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Il Servizio Idrico Integrato - Tania Macchi -
PUBLIACQUA SPA IN CIFRE
Comuni: 49
Kmq di superficie: 3386
Abitanti: 1.277.000
Km di rete idrica: circa 7.000
Utenze idriche: circa 370.000
Km di rete fognaria: circa 4.200
Depuratori: 129
Impianti di potabilizzazione: 112
Laboratori di analisi per il controllo chimico-biologico: 2
Controlli analitici chimici e microbiologici: circa 300.000
Il Servizio Idrico Integrato
Il servizio idrico integrato (S.I.I.) rappresenta l’insieme dei servizi che mirano a rendere la risorsa idrica disponibile agli usi civili.
L’art. 141 del decreto 152/2006 definisce il SII sulla linea della legge Galli, quale “insieme dei servizi di captazione, adduzione e DISTRIBUZIONE di acqua ad usi civili, di fognatura e di depurazione delle acque reflue”. Specifica inoltre che acquedotti, fognature e impianti di depurazione sono beni inalienabili e le acque superficiali e sotterranee appartengono al demanio dello Stato (art. 143 e 144).
Nello specifico dunque, l’utilizzo della risorsa si concretizza attraverso tre fasi fondamentali che costituiscono il servizio idrico integrato:
1. Captazione, adduzione e DISTRIBUZIONE della risorsa agli utenti -> servizio di acquedotto
2. Raccolta delle acque reflue -> servizio di fognatura
3. Depurazione e scarico delle stesse -> servizio di depurazione
Acquedotto
Il servizio di acquedotto del S.I.I. è costituito dal complesso delle infrastrutture necessarie alla captazione, trasporto, accumulo ed infine DISTRIBUZIONE dell’acqua ad usi civili, nonché dalle relative operazioni di manutenzione e miglioramento delle stesse.
Captazione: le fonti di captazione si distinguono in superficiali e sotterranee.
Sono captazioni superficiali quelle dai corsi d’acqua, dai laghi o dai mari;sono invece captazioni sotterranee quelle da sorgenti e da falde. Generalmente le acque sorgive presentano le migliori caratteristiche, mentre le acque di falda e quelle superficiali presentano maggiori disponibilità. Le opere di presa si differenziano a seconda della tipologia della fonte captata. In genere viene prevista una fase drenante (escluso il caso delle captazioni superficiali per cui vengono predisposte paratoie o traverse) ed una di sedimentazione, che precedono l’ingresso dell’acqua captata all’interno delle tubazioni di adduzione.
Le risorse idriche presentano sia problemi di disponibilità quantitativa, legati alla crescente scarsità della risorse stesse soprattutto nei periodi estivi, che di qualità, compromessa dalle numerose fonti di INQUINAMENTO presenti in particolare nelle aree più antropizzate.
Adduzione: l’adduzione della fonte captata avviene per mezzo di condotte a caduta o prementi: nel primo caso il moto dell’acqua viene azionato dalla differenza di quota, e dunque di energia POTENZIALE, fra il punto di partenza (l’opera di captazione) e quello di arrivo (il serbatoio di accumulo); nel secondo, l’acqua viene “spinta” per mezzo di un sistema di pompaggio adeguatamente dimensionato.
Fra i parametri di progettazione delle condotte di adduzione rientrano il diametro interno, lo spessore, il materiale, la tipologia dei giunti, quella del rivestimento interno. Il materiale, in particolare, può essere metallico, cementizio e plastico. Quest’ultimo ha trovato il suo impiego in tempi recenti, garantendo un’ottima affidabilità, a minor costo, maggiore facilità di trasporto e assenza di problemi di corrosione, cui sono soggette la gran parte delle tubazioni metalliche.
Accumulo: l’accumulo dell’acqua avviene per mezzo di serbatoi di diversa tipologia (serbatoio interrato, seminterrato, o pensile), volume e funzione. I serbatoi svolgono tipicamente sia la funzione di compenso e regolazione delle portate in uscita che quella di riserva idrica. Lo schema “classico” di acquedotto prevede che il serbatoio colleghi adduttrice e rete di DISTRIBUZIONE, ma le alternative sono in realtà svariate: si hanno serbatoi intermedi di riserva posizionati lungo le adduttrici, serbatoi di raccolta delle acque provenienti da diverse sorgenti, serbatoi di raccolta per il pompaggio, ecc.
