Agriculture reuse in Southern Italy: the case of Apulia Region
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Il documento tratta del progetto in.te.r.r.a, focalizzato sul riutilizzo delle acque reflue in agricoltura nella regione Puglia, evidenziando le innovazioni tecnologiche e i problemi legati alla desertificazione. Si analizzano le fonti di acque reflue, la loro disponibilità, e le strategie regionali per la gestione sostenibile delle risorse idriche. Vengono inoltre discusse le tecnologie attuali, come le membrane a filtrazione, e le normative italiane riguardanti il riutilizzo delle acque.
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- 1. PROGETTO IN.TE.R.R.A ESPERTO IN TRATTAMENTI DELLE ACQUE REFLUE FINALIZZATI AL LORO RIUTILIZZO IRRIGUO (MODULO 4) INNOVAZIONI TECNOLOGICHE E DI PROCESSO PER IL RIUTILIZZO IRRIGUO DELLE ACQUE REFLUE URBANE E AGROINDUSTRIALI AI FINI DELLA GESTIONE SOSTENIBILE DELLE RISORSE IDRICHE INTRODUZIONE IL RIUTILIZZO DELLE ACQUE REFLUE DEPURATE IN AGRICOLTURA Ing. Sabino DE GISI
- 2. Framework della lezione Il problema della desertificazione e il ruolo strategico del riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura; Il caso studio della Regione Puglia in Italia Meridionale; La problematica; Le strategie adottate dagli strumenti di programmazione regionali; Il fabbisogno idrico richiesto per l’agricoltura; La disponibilità di acque reflue depurate a partire dagli impianti diLa disponibilità di acque reflue depurate a partire dagli impianti di depurazione per reflui urbani attualmente presenti; Gli schemi di processo adottati; Le tipologie di riutilizzo delle acque reflue depurate; I composti distruttori endocrini (EDCs) e altre sostanze in traccia; Argomenti del corso – Programma; I sussidi didattici; Bibliografia della lezione ed altri riferimenti.
- 3. Introduzione
- 4. Il problema Secondo la Convenzione delle Nazioni Unite per la Lotta alla Siccità e Desertificazione (UNCCD) la desertificazione è il degrado delle terre nelle aree aride, semi-aride e sub-umide secche, attribuibile a varie cause, tra le quali le Definizione di desertificazione attribuibile a varie cause, tra le quali le variazioni climatiche e le attività umane
- 5. Il punto di partenza Cause della desertificazione Condizioni di clima caldo arido; Scarse e irregolari precipitazioni; Erosività degli eventi piovosi. Naturali Sovrasfruttamento della falda; Irrigazione con acque salmastre; Smaltimenti abusivi sui terreni abbandonati; Pratiche agronomiche irrazionali; Incendi boschivi. Antropiche
- 6. La Regione Puglia Sovrasfruttamento della falda Irrigazione con acque salmastre Condizioni di clima caldo arido Scarse e irregolari precipitazioni Pratiche agronomiche irrazionali Incendi boschivi
- 7. Distribuzione delle precipitazioni circa uguali a 660 mm/anno 1. Environmental Drivers
- 8. «Soltanto» il 23,8% (3.653 km2 su 19.333 km2) del terreno utilizzato in agricoltura, richiede un fabbisogno idrico 23,8% 76,2% Aree coltivate irrigate Aree coltivate non irrigate 78,8% 21,2% Uso agricolo del suolo Altri usi 1. Environmental Drivers
- 9. Uliveti (barese, brindisino e leccese)Boschi (Gargano e Sub-Appennino Dauno) Seminativi (foggiano) Pineta (tarantino jonico) Frutteti (tarantino) Vigneti (tutta)
- 10. Malgrado il terreno agricolo da irrigare è pari soltanto al 23,8% dell’area coltivata, grandi quantitativi d’acqua prelevati dalle falde sono richiesti 1. Environmental Drivers
- 11. Con un intenso sfruttamento della falda idrica di acqua dolce … … e causando anche fenomeni di intrusione di acqua di mare 1. Environmental Drivers
- 12. La salinità ha portato al raggiungimento di valori anche di 20.000 µµµµS/cm 1. Environmental Drivers e la creazione di aree sottoposte a stress idrologico per squilibrio tra emungimento e ricarica
- 13. Che cosa si è deciso di fare? Regione Puglia Queste previsioni e la scarsità persistente della risorsa idrica, hanno spinto il governo regionale ad inserire il riuso delle acque reflue all’interno del Piano Regionale di Gestione delle Acque 1. Interrompere la pratica di scaricare le acque reflue depurate direttamente nel sottosuolo 2. Indicare il riuso delle acque reflue depurate come una possibile alternativa
- 14. La disponibilità di acque reflue In regione Puglia ci sono 215 impianti di depurazione delle acque reflue urbane di cui: Dotazione impiantistica 173 gestiti dall’Acquedotto Pugliese (AQP); 29 gestiti direttamente dai Comuni; 2 gestiti direttamente dalla Regione Puglia; 2. Wastewater availability 11 non in esercizio. Gli impianti gestiti dall’AQP hanno una potenzialità di trattamento totale, di progetto, di circa 250 milioni di metri cubi di acque reflue.
