Risparmio idrico e ciclo sostenibile sostenibile dell’acqua¶
I punti principali su cui si fonda una corretta gestione del ciclo delle acque sono:
- il risparmio idrico,
- il riuso delle acque reflue e dei nutrienti in esse contenuti
- il recupero delle acque grigie,
- il recupero e il riuso delle acque meteoriche
Il risparmio idrico¶
Numerosi sono gli interventi praticabili che consentono un notevole risparmio idrico . Esistono apparecchiature molto semplici che consentono di risparmiare fino al 50% sul consumo di acqua fredda e acqua calda. E’ importante evidenziare che dimezzare i consumi idrici consente di risparmiare non solo acqua potabile, ma anche energia per riscaldarla, con una conseguente diminuzione dell’inquinamento dell’aria e dell’effetto serra.
Erogatori¶
I dispositivi più semplici sono gli erogatori completi di diffusori e limitatori di flusso, da installare direttamente e in maniera semplice sui rubinetti di lavandini, cucine e docce. Questi dispositivi contengono dei limitatori di flusso e dei diffusori: i primi permettono di regolare il flusso dell’acqua in funzione delle necessità e della pressione; i secondi, basandosi sul principio “Venturi”, consentono di creare una miscela aria-acqua, diminuendo così la quantità di acqua erogata senza alterare il livello di comfort.
Erogatori completi di diffusori e limitatori di flusso
Rubinetti¶
Relativamente a rubinetti di servizi igienici o cucine sono raccomandate tipologie di dispositivi che permettono di ridurre sensibilmente i consumi idrici:
- l’uso di rubinetti con leva monocomando (miscelatori) permette di regolare meglio e più velocemente * il flusso dell’acqua e la sua temperatura, evitando perdite considerevoli;
- l’installazione di rubinetti elettronici con apertura e chiusura automatica, particolarmente indicati nei locali pubblici;
- i rubinetti termostatici, per le docce, consentono di mantenere l’acqua alla temperatura desiderata, evitando gli sprechi.
Cassette di scarico¶
In generale, i moderni sistemi con doppio pulsante regolano le quantità di scarico a 6 litri, con interruzione opzionale a 3 litri, rispetto ad una cisterna convenzionale che utilizza per ogni risciacquo 9 litri; questi dispositivi utilizzati in modo ottimale possono arrivano a determinare un risparmio idrico del 60% per l’uso risciacquo WC. Livelli di risparmio idrico superiori possono essere raggiunti con dispositivi di scarico a pressione: tali sistemi, più complessi e costosi degli altri, sfruttano la pressione dell’acquedotto o di una pompa autoclave in modo da pulire il WC più efficientemente e con meno acqua.
Elettrodomestici¶
L’obiettivo del risparmio idrico deve essere un elemento fondamentale anche nella scelta di nuovi elettrodomestici, su tutti lavatrice e lavastoviglie: tra i numerosi modelli esistenti in commercio è necessario individuare quelli che, in funzione dell’utilizzo previsto, garantiscono il minor consumo idrico.
Sanitari per uso pubblico¶
Possono essere utilizzati urinali in grado di fornire notevoli abbattimenti dei consumi: urinali dotati di sensore elettronico, con apertura e interruzione automatiche dello scarico, o modelli funzionanti a secco. Questi ultimi, in particolare, essendo costruiti con materiali assolutamente non porosi, non richiedono flussi di acqua per la loro pulizia; se paragonato ad un sistema di urinale tradizionale ad acqua, un urinale a secco comporta un risparmio di acqua che varia da 50 a 150 metri cubi l’anno.
