Trattamento e depurazione acque reflue: perché è importante e tecnologie

Il consumo di risorse naturali, tra cui l’acqua, è indubbiamente un tema di grande rilievo, soprattutto ora che l’attenzione alla sostenibilità è cresciuta in modo significativo. Si tratta di una risorsa preziosa, ampiamente utilizzata sia in ambito domestico e civile, che industriale. Nonostante si tratti di un elemento presente in natura in grandi quantità, la disponibilità di acqua potabile e di qualità non è così ampia.

La crescente urbanizzazione e industrializzazione, in combinazione agli effetti dei cambiamenti climatici, stanno aumentando la pressione su questa risorsa. Proprio per questo motivo è essenziale riuscire a rendere sempre più sostenibile il ciclo di gestione dell’acqua, favorendo un prelievo responsabile, ma anche il corretto trattamento dei reflui dopo il consumo.

Oggi, infatti, se non si attuassero misure e politiche chiare per la tutela ambientale, si rischierebbero conseguenze irreversibili. Essenziale per la vita animale e umana, l’acqua non solo deve essere utilizzata con parsimonia, ma anche protetta da potenziali fonti di inquinamento. Oltre ai consumi idrici, infatti, la normativa si preoccupa di regolare in modo puntuale anche gli scarichi idrici, che se veicolati nel modo errato verso matrici ambientali come fiumi, laghi, mare o sottosuolo, possono essere fonte di contaminazione e inquinamento. Si parla, infatti, di trattamento delle acque reflue.

Il trattamento delle acque reflue, appunto, rappresenta uno strumento importante per garantire la sostenibilità ambientale, la tutela della salute pubblica e l’uso efficiente delle risorse idriche. Ogni giorno, miliardi di metri cubi di acqua vengono utilizzati, ma non scompaiano. Dopo l’uso l’acqua diventa acqua reflua, contenente sostanze organiche, nutrienti, microrganismi patogeni e altri contaminanti. Senza un trattamento adeguato, il rilascio diretto di questi reflui nell’ambiente avrebbe conseguenze negative per l’ambiente e, a cascata, sulla salute delle persone.

Che cosa si intende per acque reflue

Le acque reflue sono definite da ARPA Lombardia come

“le acque utilizzate nelle attività umane, domestiche, industriali o agricole, che per questo motivo contengono sostanze organiche e inorganiche che possono recare danno alla salute e all’ambiente”.

Quindi, si tratta di acque che, a seguito del loro utilizzo, hanno perso le caratteristiche di potabilità e presentano un carico inquinante potenzialmente pericoloso.

Queste acque possono contenere sostanze organiche, microrganismi patogeni e composti chimici di varia natura che, se scaricati senza adeguato controllo, possono compromettere la qualità dei corpi idrici e degli ecosistemi. Da qui nasce l’esigenza di un processo di ingegneria ambientale dedicato al trattamento delle acque reflue, finalizzato alla depurazione delle acque di scarico mediante la rimozione dei contaminanti organici e inorganici, con l’obiettivo di tutelare l’ambiente e la salute pubblica.

Acque reflue domestiche e industriali differenze

Quando si parla di acque reflue si fa riferimento a qualsiasi acqua la cui qualità è stata alterata a seguito di un utilizzo umano o produttivo. Il termine generico, utilizzato in questo modo, non aiuta a comprendere come è stata utilizzata l’acqua e, quindi, come dovrebbe essere trattata.

Le principali categorie individuate sono le acque reflue domestiche, industriali e meteoriche.

Si parla di reflui domestici quando l’acqua deriva da abitazioni, ma anche da edifici con attività paragonabili, come gli uffici o quelli dedicati ai servizi. In sostanza, l’acqua viene consumata per il funzionamento dei servizi igienici, con generazione di acque nere e grigie.
I reflui industriali, invece, si distinguono proprio perché i processi da cui derivano possono aver contaminato l’acqua con altre sostanze. Le acque meteoriche, infine, possono essere contaminate proprio perché derivanti dal dilavamento di superfici urbane o industriali. Ciascuna di queste tipologie presenta caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche differenti, che richiedono approcci di trattamento specifici.