- 15. La disponibilità di acque reflue Il Piano di Tutela delle Acque (PTA) della Regione Puglia definisce le strategie più opportune per la protezione e la gestione della risorsa idrica (complessiva) ai fini dell’implementazione del programma per il riutilizzo delle acque reflue depurate. In particolare, riporta i volumi di acque reflue depurate disponibili, i costi, il cronoprogramma, ecc. Il Piano di Tutela delle Acque cronoprogramma, ecc. Inoltre, esso contiene la descrizione dello stato dell’arte degli impianti sia dal punto di vista tecnologico/infrastrutturale che sulla capacità di trattare i reflui nel rispetto dei vincoli imposti dalla normativa. Con riferimento agli impianti gestiti dall’AQP, non tutti presentano condizioni tali da poter consentire, dal punto di vista economico, il riutilizzo delle acque reflue depurate (infatti, alcuni hanno una piccola capacità di trattamento, altri sono lontani dalle zone agricole, altri presentano una scarsa dotazione tecnologica, ecc.). 2. Wastewater availability
- 16. Impianti di depurazione presenti in Puglia (da PTA regione Puglia) 2. Wastewater availability Di questi impianti soltanto alcuni sono compatibili con la strategia del riutilizzo
- 17. Comune Caratteristiche Capacità (m3/d) Volume accumulabile (m3/anno) (o) = impianti equipaggiati con trattamenti di affinamento. (x) = impianti con trattamenti di affinamento in costruzione. (≠) = impianti che Legenda (≠) = impianti che necessitano di essere adeguati dal punto di vista strutturale e/o equipaggiati con trattamenti di adeguamento. (^) = impianti il cui finanziamento è già stato garantito da fonti regionali, nazionali e/o europee.
- 18. Gli impianti di depurazione in Puglia Durante la prima fase del Piano di Tutela delle Acque della Regione Puglia, circa il 50% de volumi delle acque reflue recuperabili riportati nella tabella precedente, saranno realmente disponibili (e di conseguenza riutilizzabili). Dal punto di vista tecnologico, la maggior parte degli impianti sarà equipaggiato in accordo allo schema di processo riportato sottostante: Schema di processo equipaggiato in accordo allo schema di processo riportato sottostante: 3. Wastewater technical issues
- 19. Gli impianti di depurazione in Puglia Per quanto riguarda la chiariflocculazione, il coagulante utilizzato è il cloruro di ferro mentre il flocculante il polielettrolita anionico. La fase di filtrazione è realizzata con un filtro profondo a sabbia, sabbia + antracite; La disinfezione è realizzata con i composti del cloro o le raiazioni ultraviolette (UV). Schema di processo ultraviolette (UV). Lo schema riportato è del tipo «full» e mentre da un lato si caratterizza per un certo grado di complessità dall’altro presenta un basso rischio dovuto ad un inefficiente processo di trattamento. 3. Wastewater technical issues
- 20. Opzioni tecnologiche Analizziamo ulteriori schemi di processo alternativi a quello previsto dagli strumenti di pianificazione della regione Puglia! AQUATEC Il progetto, coordinato dall’IRSA-CNR, è stato finanziato dalla Comunità Europea (50%) e dal Governo Italiano (50%) con un importo di 19 milioni di euro e per una durata di 4 anni (Aprile 2002 – Marzo 2006). Il consorzio è formato da 5 università (Bari, Napoli, Catania, Basilicata e Calabria) e da 3 grandi imprese private (Enel-Hydro, Sicilia; Hydrocontrol, Sardegna; Iside, Campania). AQUATEC
- 21. Opzioni tecnologiche AQUATEC L’obiettivo principale del progetto è quello di identificare le migliori soluzioni tecnologiche da implementare nel sud d’Italia e con riferimento alle seguenti aree: controllo e gestione della risorsa idrica; efficienza e sicurezza nella gestione integrate delle acque; ricarica delle falde; ericarica delle falde; e riutilizzo delle acque reflue depurate. Il progetto ha previsto sperimentazione su scala dimostrativa su impianti localizzati presso 4 siti del Sud Italia (Cerignola, Ferrandina, Caltagirone, S. Michele di Ganzaria).In particolare, sono state valutate le seguenti opzioni tecnologiche: membrane (MBR); trattamenti semplificati (nessun biologico); accumulo di acque reflue depurate; fitodepurazione.