Riuso delle acque reflue e dei nutrienti in esse contenuti¶
Solitamente le acque reflue sono viste come una sostanza di cui disfarsi al più presto possibile. Tale concezione ha influenzato le tecniche di trattamento e portato a concepire soluzioni depurative costose (grandi reti fognarie in pressione e impianti di depurazione a fanghi attivi), con spreco di energia e scarso riutilizzo delle sostanze nutritive e dell’acqua trattata. Anche il riciclaggio dei fanghi di depurazione per l’uso agricolo spesso non è possibile, a causa della presenza di sostanze tossiche. Il riutilizzo delle acque reflue trattate, ad esempio per lo scarico dei gabinetti o per attività di irrigazione, riduce il consumo di acqua potabile, fattore da non sottovalutare nel caso di limitata disponibilità di acqua. Allo stesso modo, riducendo il consumo di acqua potabile, si riduce in partenza la quantità di acque reflue da trattare. Ai fini del riuso, le acque reflue trattate devono soddisfare indici di qualità diversi rispetto a quelle che vengono scaricate in corpi ricettori naturali, che variano inoltre a seconda del tipo di riutilizzo. Nel caso del recupero, quindi, bisognerà adattare il trattamento all’utilizzo prescelto. Uno dei requisiti base per un riutilizzo sicuro delle acque reflue trattate è la qualità igienico-sanitaria intrinseca soddisfacente. In generale, gli impieghi che si prestano al riutilizzo delle acque reflue riguardano usi esterni, come: l’irrigazione di aree a verde, prati, giardini, orti; il lavaggio di aree pavimentate (strade, piazzali, parcheggi); il lavaggio di autovetture, sia in proprio sia inteso come attività lavorativa; usi tecnologici (ad esempio acque di raffreddamento); alimentazione delle reti antincendio; e usi interni agli organismi edilizi, come: l’alimentazione delle cassette di risciacquo dei WC; l’alimentazione di lavatrici (se a ciò predisposte); usi tecnologici relativi, come ad esempio sistemi di climatizzazione passiva/attiva.
Il recupero delle acque grigie¶
Una gestione sostenibile del ciclo delle acque si basa sulla valorizzazione di acque meno nobili e sull’utilizzo dell’acqua di alta qualità esclusivamente laddove sono veramente richieste caratteristiche di qualità. Interventi raccomandati negli edifici riguardano la componente delle acque reflue non interessata dagli scarichi dei WC, indicata come “acque grigie”; questi interventi sono costituiti fondamentalmente da:
- la separazione delle reti di scarico delle acque nere (contenenti cioè gli scarichi dei WC) e delle acque grigie (tutte le altre acque di scarico);
- la realizzazione di reti distinte di distribuzione idrica (rete duale per acqua potabile e acqua non potabile);
- il trattamento e il riutilizzo delle acque grigie depurate per scopi non potabili.
Le acque grigie si depurano molto più velocemente delle acque nere a causa della differente concentrazione di inquinanti in esse disciolti, soprattutto di origine organica. Le acque grigie contengono infatti solo 1/10 dell’azoto totale e meno della metà del carico organico rispetto alle acque nere. Una scelta progettuale sostenibile per il trattamento delle acque grigie ai fini del riutilizzo deve tenere conto dei seguenti fattori: adattabilità alle variazioni di carico idraulico e organico in ingresso; efficienza nella degradazione della sostanza organica; alto abbattimento della carica batterica; semplicità ed economicità di gestione e manutenzione.
Fonte: SWAMP Project - www.swamp-eu.org
Fitodepurazione per il trattamento delle acque grigie¶
Le tecniche di fitodepurazione rappresentano una tipologia impiantistica che si adatta perfettamente a tali necessità. Tra le varie tipologie di sistemi di fitodepurazione, quelle a flusso sommerso presentano spiccati vantaggi rispetto a quelli a flusso superficiale: il flusso sommerso limita infatti fortemente il rischio di odori, lo sviluppo di insetti, e può consentire l’utilizzo della zona adibita all’impianto da parte del pubblico, permettendo così anche l’inserimento in sistemazioni a verde di complessi edilizi.