Depurazione e trattamento dell’acqua negli edifici: soluzioni, consumi ed efficienza

Negli edifici civili e del terziario, il tema della depurazione e del trattamento dell’acqua assume un ruolo sempre più strategico, sia in termini di sostenibilità ambientale sia di efficienza gestionale. Oltre al trattamento centralizzato garantito dagli impianti di depurazione pubblici, esistono infatti numerose soluzioni tecnologiche che agiscono a scala di edificio o di complesso edilizio, con l’obiettivo di migliorare la qualità dell’acqua, ridurre i consumi idrici e limitare il carico sui sistemi fognari.

Negli edifici residenziali, scolastici, sanitari e direzionali, una quota significativa dei consumi idrici è legata a usi non potabili, come lo scarico dei servizi igienici, l’irrigazione delle aree verdi o il lavaggio di superfici. In questo contesto, il trattamento e il riutilizzo delle acque grigie e delle acque meteoriche rappresentano una leva concreta per ridurre il prelievo di acqua potabile e aumentare l’efficienza complessiva del ciclo idrico dell’edificio. Le acque grigie, provenienti da docce, lavabi e lavatrici, possono essere trattate localmente e riutilizzate per usi compatibili, mentre le acque piovane, se opportunamente raccolte e filtrate, consentono di coprire parte dei fabbisogni secondari.

Dal punto di vista energetico, le soluzioni impiantistiche più evolute consentono di coniugare trattamento dell’acqua ed efficienza, grazie a sistemi compatti, automatizzati e a basso consumo elettrico. L’integrazione con sistemi di building automation e di monitoraggio digitale permette inoltre di ottimizzare i cicli di funzionamento, ridurre gli sprechi e migliorare la gestione manutentiva, aspetti particolarmente rilevanti nei condomìni e negli edifici complessi.

In una prospettiva di edilizia sostenibile e resiliente, il trattamento dell’acqua in edificio non è quindi solo una misura tecnica, ma un elemento progettuale che contribuisce al raggiungimento degli obiettivi di risparmio idrico, riduzione delle emissioni indirette e adattamento ai cambiamenti climatici, in linea con le più recenti strategie europee sull’uso efficiente delle risorse.

Perché è importante trattare le acque reflue prima di scaricarle

Il trattamento delle acque reflue è una necessità ambientale, ma anche una priorità sanitaria e un investimento economico per un futuro sempre più sostenibile.

Lo scarico incontrollato di acque reflue è una delle principali cause di inquinamento idrico e di degrado degli ecosistemi acquatici. Oltre all’alterazione delle normali condizioni di mari, laghi e corsi d’acqua, le sostanze tossiche presenti nei reflui possono accumularsi nei sedimenti e lungo la catena alimentare, amplificando nel tempo gli effetti dell’inquinamento. Parallelamente, le acque reflue non trattate rappresentano un rischio significativo per la salute umana, poiché possono contenere batteri, virus e parassiti patogeni.

Lo scopo del processo di trattamento è principalmente quello di renderle sicure. Per evitare di inquinare l’ambiente, quindi, si sono realizzati impianti di depurazione, presso cui confluiscono queste acque poi sottoposte a diversi processi di trattamento. Successivamente, è possibile indirizzare le acque trattate verso impianti di potabilizzazione, per reimmetterle nel ciclo idrico anche in ambito di consumi civili e residenziali.

Benefici ambientali ed economici di una gestione efficiente delle acque reflue

Una gestione efficiente delle acque reflue è fondamentale per garantire la tutela ambientale e la sicurezza delle persone. Se non si effettuassero i trattamenti citati, si rischierebbe la contaminazione di fiumi, laghi e mari, con un rischio sempre maggiore per le persone e la riduzione di disponibilità di acqua potabile. Inoltre, così facendo si tutelano anche la fauna e la flora marina, costantemente messe a rischio dalle attività umane che generano inquinamento.

Il trattamento delle acque reflue, se adeguatamente gestito, è anche un mezzo per recuperare una risorsa preziosa, riutilizzando l’acqua trattata per scopi agricoli o industriali.

Tecnologie e metodi di trattamento delle acque reflue

Il trattamento delle acque reflue può prevedere processi tradizionali e tecnologie più avanzate di diversa natura. Lungo le fasi, infatti, si ricorre a diversi trattamenti, meccanici e fisici (come la sedimentazione, la grigliatura o la sabbiatura), ma anche chimici (come la defosfatazione) e biologici. Si possono aggiungere specifiche sostanze per facilitare reazioni e processi, ma anche a microorganismi presenti nell’acqua, come nel caso della digestione accennata nel primo paragrafo.