- 22. Cerignola Ferrandina Caltagirone S. Michele di Ganzaria
- 23. Schema di trattamento 1 Opzioni tecnologiche 10 11 13 14 ALLA RETE DI DISTRIBUZIONE RICIRCOLO FANGHI ATTIVI FANGO SECONDARIO GRIGLIATO FANGO PRIMARIO SABBIE, OLI E GRASSI Riutilizzo in Agricoltura INGRESSO GRIGLIATURA DISABBIATORE SEDIMENTAZIONE PRIMARIA DENITRIFICAZIONE DISINFEZIONE EFFLUENTE DEPURATO VASCA DI ALIMENTAZIONE MBR MBR SEDIMENTAZIONE SECONDARIA OSSIDAZIONE/NITRIFICAZIONE SERBATOIO DI STOCCAGGIO RICIRCOLO DEL PERMEATO 12 Ossigeno Utilizzo di tecnologie a membranaImpianto esistente
- 24. Tipologie di membrane di micro e ultra filtrazione
- 25. Le membrane generalmente adottate per la filtrazione terziaria (MBR) Opzioni tecnologiche
- 26. Schema di trattamento 2 Opzioni tecnologiche Riutilizzo in Agricoltura (drip irrigation system) 10 11 1213 14 INGRESSO GRIGLIATURA BACINI DI MISCELAZIONE COAGULANTE CORREZIONE pH (eventuale) FILTRAZIONE A SABBIA DISINFEZIONE EFFLUENTE DEPURATO SERBATOIO DI STOCCAGGIO SEDIMENTAZIONE PRIMARIA FLOCCULANTE (eventuale) FANGO PRIMARIO REFLUO/FANGO DI CONTROLAVAGGIO GRIGLIATO Trattamenti semplificati con assenza di processi di natura biologica
- 27. Filtrazione su sabbia Filtri in pressione Filtri a gravità
- 28. Schema di trattamento 3 Opzioni tecnologiche Riutilizzo in Agricoltura 14 15 Riutilizzo in Agricoltura 10 11 12 13 SABBIE, OLI E GRASSI GRIGLIATO INGRESSO GRIGLIATURA DISABBIATORE/DISOLEATORE DENITRIFICAZIONE OSSIDAZIONE/NITRIFICAZIONE EFFLUENTE DEPURATO ACCUMULO E POMPAGGIO VASCA DI ACCUMULO IN Cls SERBATOI DI STOCCAGGIO DISINFEZIONE SEDIMENTAZIONE SECONDARIA FANGO SECONDARIO RICIRCOLO FANGHI ATTIVI Accumulo delle acque reflue dopo la disinfezione in cisterne/vasche naturali Impianto esistente
- 30. Schema di trattamento 4 Opzioni tecnologiche 14 15 INGRESSO GRIGLIATURA VASCA IMHOFF PRIMARIA POZZETTO DI CARICO FILTRO PERCOLATORE VASCA IMHOFF SECONDARIA DISINFEZIONE REFLUO DEPURATO POZZETTO DI CARICO FITODEPURATORE SFS-H VASCA DI STOCCAGGIO SERBATOI DI STOCCAGGIO FANGHI SECONDARI FANGHI PRIMARI 10 Riutilizzo in Agricoltura 11 12 13 GRIGLIATO Impianto esistente Accumulo delle acque reflue dopo processi naturali di fitodepurazione
- 32. LA SITUAZIONE IN ITALIA
- 33. La situazione italiana In Italia il consumo idrico ammonta a circa 50 miliardi di m3, così suddivisi: Italia Il 63% per uso agricolo Il 25% per uso industriale Il 12% per uso potabile Tenendo in conto della problematica della desertificazione e dell’elevata percentuale di acqua destinata al settore agricolo, diventa interessante utilizzare «risorse non convenzionali» non dimenticandosi di vincoli di carattere economico e di disponibilità della risorsa alternativa! … infatti, i costi sono tra gli aspetti principali da considerarsi come desumibile dal grafico successivo …
- 34. La situazione italiana Modifiche delle caratteristiche delle acque connesse al loro uso ed ai trattamenti di potabilizzazione, depurazione e affinamento
- 35. Il riutilizzo nella normativa Italiana Legge n. 319/76 (Legge Merli) Delibera CITAI del 1977 Legge n. 183/1989 Direttiva 91/271 e Direttiva 91/676 CEE Il Riuso è menzionato DLgs 152/1999 Direttiva 2000/60/CE D.M. n. 185/2003 DLgs 152/2006 (Codice Ambientale) DLgs 02/05/2006 n. 93 Il Riuso è incentivato ed è obiettivo (PTA) Il Riuso è disciplinato