Sistema di fitodepurazione a flusso sommerso per il trattamento di acque grigie (fonte: Iridra srl)
Sistema di fitodepurazione a flusso sommerso per il trattamento di acque grigie (fonte: Iridra srl)
I sistemi SFS-h (flusso sommerso orizzontale) sono costituiti da vasche contenenti materiale inerte con granulometria prescelta al fine di assicurare una adeguata conducibilità idraulica (i mezzi di riempimento comunemente usati sono sabbia, ghiaia, pietrisco); tali materiali inerti costituiscono il supporto su cui si sviluppano le radici delle piante emergenti (sono comunemente utilizzate le cannuccie di palude o Phragmites australis ma possono essere utilizzate anche altre specie acquatiche come Juncus Effusus e Typha latifolia, altre in combinazione con esse per migliorarne l’inserimento, come ad esempio il giaggiolo acquatico o Iris Pseudacorus). Il flusso idraulico dei liquami rimane costantemente al di sotto della superficie e scorre in senso orizzontale grazie ad una leggera pendenza del fondo del letto. Il liquame chiarificato in uscita dal dispositivo di trattamento, ad esempio una vasca Imhoff, è condotto, mediante una tubazione a tenuta, in un pozzetto da cui viene immesso nella condotta disperdente. Questa è posta sul fondo del letto assorbente, al di sotto dello strato di ghiaietto, ed è costituita da tubazioni microfessurate continue, posate con pendenza in genere non superiore allo 0,4%. Il livello del liquame nell’impianto, determinato dal livello del pozzetto di distribuzione, deve corrispondere allo strato di ghiaietto posato sul fondo del letto assorbente. Da qui i liquidi saranno assorbiti, per capillarità, dall’apparato radicale delle piante collocate nel soprastante strato di terreno vegetale. In uscita dall’impianto, sul lato opposto a quello di ingresso del liquame, è posto un secondo pozzetto di ispezione e da questo deve dipartirsi una tubazione di troppo pieno di sicurezza che consente il celere deflusso di improvvisi ed eccessivi apporti meteorici, mantenendo il liquido nell’impianto ai livelli di progetto. Le dimensioni dei letti assorbenti e della superficie piantumata devono essere tali da garantire sufficienti livelli di depurazione ed evitare la formazione di reflui effluenti. A tal fine si assume generalmente un’estensione, misurata sulla superficie del ghiaietto, di almeno mq. 1,50 per ogni abitante equivalente, con un minimo di mq 6.
Altri sistemi di depurazione delle acque grigie¶
Sistemi particolarmente adatti al trattamento delle acque grigie, caratterizzati da ingombri ridotti, generalmente interrabili e in alcuni casi installabili all’interno degli edifici, ad esempio nelle cantine. Tra questi particolarmente indicati sono gli impianti SBR (Sequencing Batch Reactor), che presentano molti vantaggi, come l’elevata efficienza nel trattamento, la compattezza, la semplicità di installazione e di gestione, la silenziosità e l’assenza di produzione di cattivi odori. All’interno del sistema SBR, il trattamento delle acque viene effettuato in diversi stadi successivi che avvengono in maniera ciclica: filtrazione che elimina i materiali più grossolani (come ad esempio capelli o pezzi di tessuto); il filtro viene lavato periodicamente ed automaticamente tramite un’apposita pompa interna al sistema, ed i residui della pulizia del filtro vengono scaricati nella rete fognaria. trattamento biologico vero e proprio, con il funzionamento a “batch” tipico di questi sistemi: le fasi di ossidazione e sedimentazione avvengono all’interno del medesimo comparto ad intervalli automaticamente stabiliti tramite una centralina di controllo dell’ espulsione dei prodotti di scarto della fase di sedimentazione, che vengono automaticamente convogliati alla rete fognaria nera (fonte: Pontos).
Sistema SBR per il trattamento di acque grigie (fonte: Pontos)
Il recupero e il riuso delle acque meteoriche¶
Da un punto di vista impiantistico un intervento di recupero di acque meteoriche è costituito da: una rete di raccolta, adduzione e successiva distribuzione delle acque recuperate, un sistema di trattamento adeguato delle acque raccolte, un serbatoio di accumulo e infine un sistema di pompaggio per il riuso.
Schema di impianto di recupero delle acque meteoriche in edificio residenziale
Nei casi in cui viene recuperata l’acqua raccolta da tetti o coperture di edifici situati in zone non densamente popolate, per il trattamento delle acque meteoriche è sufficiente un’efficace azione di filtrazione Questa può essere attuata con diversi dispositivi meccanici aventi la funzione di trattenere il materiale che, sedimentando nel serbatoio, porterebbe ad un deterioramento della qualità dell’acqua e al rischio di intasamento delle condotte e del sistema di pompaggio.
Sistemi di filtraggio meccanico¶
Dispositivi filtranti vanno dalle semplici griglie per il fogliame, da installare sulle calate a sistemi di filtrazione autopulenti posti in pozzetti interrati, in grado di intercettare la maggior parte dei solidi contenuti nelle acque di pioggia. L’efficienza di recupero di questi dispositivi è generalmente intorno al 70-80%, parte delle acque di pioggia viene separata, utilizzata per l’autopulizia dei filtri e smaltita in fognatura.
