ospedale non presenta, in media, differenze significative nel carico biologico rispetto a quelli provenienti dalle abitazionibiologico rispetto a quelli provenienti dalle abitazioni, che spesso formano il grosso dello scarico in ingresso al depuratore, quindi la disinfezione degli scarichi delle p , q gstrutture sanitarie che si immettono in rete fognaria servita da depuratore è una pratica inefficace e i i tifi tingiustificata.

• concordare con Autorità competente l’eliminazione della disinfezione degli scarichi per nuove autorizzazionidella disinfezione degli scarichi per nuove autorizzazioni o nei rinnovi

CRITICITA’ ‐> UNA SOLUZIONE PROPOSTA

T tt t d li i hiTrattamento degli scarichi1) Stoccaggio scarichi parziali di Medicina Nucleare2) Trattamenti chimico fisici sugli scarichi parziali di Laboratorio2) Trattamenti chimico‐fisici sugli scarichi parziali di Laboratorio analisi (es., ozonizzazione)

3) Disinfezione sugli scarichi parziali dai reparti di Malattie3) Disinfezione sugli scarichi parziali dai reparti di Malattie Infettive o sull’insieme degli scarichi dell’ospedale

OBIETTIVI:1) riduzione livello di radioattività al di sotto dei limiti previsti per il nulla osta

2) id i d i i i li i i2) riduzione dei parametri entro i limiti3) pratica inefficace e ingiustificata

Inquinanti convenzionali e farmaci nelle acque reflue ospedaliere ed urbane: unacque reflue ospedaliere ed urbane: un 

caso italiano

Verlicchi et al., 2010

Trattamento di acque reflue Trattamento di acque reflue 

PNECPNECospedaliere ospedaliere 

Hospitalwastewater

Hospitalwastewater

SewerSewer Optimal treatment before dilution

WWTP influent

WWTP ffl t

WWTP influent

WWTP ffl tWWTP effluent

Receivingi (Gl tt)

CiprofloxacinNorfloxacin

WWTP effluent

Receivingi (Gl tt)

CiprofloxacinNorfloxacin

river (Glatt)0.001 0.01 0.1 1 10 100

river (Glatt)0.001 0.01 0.1 1 10 100

Concentration [µg L-1]Concentration [µg L-1]Alder et al. 2004

Upgrading dell’impianto urbano o depuratore acque reflue ospedaliere?

Altre buone pratiche? Uso di antibiotici in zootecniaUso di antibiotici in zootecnia

Classi di antibiotici prescritte (gr/1000 capi)

Attualmente: grossa attenzione ai carichi azotati legati ai liquami (attuazione Direttiva Nitrati)liquami (attuazione Direttiva Nitrati)

Perché non trarre vantaggio dagli attuali studi sulla i i / d ll’ i l drimozione/recupero dell’azoto e riservare la dovuta 

attenzione ai farmaci veterinari?

Not only hospitals: hormones in livestock waste•Hormones concentrations (17‐β‐ estradiolo, estrone, 17‐α‐ estradiol) in the range 55÷÷80 80 μμg/Lg/L

f f ( d )•Specific emission factors (pigs and cows):

•17‐β‐ estradiol: 1,1÷9,7 mg d‐1 per 1000 kg Live Weight

•estrone 2,6÷28 mg d‐1 per 1000 kg Live Weight

•17‐α‐ estradiol 1,9÷8,7 mg d‐1 per 1000 kg Live Weight

In the USA 10 million cows e 43 million pigs excrete daily a mix of:•10–30 kg of 17‐β‐estradiol•20–80 kg of estrone

Huge amounts of waste generated by farm animals are flooding the

g

Huge amounts of waste generated by farm animals are flooding the environment with potentially endocrine‐disrupting hormones

JULY 1, 2004 / ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY

Considerazioni conclusive (1)I depuratori urbani convenzionali rimuovono apparentemente, con buone ed ottime efficienze, buona parte dei composti , p pfarmaceutici di maggior consumo, ma: (1) i il d ti fi l l d i(1) si conosce il destino finale solo dei composti (bio)adsorbiti, per i quali il problema è trasferito; (2) sono necessarie indagini sui prodotti della(2) sono necessarie indagini sui prodotti della (bio)trasformazione e sulla loro (eco)tossicità

Considerazioni conclusive (2) Il bioreattore a membrana può migliorare le prestazioni del processo biologico ma non è determinante perdel processo biologico, ma non è determinante per massimizzare le efficienze di rimozione dei composti f ti ifarmaceutici

Tra le migliori tecniche disponibili, l’ozono e i carboni attivi sembrano essere i più promettenti

La fitodepurazione su reed bed è poco performanteLa fitodepurazione su reed bed è poco performante Il pre‐trattamento avanzato delle acque reflue ospedaliere e maggiore attenzione ai liquami zootecniciospedaliere e maggiore attenzione ai liquami zootecnici sono buone pratiche da valutare

In base alle conoscenze attuali, quali azioni intraprendere?

17/11/2011

Verso gli obiettivi del 2015: inquinanti non-convenzionali ed emergenti nel ciclo urbano delle acque

G i l’ i

17/11/2011

Grazie per l’attenzioneFrancesco Fatone

Department of Biotechnology – University of Verona

School of “Chemical Engineering for the Environment”

Interuniversity consortium Chemistry for the EnvironmentInteruniversity consortium Chemistry for the Environment