- 36. Il riutilizzo in ITALIA - Normativa Irriguo: per l’irrigazione di colture destinate sia alla produzione di alimenti per il consumo umano ed animale sia ai fini non alimentari, nonché per l’irrigazione di aree destinate al verde o ad attività ricreative o sportive. Civile: per il lavaggio delle strade nei centri urbani; per l’alimentazione dei Destinazioni d’uso ammissibili secondo il DLgs n. 93 del 02/05/2006 Civile: per il lavaggio delle strade nei centri urbani; per l’alimentazione dei sistemi di riscaldamento o raffreddamento; per l’alimentazione di reti duali di adduzione, separate da quelle delle acque potabili, con esclusione dell’utilizzazione diretta di tali acque negli edifici a uso civile, ad eccezione degli impianti di scarico nei servizi igienici. Industriale: come acqua antincendio, di processo, di lavaggio e per i cicli termici dei processi industriali, con l’esclusione degli usi che comportano un contatto tra le acque reflue recuperate e gli alimenti o i prodotti farmaceutici e cosmetici.
- 37. Reimpiego per uso potabile Riutilizzo diretto (ciclo chiuso) che prevede una immissione diretta del refluo trattato nel sistema di distribuzione idrico. Riutilizzo indiretto, che prevede lo stoccaggio intermedio del refluo trattato in un bacino (o ricarica della falda). Reimpiego per uso potabile Per uso diretto si adotta un processo completo che prevede: chiariflocculazione – filtrazione – adsorbimento su carbone attivo – processo a membrana – disinfezione. Per uso indiretto si adotta un processo semplificato: filtrazione – adsorbimento su carbone attivo – disinfezione. In Italia non esistono applicazioni a scala reale. All’estero esistono applicazioni sia a ciclo chiuso (Africa, Colorado) sia di riutilizzo indiretto (California, Israele, Messico)
- 38. Reimpiego per uso agricolo Utilizzo diretto (che vede il refluo più o meno affinato, direttamente impiegato a scopo irriguo) Utilizzo indiretto (dove il refluo è sversato in un corpo idrico destinato ad uso irriguo) Reimpiego per uso agricolo Impianto di Accumulo stagionale Effluenti urbani Impianto di depurazione Accumulo stagionale in invasi naturali e artificiali Compenso giornaliero in serbatoi artificiali Terreno agricolo Corpo idrico superficiale Falde sotterranee Ricarica Scarico Uso indiretto Uso diretto
- 39. Il RIUTILIZZO DELLE ACQUE REFLUE DEPURATE IN AGRICOLTURA: UN CASO STUDIO
- 40. Tecnologie a membrana La sperimentazione ha previsto il ricorso alla filtrazione con membrane (Sistema MBR) per il trattamento delle acque reflue urbane ai fini di un loro riutilizzo in agricoltura. Le membrane sono state scelte per la loro capacità di trattare acque reflue con caratteristiche variabili e per rimuovere i microrganismi La scelta di un sistema MBR reflue con caratteristiche variabili e per rimuovere i microrganismi patogeni. In questo modo, è possibile rinunciare alla disinfezione con agenti chimici (ad esempio, con i composti del cloro) che a sua volta favorisce la formazione di sotto-prodotti altamente tossici (DBPs). Di conseguenza, le tecnologie a membrana consentono sia di limitare la formazione dei sotto-prodotti della disinfezione sia di non perdere qualità microbiologica e potenziale agronomico.