Filtri Vegetati¶
Una soluzione che consente il recupero di tutte le acque meteoriche (non sono cioè previsti scarichi in fognatura pubblica, a meno di fenomeni meteorologici estremi) e che assicura un livello di trattamento molto elevato è costituita dall’impiego di filtri vegetati (o “rain garden”). Tali sistemi sono costituiti da vasche impermeabilizzate e riempite con materiale inerte (ghiaia e sabbia grossolana, poste a strati alternati), all’interno delle quali vengono piantumate essenze vegetali prescelte.
Esempi di filtri vegetati a servizio di residenze
Le acque meteoriche percolano all’interno del mezzo filtrante (sabbia e ghiaia) piantumato con appropriate essenze vegetali: i meccanismi depurativi che avvengono al suo interno sono del tutto simili a quanto accade in un sistema di fitodepurazione. Il sistema deve essere dimensionato per assicurare il trattamento del volume di prima pioggia, contenente la maggior parte della carica inquinante. La forma, le modalità realizzative, i materiali impiegati per il supporto e le essenze vegetali da inserire possono essere scelte di volta in volta, di modo che il sistema nella sua configurazione finale, possa essere considerato anche come elemento di arredo di spazi pubblici e privati. Nei casi in cui le superfici drenanti siano maggiori e siano situate nei pressi di attività produttive (ad esempio zone industriali) o siano aperte al transito veicolare (ad esempio parcheggi e piazzali), il raggiungimento di obiettivi depurativi compatibili con gli scopi di riutilizzo può richiedere trattamenti più spinti: in questi casi è possibile ricorrere a sistemi di fitodepurazione, con caratteristiche analoghe a quelle degli impianti impiegati per il trattamento di acque reflue. In funzione degli obiettivi del caso (riutilizzo delle acque trattate o smaltimento) gli impianti utilizzati possono prevedere più stadi di trattamento, comprendendo stadi finali di accumulo a flusso libero.
Schema planimetrico di sistema di fitodepurazione per il trattamento di acque meteoriche
Occorre prevedere il trattamento dei volumi di prima pioggia, maggiormente carichi di inquinanti, separandoli tramite appositi dispositivi scolmatori dai restanti volumi, che possono essere smaltiti o recuperati direttamente. L’accumulo dei volumi di prima pioggia viene effettuato in vasche apposite (vasche di prima pioggia), all’interno delle quali possono anche essere installati sistemi di pre-trattamento (griglie di pre-filtrazione) o di separazione di oli e schiume (disoleatori, filtri a coalescenza).
Pavimentazioni filtranti per parcheggi¶
La soluzione dei prati armati per le aree a parcheggio è la migliore dal punto di vista ambientale, poiché non modifica le caratteristiche di permeabilità del suolo. L’intervento consiste nel coprire la superficie naturale del terreno con strati drenanti e una pavimentazione ad elementi prefabbricati di forma alveolare, in materiale plastico riciclato, in cui la cotica erbosa, rimanendo alcuni millimetri al di sotto del limite superiore delle pareti della pavimentazione, viene protetta da qualsiasi tipo di schiacciamento o sollecitazione.
Canali filtranti¶
Ai margini delle aree a parcheggio e delle aree a verde è raccomandata la realizzazione un reticolo di raccolta delle acque meteoriche costituito da fossetti a sezione trapezia rinverditi, con inserite nel percorso idraulico delle piccole soglie: in tal modo è possibile contenere temporaneamente le acque di pioggia (garantendo un effetto di ritenzione idraulica e di laminazione dei picchi) che poi in parte infiltrano nel sottosuolo (a seconda della permeabilità del terreno) e in parte vengono convogliate verso l’uscita e fatte affluire alla fognatura meteorica per evitare il rischio di un allagamento superficiale. Tali sistemi contribuiscono anche ad un miglioramento della qualità delle acque: le acque di prima pioggia vengono infatti infiltrate nel terreno e depurate prima che raggiungano la falda, mentre le acque di seconda pioggia vengono scaricate.
Si ringrazia Iridra srl per il materiale messo a disposizione.