Gli impianti di depurazione, comunque, nella maggior parte dei casi distinguono la linea acque, dove si tratta quanto proveniente dalla fognatura (pre-trattamento, trattamento ossidativo biologico e ulteriori trattamenti), dalla linea fanghi, in cui si tratta ciò che deriva dalla sedimentazione prevista nella linea acque.

In aggiunta, l’uso di tecnologie quali i bioereattori a membrana, la fitodepurazione o la disinfezione a raggi UV, possono aumentare l’efficienza dei processi di trattamento. Allo stesso tempo, anche l’integrazione di nuove soluzioni digitali quali il controllo a distanza o l’automazione del funzionamento dell’impianto, possono fare la differenza.

Sensori e sistemi di intelligenza artificiale permettono il monitoraggio in tempo reale dei processi e della qualità dell’acqua, ottimizzando il trattamento e riducendo i costi operativi. Si tratta, quindi, anche di intervenire sulle strutture esistenti, favorendo l’evoluzione tecnologica e riducendo l’obsolescenza degli impianti di trattamento.

Quali sono le fasi del trattamento primario, secondario e terziario

Il trattamento primario prevede la rimozione dei solidi più grossolani presenti nelle acque reflue, principalmente attraverso processi fisici di sedimentazione che consentono la separazione dei materiali sospesi più pesanti.

Successivamente, il trattamento secondario attiva processi biologici controllati, basati sull’azione di microrganismi, finalizzati all’eliminazione della sostanza organica disciolta, mediante digestione aerobica o digestione anaerobica.

Infine, con i trattamenti terziari si procede alla rimozione di ulteriori nutrienti o contaminanti specifici, difficili da eliminare nelle fasi precedenti, come fosforo e azoto. In questa fase possono essere adottate anche tecnologie avanzate di filtrazione e disinfezione per migliorare la qualità finale dell’effluente. Una volta completato l’intero ciclo di trattamento, le acque reflue possono essere restituite in sicurezza all’ambiente oppure riutilizzate per scopi specifici, come l’irrigazione, gli usi industriali o altri impieghi non potabili.

Cosa sono i fanghi di depurazione

I fanghi di depurazione sono il prodotto dei trattamenti di depurazione delle acque reflue. Si tratta di residui solidi o semisolidi, che si formano inevitabilmente durante il processo e la loro composizione varia in funzione della tipologia di refluo trattato (civile o industriale) e delle tecnologie adottate nell’impianto.

Tutti gli inquinanti e le sostanze rimosse dall’acqua trattata, infatti, si concentrano in questi fanghi che sono considerati dei rifiuti.  Prima del loro smaltimento, però, sono sottoposti a trattamenti specifici per ridurne il volume e limitarne la pericolosità. Come per ogni altro rifiuto, si incentiva il recupero e favorisce un approccio circolare.

Quali normative regolano il trattamento delle acque reflue in Italia

La normativa europea rispetto agli scarichi idrici è stata oggetto di recente discussione nel Parlamento europeo e nel mese di gennaio 2024 è stato deciso di revisionare le norme UE in materia, con l’obiettivo di incrementare il livello di protezione dell’ambiente e anche della salute pubblica.

La normativa europea aggiornata (Direttiva UE 2024/3019) ha introdotto il trattamento quaternario obbligatorio per i grandi impianti per rimuovere i microinquinanti e il principio “chi inquina paga” per coprire i costi. Questo mira a una depurazione più completa, gestendo anche le acque piovane nelle città grandi e introducendo obiettivi di neutralità energetica per gli impianti entro il 2045.

A livello nazionale, invece, il principale riferimento è il D.Lgs 152/06, detto anche Testo Unico dell’Ambiente, che nella sua parte III si occupa di “Norme in materia di difesa del suolo e lotta alla desertificazione, tutela delle acque dall’ inquinamento e di gestione delle risorse idriche”.