- 41. 10 11 13 Schema di processo 14 ALLA RETE DI DISTRIBUZIONE RICIRCOLO FANGHI ATTIVI FANGO SECONDARIO GRIGLIATO FANGO PRIMARIO SABBIE, OLI E GRASSI Riutilizzo in Agricoltura INGRESSO GRIGLIATURA DISABBIATORE SEDIMENTAZIONE PRIMARIA DENITRIFICAZIONE DISINFEZIONE EFFLUENTE DEPURATO VASCA DI ALIMENTAZIONE MBR MBR SEDIMENTAZIONE SECONDARIA OSSIDAZIONE/NITRIFICAZIONE SERBATOIO DI STOCCAGGIO RICIRCOLO DEL PERMEATO 12 Ossigeno Utilizzo di tecnologie a membrana
- 42. Tecnologie a membrana Il sistema MBR Rimozione completa dei SS (nessun problema di intasamento dei distributori e dei gocciolatoi); Necessità di periodiche pulizie delle membrane; Possibilità di perdita dell’integrità delle membrane; VANTAGGI SVANTAGGI dei gocciolatoi); Parziale disinfezione; Qualità dell’effluente elevata e costante; Basso consumo di reagenti chimici; Ideale per accoppiamento con disinfezione UV e trattamenti ossidativi per l’ulteriore affinamento. dell’integrità delle membrane; Costi delle membrane (in calo); Aumentata complessità di gestione dell’impianto con richiesta di personale competente
- 43. Trattamento terziario con MBR Campo prove da 1.000 m2 Il sito sperimentale di Cerignola (FG) Impianto da 50.000 AE
- 44. Il sito sperimentale di Cerignola (FG)
- 45. L’impianto di filtrazione a membrana (MBR) del caso studio Il sito sperimentale di Cerignola (FG)
- 46. Il sito sperimentale di Cerignola (FG)
- 47. Il sito sperimentale di Cerignola (FG)
- 48. Tecnologie a membrana L’impianto pilota è stato installato presso l’impianto di depurazione per reflui urbani di Cerignola (50.000 AE) in regione Puglia, utilizzando una frazione dell’effluente secondario depurato; L’impianto si basa sul sistema a membrane fornito dalla Zenon L’impianto di filtrazione a membrana del caso studio L’impianto si basa sul sistema a membrane fornito dalla Zenon Environment Inc. (Canada), prevede l’utilizzo di membrane a fibre cave (hollow fiber filtration) ed ha una produttività massima di 0,7 m3/h. Il modulo della membrana (ZeeWeed®) è immerso nel bacino di alimentazione di 1,5 m3 e presenta una superficie complessiva di 23,5 m2. Ogni singolo elemento del modulo (parte unitaria), ha un diametro esterno di 1,9 mm, un diametro interno di 1,0 mm ed una dimensione nominale dei pori pari a 0,03 µm.
- 49. Tecnologie a membrana Il modulo opera in modalità out-in ed il permeato viene estratto dalla superficie interna delle fibre mediante l’applicazione di una pressione negativa alle estremità del modulo, dove le estremità delle fibre sono connesse. L’impianto di filtrazione a membrana del caso studio La fase di estrazione del permeato ha una durata variabile tra 90-360 s mentre, la fase di lavaggio delle membrane (backwash) una durata variabile tra 30-40 s. Quest’ultima prevede il pompaggio di parte del permeato all’interno delle fibre in modo da non far ostruire i pori. Al fine di limitare fenomeni di shear stress e biofilm formation sulla superficie esterna delle fibre cave, il refluo influente è aerato con bolle grossolane e parte del permeato è ricircolato all’interno del bacino di alimentazione del modulo a membrana.