DISTRIBUZIONE: posizionate a valle delle reti adduttrici, le reti di DISTRIBUZIONE rappresentano l’infrastruttura attraverso la quale avviene la consegna della risorsa idrica alle utenze, per mezzo di una fitta rete di condotte di diametro gradualmente decrescente fino all’allaccio finale. Valgono le considerazioni sui materiali già riportate per le condotte adduttrici, anche se il metodo di dimensionamento è del tutto diverso e tiene necessariamente conto dei consumi dell’utenza.
Le fonti di approvvigionamento a seconda della loro origine e qualità, vengono sottoposte a processi di potabilizzazione finalizzati all’ottenimento di risorsa idropotabile con caratteristiche conformi a quanto previsto dal Decreto Legislativo 31/01. Nel caso di acque di buona qualità (come sono in genere per esempio le acque sorgive) si procede solo ad un trattamento di disinfezione; negli altri casi invece è necessario procedere con veri e propri trattamenti di potabilizzazione, strutturati in base alla tipologia di sostanze da rimuovere.
Facciamo ora un breve accenno ai principali processi di potabilizzazione:
Sedimentazione: processo fisico che si esplica per solo effetto della gravità e che porta alla precipitazione (quindi alla separazione dall’acqua) delle particelle solide con densità superiore a quella dell’acqua. La velocità di sedimentazione dipende da forma e dalla dimensione delle particelle solide. Normalmente il processo di sedimentazione avviene in apposite vasche.
Flocculazione: processo chimico che prevede l’impiego di sostanze flocculanti (per es. i sali di alluminio trivalente) e porta alla precipitazione, sottoforma di fiocchi, dei solidi in sospensione nell’acqua che, per la loro natura e/o dimensioni, non possono essere eliminate tramite semplice sedimentazione. Le sostanze flocculanti sono in grado di formare aggregati (fiocchi) di dimensioni e peso sufficienti per precipitare lentamente, inglobando e trascinando sul fondo le particelle solide. Il processo avviene nella maggior parte dei casi con il controllo e la regolazione del pH. La flocculazione è un processo che può avvenire sia in strutture chiuse (condutture, serbatoi) che in vasche aperte.
Questi due processi di trattamento sono molto importanti per le acque superficiali, che di norma presentano una elevata tordibità causata dai solidi in sospensione.
Filtrazione su sabbia: processo fisico che porta alla separazione delle particelle solide presenti nell’acqua per sua natura o in seguito a pre-trattamenti (flocculazione per abbattere la torbidità, ossidazione per abbattere per es. metalli come ferro e manganese, ecc), realizzato mediante il passaggio del fluido attraverso un mezzo filtrante che trattiene i solidi lasciando passare il liquido. La filtrazione può essere effettuata in filtri chiusi a pressione (filtrazione veloce) e in filtri aperti a gravità (filtrazione lenta). Questi ultimi in genere vengono preferiti per la filtrazione di acqua pretrattata con flocculanti, per non rompere i fiocchi.
Filtrazione su carbone attivo: il carbone attivo può essere di origine vegetale o minerale ed è caratterizzato da una porosità estremamente elevata. E’ commercializzato in polvere (PAC) ed in granuli (GAC). Il processo si basa sulle proprietà del carbone attivo di adsorbire, grazie alla sua porosità, molte sostanze organiche presenti nell’acqua come ad esempio: Trialometani (sottoprodotti derivati dal processo di disinfezione con ipoclorito di sodio),Trielina e Percloroetilene (solventi organici alogenati derivati da INQUINAMENTO antropico), ecc. Il Carbone attivo agisce anche sulla rimozione dei Cloriti (sottoprodotti del processo di disinfezione con biossido di cloro); in questo caso il meccanismo di azione è duplice, prima adsorbimento e poi riduzione. L’adsorbimento è un fenomeno prevalentemente fisico, in cui le molecole delle sostanze adsorbite vengono trattenute sulla superficie del carbone da legami di vario; al contempo vi è una parziale deposizione delle particelle colloidali sulla superficie del carbone stesso. Quando il carbone attivo è esausto e non svolge più la sua funzione adsorbente deve essere sostituito; il carbone usato può essere rigenerato con trattamenti termici. Il filtro a GAC esplica secondariamente anche una funzione di filtrazione meccanica.
