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 2009
Progetto a cura di:
Iridra Srl > coordinamento generale e depurazione
Studio Maione Ingegneri Associati > idraulica
Land Milano > inserimento urbanistico e paesaggistico
Ambiente 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.
IL PROBLEMA IN GENERALE…
… 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
In tempo secco la fognatura convoglia solo
i reflui civili al depuratore.
Negli eventi di pioggia la fognatura porta sia
i reflui civili e industriali che le acque meteoriche
all’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 viene
scolmata direttamente nel ricettore finale.
Strada
Agglomerato
Urbano
Bacino di
Captazione
Fognatura Mista
Tubazione dello Scolmatore
Corpo idrico
Scolmatore
(CSO)
Scarico dello scolmatore
All’impianto di
depurazione
Simulazione del funzionamento di un CSO
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 è
rilevante: 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 2006
Oltre 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 ridotti
SVANTAGGI 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
Chicago:
TARP Tunnel And Reservoir Plan
180 km di tunnel sotterraneo + piani di
emergenza
Vienna:
Wien River Relief Sewer
2600 m di tunnel sotterraneo sotto
al Danubio
Costo totale: 82.7 milioni di €
Diametro: circa 9 metri
Volumi di escavazione: 190.000 m3
Cemento impiegato: 60.000 m3
Acciaio impiegato: 10.000 ton
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)
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)
FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SUPERFICIALE CON ACQUA PERMANENTE (STAGNO)
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)
FITODEPURAZIONE ESTENSIVA A FLUSSO SOMMERSO “ALLA TEDESCA”
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)
FITODEPURAZIONE A FLUSSO SOMMERSO ORIZZONTALE
LE SOLUZIONI ALTERNATIVE (DA STUDIO DI FATTIBILITA’ AdBPO SU CSO)
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
1 (Blu)
2 (Verde)
3 (Rosso)
Superficie (ha)
56.40
12.20
107.00
Tipologia di scarichi
Civili
Civili
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 qualità
ambientale 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
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’ QUASI
COMPLETAMENTE DI PROPRIETA’ NEL COMUNE DI GORLA MAGGIORE TRANNE
UNA 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 prevista
sull’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
Superficie drenata (lorda)
Coefficiente di assorbimento
Superficie drenata (impermeabile)
Volume di prima pioggia
Volume di prima pioggia
Portata di prima pioggia massima
Portata massima (Tr=10 anni)
Portata massima da restituire all’Olona
Porosità del medium di riempimento (n)
56,38
0,35
19,73
50
989
0,64
3,5
0,8
0,35
Unità di misura
ha
ha
mc/ha sup dren
m3
m3/s
m3/s
mc/s ha sup dren
Ghiaia 5-10 mm
QUALITA’ DELLE ACQUE DA DEPURARE
Evento
Portata (l/s)
BOD5
COD
SST
Ntot
2 mm/h
90
70
210
300
6
5 mm/h
210
60
180
380
3
10 mm/h
390
40
120
390
2
LA SCELTA PROGETTUALE
FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA
FUNZIONAMENTO CON VASCA DI PRIMA PIOGGIA
TRATTAMENTI PRELIMINARI
Scolmatore adeguato alla normativa vigente con paratoie meccanizzate
TRATTAMENTI PRELIMINARI
Grigliatura automatica con filtro a coclea
potenza installata 1.5 kW
TRATTAMENTI PRELIMINARI
dissabbiatore-disoleatore in linea – volume utile 150 mc
FITODEPURAZIONE
Sistema di filtrazione
estensiva “alla tedesca”
FITODEPURAZIONE
Sistema a flusso libero
all’interno di vasca volano
VASCA VOLANO PER LAMINAZIONE DEL PICCO DI PIENA DELLA FOGNATURA
Vlam = 7.700 mc
altezza sponde 220 m s.l.m.
hw standard zona umida 218 m s.l.m
soglia sfiorante 219.40 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 e
il sistema naturale
Le grandi infrastrutture viarie
La rete ecologica del Comune di Gorla
Maggiore
IL PROGETTO: ANALISI DEL SISTEMA PAESISTICO-AMBIENTALE
I percorsi e le interconnessioni
Gli elementi lineari, il Fiume Olona e i
paleoalvei
Il patrimonio arboreo attuale e potenziale
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
Il fiume Olona e i nuovi specchi d’acqua
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
La depurazione naturale dell’acqua
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
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
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
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
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
Flora e vegetazione – Vegetazione erbacea igrofila
Composta essenzialmente da graminoidi
Agropyron repens
Carex acutiformis
Carex riparia
Glyceria maxima
Iris pseudacorus
Phragmites australis
Typha latifolia
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
Flora e vegetazione – i prati
Prato rustico e prato fiorito
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
La fruizione - Percorsi
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
La fruizione - Ponti
IL PROGETTO COMPLESSIVO: VERSO UN PARCO DELL’ACQUA A GORLA
La fruizione – Bacheche e spazi per la didattica ambientale
CAPIAGO
INTIMIANO
CAPIAGO INTIMIANO
CAPIAGO INTIMIANO
IPOTESI 1 – Vasca Prima pioggia + Sistema a flusso orizzontale +
bacino a ritenzione prolungata
Naturalistico
Fruitivo
CAPIAGO INTIMIANO
IPOTESI 2 – Sistema di filtrazione verticale + sistema di filtrazione
orizzontale + sistema a ritenzione prolungata.
Naturalistico
Fruitivo
GORGONZOLA
GORGONZOLA
GORGONZOLA
IPOTESI 1 – Dissabbiatori + Sistema di filtrazione verticale
Naturalistico
Fruitivo
GORGONZOLA
IPOTESI 2 – Vasca di accumulo prima pioggia + sistema di filtrazione
orizzontale + sistema a ritenzione prolungata semiumido
Naturalistico
Fruitivo
Grazie per l’attenzione