- 50. Tecnologie a membrana L’impianto di filtrazione a membrana del caso studio ParticolareParticolare dell’impianto pilota
- 51. Tecnologie a membrana Il permeato viene accumulato i 6 serbatoi da 5 m3 cadauno i modo da soddisfare, anche con un certo margine, il fabbisogno di acqua richiesto per le colture considerate (pomodori, finocchi e lattughe). Tale fabbisogno risulta pari a 15 m3 di acqua per singola irrigazione. L’impianto di filtrazione a membrana del caso studio Tale fabbisogno risulta pari a 15 m di acqua per singola irrigazione. La costruzione di un’apposita rete consente di portare l’acqua dai serbatoi di stoccaggio fino alla zona coltivata distante circa 100 m.
- 52. Tecnologie a membrana A partire da giugno 2003, la sperimentazione ha previsto la piantumazione dei pomodori (disposti lungo 2 linee distanti 1,6 m e con una densità di piante pari a 3,1 piante/m2). Dopo circa 3 mesi (a settembre 2003), i pomodori sono stati raccolti. Sullo stesso terreno e a partire da ottobre 2003, sono stati piantati i finocchi (disposti lungo una singola linea e separati 0,3 m gli uni dagli altri). Dopo circa 6 mesi (Aprile 2004), i finocchi sono stati raccolti. L’irrigazione degli ortaggi i finocchi sono stati raccolti. A partire da fine aprile 2004, è stata piantata la lattuga, disposta lungo una singola linea e distanziati di 0,4 m. Il periodo di raccolta è avvenuto a luglio del 2004. Giugno Luglio Agosto Settembre 2003 2003 Ottobre Novembre Dicembre Gennaio 2004 Febbraio Marzo Aprile 2004 2004 Maggio Giugno Luglio
- 53. Tecnologie a membrana Gli ortaggi sono stati irrigati per mezzo di un sistema di distribuzione dell’acqua del tipo a goccia (drip irrigation). L’irrigazione ha avuto inizio quando il deficit di acqua nel suolo (SWD, Solid Water Deficit) è risultato pari al 35% dell’acqua totale disponibile (TAW, Total Available Water). L’irrigazione degli ortaggi Vasca di compensazione e di carico Pompa Filtro Tubazione di distribuzione con ugelli Collettore di alimentazione Collettore di ritorno Goccia Ugello Dispositivo di controllo del flusso Tubazione di distribuzione Dal trattamento secondario Vasca di compensazione e di carico Pompa Filtro Tubazione di distribuzione con ugelli Collettore di alimentazione Collettore di ritorno Goccia Ugello Dispositivo di controllo del flusso Tubazione di distribuzione Dal trattamento secondario
- 54. Campionamento e analisi 1 2 0,1 m 5 TFMW (dopo stoccaggio) WW Ortaggi WW 0,2 m 0,4 m 0,6 m 0,8 m 3 0,1 m 4 Suolo Suolo TFMW
- 55. Tecnologie a membrana Risultati ottenuti Valori medi dei principali parametri fisici, chimici e microbiologici misurati in due tipi di acqua durante la sperimentazione Le concentrazioni di Cl-, Na+ e B sono risultate più alte ine B sono risultate più alte in TWMW rispetto a WW. Gli altri parametri, di contro, sono risultati simili. Invece, per quanto riguarda i parametri microbiologici, l’acqua filtrata presenta migliori performance nei riguardi dell’acqua di pozzo.
- 56. Tecnologie a membrana Risultati ottenuti Valori medi dei parametri selezionati misurati lungo il profilo del suolo (0 – 0,8 m) Per quanto riguarda le caratteristiche fisiche, chimiche e microbiologiche, l’acqua filtrata utilizzata per l’irrigazione causa un leggero incremento di alcuni parametri riportati in tabella.
- 57. Tecnologie a membrana Risultati ottenuti Valori medi dei vari indicatori microbici misurati su pomodori, finocchi, lattuga al momento della raccolta, espressi per unità di peso di prodotto raccolto Le analisi microbiologiche eseguite su campioni di ortaggi mostrano come i coliformi totali siano stati gli unici indicatori ad incrementarsi.