Disinfezione: è il trattamento che comporta la disattivazione o l’uccisione dei microrganismi patogeni presenti nell’acqua allo scopo di garantire la qualità e la sicurezza. I prodotti usato allo scopo sono di varia natura: derivati del cloro come l’ipoclorito di sodio e il biossido di cloro, OZONO, raggi UV, ecc. I prodotti disinfettanti manifestano un effetto residuo che impedisce ai microrganismi di riprodursi e contaminare l’acqua, successivamente alla disinfezione. La disinfezione di acque ricche di sostanze organiche (acidi umici e fulvici) con ipoclorito di sodio porta alla formazione di sottoprodotti del processo chiamati Trialometani (THM); il trattamento con biossido di cloro porta invece alla formazione di un’altra categoria di sottoprodotti, i cloriti.
Fognatura
Sono di competenza del SII le reti di fognatura nera necessarie all’allontanamento delle acque provenienti dagli scarichi civili e industriali. Tali reti sono costituite da canali a sezione chiusa funzionanti a pelo libero o in pressione; nel secondo caso il flusso viene attivato per mezzo di sistemi di sollevamento collocati lungo la rete.
I reflui vengono convogliati ad un impianto di trattamento finale, di tipologia differente a seconda delle scelte progettuali e del carico organico biodegradabile degli stessi.
Attraverso gli allacci dei singoli utenti gli scarichi vengono recapitati alle reti fognarie, costituite da fogne e collettori, distinti a seconda della minore o maggiore importanza all’interno della rete. Fogne e collettori, vengono poi distinti in principali, secondari, terziari. Il dimensionamento della rete prevede una limitazione delle velocità in condotta, sia inferiore che superiore: quella inferiore di 0,50 m/s, al deflusso della portata media annua, garantisce che l’arrivo dei reflui al depuratore avvenga in tempi rapidi impedendone la decomposizione lungo la rete; quella superiore consente il raggiungimento di velocità in condotta più elevate, entro il limite massimo di 5 m/s, per evitare la possibile erosione delle pareti (e garantendo pertanto il loro lavaggio), dovuta a correnti troppo veloci che trasportano, inevitabilmente, anche sostanze solide.
Controllo e manutenzione della rete vengono garantiti dalla presenza di numerosi pozzetti di ispezione posizionati in punti “strategici” (punti di confluenza, punti di variazione di direzione, ecc.).
Le reti fognarie si distinguono in miste o separate, a seconda che le acque bianche (meteoriche) e quelle nere vengano convogliate in una stessa rete. Nelle reti miste sono soggette a trattamento finale, oltre alle acque nere, le acque meteoriche dette “di prima pioggia”, spesso cariche di sostanze inquinanti. I volumi che superano il limite di prima pioggia vengono scaricati a monte dell’impianto di trattamento, previa eventuale disinfezione.
Depurazione
Al servizio di depurazione del SII vengono sottoposti le acque reflue civili e industriali, in arrivo attraverso il la rete fognaria. Le attività sociali, produttive e ricreative,principalmente in ambito urbano, richiedono ed utilizzano una grande quantità di acqua. La conseguenza diretta dell'utilizzo dell'acqua è la produzione di scarichi che, per poter essere restituiti all'ambiente, devono necessariamente essere sottoposti ad un trattamento depurativo. Le acque reflue urbane, che in passato contenevano quasi esclusivamente sostanze biodegradabili, presentano attualmente maggiori problemi di smaltimento a causa della presenza sempre più ampia di composti chimici di origine sintetica, impiegati prevalentemente nel settore industriale. Il mare, i fiumi ed i laghi non sono in grado di ricevere una quantità di sostanze inquinanti superiore alla propria capacità autodepurativa senza vedere compromessa la qualità delle proprie acque ed i normali equilibri dell'ECOSISTEMA. E' evidente quindi la necessità di depurare le acque reflue attraverso sistemi di trattamento che imitino i processi biologici che avvengono naturalmente nei corpi idrici (la depurazione risulta però molto più veloce negli impianti rispetto ai corsi d'acqua, grazie alla tecnologia ed all'energia impiegata). Il trattamento del refluo è tanto più spinto quanto più i corpi idrici recettori (mari, fiumi, laghi, etc.) risultano a rischio di INQUINAMENTO permanente. La depurazione avviene attraverso trattamenti biologici che sfruttano tecnologie basate essenzialmente su fenomeni naturali fatti svolgere in ambienti creati artificialmente, in modo che i parametri che regolano tali processi possano essere controllati in maniera ottimale. La depurazione biologica è un processo che ha come principali protagonisti comunità di organismi viventi. Sia in ambiente naturale (autodepurazione) che artificiale (impianto di trattamento), l'azione di popolazioni microbiche diverse e in cooperazione tra loro porta alla degradazione delle sostanze inquinanti presenti nelle acque, attraverso processi di mineralizzazione e di raccolta in un materiale semisolido (fango) che in seguito può essere separato dalle acque per sedimentazione. La comunità di microrganismi, utile al processo di depurazione, è costituita principalmente da batteri e da una variegata microfauna, che in parte sono già presenti nel liquame da trattare, in parte provengono dall'ambiente circostante. Lo sviluppo e la crescita di questa comunità biologica sono determinati dalla sostanza organica contenuta nel liquame da depurare; si forma quindi una catena alimentare del detrito, all'interno di quello che è definibile come un ECOSISTEMA artificiale.