Qui, oltre a trattare il tema delle competenze e della definizione delle aree sensibili, si parla di risparmio idrico e riutilizzo dell’acqua, ma anche e soprattutto dell’intera disciplina degli scarichi. Diversi articoli trattano in modo specifico le reti fognarie, gli scarichi sul suolo, nel sottosuolo, nelle acque sotterranee, nelle acque superficiali e in corpi idrici in aree sensibili.

La situazione attuale in Italia

Secondo i dati ISPRA riportati nel Reporting UWWTD 2022, è possibile avere una panoramica dello stato della depurazione in Italia aggiornata all’anno 2020. Il numero di impianti di trattamento dovrebbe essere adeguato al carico di acqua da trattare, fortemente connessa al numero di agglomerati presenti su un territorio

L’ISPRA individua 3025 agglomerati, con un carico complessivo generato pari a 78.011.318 abitanti equivalenti. Di questo carico, in Italia circa il 95,6% è convogliato in fognatura, mentre il 3,7% è trattato in IAS (sistemi individuali o appropriati per il trattamento) e solo lo 0,7% non converge in nessuno dei due. Gli impianti di depurazione attivi, in particolare, sono in totale (al 2020) 3665, con la capacità di trattate il 99% del carico totale stimato.

Dai dati, però, emerge una certa disparità tra le differenti Regioni italiane. Al Nord e nel Centro Italia la percentuale di scarichi convogliati in fognatura e trattati è generalmente superiore al 90%, con alcune Regioni che superano il 99%. Al Sud, invece, cresce il valore del carico che non convoglia né in fognatura, né in IAS, con la Calabria che supera la media nazionale e raggiunge il 4,6%.

Case study e best practice

Gli impianti di depurazione, a fronte di situazioni quali nuovi inquinanti da trattare, normativa in evoluzione, tecnologie che cambiano nel tempo, richiedono spesso interventi di ammodernamento. Oppure, nasce l’esigenza di costruirne di nuovi e virtuosi.

Alcuni esempi interessanti sono l’impianto di fitodepurazione a Melendugno, tra i più grandi d’Italia grazie ai suoi 8 ettari di estensione, 5 ettari di specchi d’acqua e sei vasche di depurazione. Riproducendo ciò che avviene in modo naturale nelle zone umide, l’impianto nasce come esperimento dell’Acquedotto Pugliese nel 2010, grazie anche a fondi regionali. Un progetto pilota che ora si presenta come bacino palustre artificiale ormai consolidato, che ha anche aiutato a ridurre il rischio desertificazione della zona.

E’ più recente l progetto dell’impianto di trattamento delle acque reflue di Vicenza, finanziato con i fondi del PNRR. La prima fase dei lavori deve essere conclusa entro il 2026, per poi rendere operativo l’impianto nel 2029. Si tratta di un ampliamento e ammodernamento di un impianto esistente, che mira all’efficientamento della gestione dei fanghi, grazie all’introduzione del processo innovativo di idrolisi, che consenta la produzione di biogas da riutilizzare a scopi energetici all’interno dell’impianto stesso.

FAQ Acque reflue

Quali tipi di acque reflue esistono (domestiche, industriali, meteoriche)?

Le acque reflue possono essere domestiche, quindi provenienti da abitazioni e servizi civili, industriali, derivanti da processi produttivi e manifatturieri, e meteoriche, ossia le acque piovane che raccolgono inquinanti da superfici urbane e industriali. Ogni tipologia presenta caratteristiche chimiche e biologiche differenti, che richiedono trattamenti specifici. La distinzione è fondamentale per progettare impianti di depurazione adeguati.

Quali sono gli impatti ambientali delle acque reflue non trattate?

Le acque reflue non trattate possono essere una fonte di inquinamento per l’ambiente, con impatto soprattutto sugli ecosistemi acquatici. Fiumi, laghi, mari e falde possono essere compromessi dalle sostanze contenute all’interno dei reflui, che danneggiano flora e fauna. Sono pericolose anche per la salute umana, poiché fonte di batteri e virus.

Le acque reflue possono essere riutilizzate?

Le acque reflue possono essere riutilizzate purché sottoposte a adeguato processo di depurazione. Una volta trattate, però, richiedono ulteriori trattamenti per la potabilizzazione, nel caso si intenda riutilizzare l’acqua per scopi civili e potabili. Ciò favorisce una riduzione del prelievo idrico, aumentando la sostenibilità.