- 58. LA NECESSITA’ DI RIMUOVERE ANCHE SOSTANZE RESIDUE IN TRACCIA
- 59. EDCs & PPCPs EDCs & PPCPs and Agriculture Negli ultimi anni, molti dei contaminanti emergenti, come i composti distruttori endocrini (EDCs), i prodotti farmaceutici e quelli per la cura personale (PPCSs), sono stati individuati nelle acque reflue urbane. A causa della loro tossicità e di conseguenza dei possibili effetti sull’ambiente e sull’uomo, bisogna minimizzare il loro rilascio daglisull’ambiente e sull’uomo, bisogna minimizzare il loro rilascio dagli impianti di trattamento soprattutto se le acque reflue depurate sono destinate al riutilizzo irriguo. Ad oggi, esistono differenti tecnologie che adottate in modo combinato ai tradizionali processi presenti in un impianto di depurazione per le acque reflue urbane, consentono una loro adeguata rimozione. Tra esse, l’adsorbimento su carboni attivi (esempio di un adsorbente tradizionale) o altri adsorbenti non convenzionali.
- 60. EDCs & PPCPs Alcuni esempi di schemi di processo potenzialmente adottabili Pre-trattamenti meccanici Processi biologici Acqua reflua influente Sedimentazione Filtrazione su sabbia Adsorbimento su carboni attivi (GAC) Disinfezione Effluente allo scaricoTrattamento dei fanghi Fanghi disidratati allo smaltimento o al riutilizzo Pre-trattamenti meccanici Processi biologici Acqua reflua influente Sedimentazione Chiari- flocculazione Filtrazione a sabbia Disinfezione Effluente allo scaricoTrattamento dei fanghi Fanghi disidratati allo smaltimento o al riutilizzo PACl Flocculante
- 61. IL PROGRAMMA DEL CORSO, I SUSSIDI DIDATTICI, VARIE ED EVENTAULI
- 62. N. Ore Tipologia Argomento trattato 1 5 Teoria Introduzione al corso e richiami Il problema della desertificazione ed il ruolo strategico delle acque reflue depurate in Puglia Il caso studio della regione Puglia Schemi di trattamento: stato dell'arte e tecnologie alternative Introduzione alla normativa sul riutilizzo in Italia. Il riutilizzo diretto ed indiretto. Un caso studio sull'utilizzo di tecnologie innovative (membrane MF e UF) Il programma del corso I sussidi didattici Modalità di svolgimento del test finale Varie ed eventuali 2 5 Teoria Aspetti tecnologici per il riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura - Parte 1 Quadro delle tecnologie allo stato attuale Residual suspended particulate matter: caratteristiche Equalizzazione Chiari-flocculazione Filtrazione Il Programma del Modulo Filtrazione Dissolved Air Flotation (DAF) Membrane (MF + UF) 3 5 Teoria Aspetti tecnologici per il riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura - Parte 2 Dissolved constituents: caratteristiche Nanofiltrazione (NF) e OsmosiIversa (RO) Residual trace constituents: caratteristiche Adsorbimento su carboni attivi Ossidazione chimica Advanced Oxidation Processes (AOPs) Tecniche naturali: fitodepurazione 4 5 Teoria Disinfezione, Sottoprodotti della disinfezione (DBPs), Tossicità e Analisi del Rischio Disinfezione con ipo-clorito di sodio (NAClO) Disinfezione con cloro gas Disinfezione con biossido di cloro (ClO2) Disinfezione con Acido Peracetico (PAA) Disinfezione con Ozono Disinfezione con Radiazione Ultravioletta (UV) La declorazione Sottoprodotti della disinfezione (DBPs) Tossicità Teoria dell'Analisi del Rischio
- 63. N. Ore Tipologia Argomento trattato 5 5 Teoria Aspetti normativi Evoluzione temporale della normativa nel settore delle acque in Italia La normativa italiana: livello nazionale La normativa italiana: livello regionale. Il caso studio della Regione Puglia Normativa e leggi internazionali (W.H.O., U.S. EPA, Situazione negli U.S.A. Europa e paesi dell'area mediterranea) inerenti al riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura Approfondimenti su aspetti normativi collaterali alle norme per il riutilizzo delle acque reflue depurate in agricoltura: 1. Gli allegati