I reflui industriali presentano caratteristiche così variabili da rendere impossibile una generalizzazione riguardante un trattamento specifico. La realizzazione di uno scarico di acque reflue industriali nella pubblica fognatura presuppone infatti lo svolgimento di indagini preliminari molto accurate; è inoltre frequente la predisposizione di uno specifico trattamento a monte dell’ingresso delle acque reflue in fognatura, onde evitare eventuali gravi interferenze sugli impianti finali (specie se biologici). Per quanto riguarda invece le acque reflue civili (o ad esse assimilabili), i limiti di emissione degli scarichi sono regolamentati dall’allegato 5 alla parte III del D. Lgsl 152/2006.
Nel suo massimo sviluppo, un sistema di depurazione di scarichi civili è costituito da una linea liquami ed una linea fanghi.
La linea liquami può prevedere diverse fasi di trattamento:
1. trattamento preliminare
2. trattamento primario
3. trattamento secondario
4. trattamento terziario.
Il trattamento preliminare può essere costituito da sistemi meccanici oppure fisici di pretrattamento. Appartengono a questa fase il sollevamento dei liquami in arrivo all’impianto, la grigliatura (più o meno fine, per la rimozione delle parti grossolane in arrivo), la dissabbiatura (utile in particolar modo in caso di ingresso di acqua meteorica, ricca di sabbia proveniente dal dilavamento delle strade) e la disoleatura (se non eliminati, gli oli in ingresso danno particolari problemi poiché si dispongono sulle pareti delle vasche e peggiorano gli scambi).
La sedimentazione primaria rimuove gran parte della sostanza organica sedimentabile. I solidi sospesi hanno una grossa quantità di carico inquinante organico (BOD) e, una volta eliminati, necessitano anch’essi di essere smaltiti (attraverso la linea fanghi).
Il trattamento secondario consiste nell’abbattimento della sostanza biodegradabile attraverso una coltura batterica sospesa (fanghi attivi) o adesa (letti percolatori, biodischi, ecc.) e la conseguente formazione dei fanghi di supero (BIOMASSA che necessita di essere rimossa dalla fase secondaria) che successivamante viene inviata alla linea fanghi. Il trattamento secondario è ciò che caratterizza i sistemi di trattamento degli scarichi civili: rappresenta infatti l’unica fase della depurazione che non può essere “omessa”.
Il trattamento terziario infine può prevedere sistemi di filtrazione e/o di disinfezione e rappresenta la fase finale, realizzata (quando presente) a monte dello scarico finale.
La linea fanghi ha la duplice funzione di stabilizzare (cioè mineralizzare) e concentrare, disidratandoli, i fanghi prodotti lungo la linea liquami. La stabilizzazione può avvenire attraverso processi aerobici o anaerobici. Quelli aerobici sono più semplici e presentano costi che li rendono preferibili in caso di piccoli impianti. Quelli anaerobici necessitano , attraverso la somministrazione di calore, il raggiungimento di elevate temperature ai fini del corretto svolgimento del processo di digestione dei fanghi e consentono il rilascio di gas METANO che può essere utilizzato nei processi di produzione di nuova energia.