tecnici del DLgs 152/2006 2. Il Piano di Tutela delle Acque 6 5 Esercitazione Esercitazioni e presentazione di casi studio Dimensionamento delle unità presenti nel più comune schema di processo degli impianti municipali in Puglia, i cui effluenti sono riutilizzati in agricoltura: Equalizzazione Chiari-flocculazione (coagulazione, flocculazione e sedimentazione) Filtrazione Disinfezione Il caso studio di riutilizzo delle acque reflue depurate per la ricarica della falda: la Piana di Volturara (AV) 7 5 Test finale Svolgimento del test finale e correzione in aula Il Programma del Modulo 7 5 Test finale Svolgimento del test finale e correzione in aula Parte teorica Parte pratica Correzione del test in aula
- 64. I Sussidi didattici Acque Reflue. Progettazione e gestione di impianti per il trattamento e lo smaltimento. Giovanni De Feo, Sabino De Gisi, Maurizio Galasso (2012), Dario Flaccovio Editore, Palermo (ISBN: 978-88-579-0118-8). Water Reuse. Issues, technologies and Applications. Metcalf & Eddy/AECOM (2007), McGraw-Hill Companies (ISBN-13: 978-0- 07-145927-3).07-145927-3). Ecologia Applicata, Renato Vismara (2002). Ulrico Hoepli Editore S.p.A. (ISBN: 88-203-1944-6). Appunti del corso
- 65. Bibliografia Decreto del Commissario Delegato Emergenza Ambientale 19/12/2005, n. 209, Definizione e Predisposizione, ai sensi del combinato disposto degli artt. 2, comma 1, e 7, comma 3, Ordinanza 22 Marzo 2002, n. 3184 Ministero dell’Interno delegato per il coordinamento della protezione civile, del «Piano di Tutela delle acque» di cui all’art. 44 DLgs 152/99, BURP n. 6 12/01/2006. AQP web-site. http://www.aqp.it/home.htm. Grassi, M., Rizzo, L., Farina, A., (2013), Endocrine disruptors compounds, pharmaceuticals and personal care products in urban wastewater: implications for agricultural reuse and their removal by adsorption process. Environ Sci Pollut Res (Springer-Verlag Berlin Heidelberg), DOI 10.1007/s11356-013-1636-7. Lopez, A., Pollice, A., Lonigro, A., Masi, S., Palese, A.M., Cirelli, G.L., Toscano, A., Passino, R., (2006), Agricultural wastewater reuse in southern Italy, Desalination, 187, pp. 323-334. Lopez, A., Vurro, M., (2008), Planning agricultural wastewater reuse in southern Italy: The case study of Apulia Region, Desalination, 218, pp. 164-169.164-169. Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio, D.Lgs n.152/99: Disposizioni sulla tutela delle acque dall’inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall’inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole. Gazzetta Ufficiale N.172/L, 20 Ottobre 2000. Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio, D.Lgs n. 185/03: Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’articolo 26, comma 2, del decreto legislativo 11 maggio 1999, n.152. Gazzetta Ufficiale N. 169, 23 Luglio 2003. Palese, A.M., V. Pasquale, V., Celano, G., Figliuolo, G., Masi, S., Xiloyannis, C. (2009). Irrigation of olive groves in Southern Italy with treated municipal wastewater: Effects on microbiological quality of soil and fruits. Agriculture, Ecosystems and Environment, 129, 43-51. Pollice, A., Lopez, A., Laera, G., Rubino, P., Lonigro, P. (2004), Tertiary filtered municipal wastewater as alternative water source in agriculture: a field investigation in Southern Italy. Science of Total Environment, 324, 201-210. Sogesid S.p.A. Regione Puglia: Piano direttore a stralcio del piano di tutela delle acque, Relazione Generale, 2002. Regione Puglia, Piano d’Ambito approvato dal Commissario delegato per l’emergenza ambientale con Decreto n° 294 del 30.9.2002, in applicazione dell’art.11 della Legge n. 36/94 (2002).
- 66. Sabino DE GISI, Ph.D., Contract professorSabino DE GISI, Ph.D., Contract professor Water Research Institute, CNRWater Research Institute, CNR via F. De Blasio 5, 70123, Bari, ITALY mail: [email protected]: [email protected]