Come funziona un depuratore biologico?

Un depuratore biologico utilizza microrganismi per degradare la sostanza organica presente nelle acque reflue. Le fasi principali sono aerazione, digestione aerobica o anaerobica e sedimentazione dei fanghi. I microrganismi trasformano gli inquinanti in biomassa, anidride carbonica e acqua depurata. In alcuni impianti avanzati si integrano membrane o filtri per migliorare l’efficienza.

Le aziende devono trattare le acque reflue industriali?

Tutte le aziende che ricorrono a processi industriali per le proprie lavorazioni hanno la responsabilità e l’obbligo di trattare le acque reflue industriali prima dello scarico, per rispettare limiti normativi e prevenire danni ambientali. Il trattamento può includere processi fisici, chimici e biologici, a seconda della natura dei contaminanti presenti. Il mancato rispetto della normativa può comportare sanzioni di diversa natura.

27/09/2022

Acque reflue in Italia: i lati oscuri di una risorsa da sfruttare

L’Italia è inadempiente sul trattamento delle acque reflue: lo confermano i dati e le sanzioni aperte in UE. Servono investimenti e la volontà di migliorare. Da PNRR e ricerca arrivano soluzioni

a cura di Andrea Ballocchi

Indice degli argomenti:

• Acque reflue in Italia: le sanzioni aperte dall’UE e una situazione da migliorare
• Gli investimenti stanziati per migliorare la situazione
• Il contributo di ricerca e innovazione: dalla depurazione all’idrogeno verde

Sullo stato delle acque reflue in Italia c’è ancora molto da fare. È un problema che sconta il nostro Paese (già carente in tema di bonifica di siti inquinati) e altri in Europa dove, proprio due settimane fa, la Commissione Europea ha segnalato varie inadempienze nella Comunicazione ai vari organi UE per il riesame dell’attuazione delle politiche ambientali 2022.

A cominciare dal trattamento delle acque. La stessa Commissione scrive a proposito che “nonostante siano stati fatti dei passi avanti, in molti Stati membri le acque reflue urbane non sono ancora raccolte e trattate come dovrebbero; per questo motivo la maggior parte di essi è tuttora oggetto di procedure di infrazione e alcuni sono stati condannati a pagare sanzioni pecuniarie”.

L’Italia figura tra i 19 Stati Membri per cui sono attualmente in corso procedure di infrazione per applicazione scorretta della direttiva sul trattamento delle acque reflue urbane.

Contare su acque opportunamente trattate potrebbe essere un alleato prezioso per l’agricoltura. Dopo aver vissuto un’estate in cui la siccità è stata pesante, la stessa Commissione europea ha pubblicato delle linee guida per aiutare gli Stati membri e le parti interessate ad applicare le norme sul riutilizzo sicuro delle acque reflue urbane trattate per l’irrigazione agricola, evidenziando che “realizzare una società intelligente dal punto di vista idrico è più che una necessità in Europa e il riutilizzo dell’acqua è uno degli elementi chiave per garantire l’acqua per tutti”.

Bisogna ripartire da qui. In Italia, malgrado i lati oscuri in tema di acque reflue, ci sono anche segnali di una volontà di cambiare lo stato dell’arte. Il PNRR, pur concedendo solo 600 milioni (su 191,5 miliardi totali) a questo proposito, è un incentivo da sfruttare. Ma ci sono anche progetti innovativi che potranno contribuire a migliorare la situazione.

Acque reflue in Italia: le sanzioni aperte dall’UE e una situazione da migliorare

L’Italia oggi deve ancora scontare quattro procedure d’infrazione comunitarie per inadempienza alla Direttiva sulle acque reflue, due delle quali già sfociate in condanna. A causa del ritardo nel portare a termine i lavori necessari a uscirne da questa situazione per i lavori di adeguamento 2018-2024 il nostro Paese dovrà pagare mezzo miliardo di euro.

Dal 2015 a oggi ha già versato all’Unione e 620 milioni di euro per violazione di norme votate anche dal Belpaese. Le multe toccano molte regioni del Sud per la presenza diffuse di discariche illegali per lo scarico delle acque reflue urbane in aree sensibili, ma il problema è diffuso.

Il risultato è che solo il 56% delle acque reflue nazionali è trattato in linea con la legislazione europea, evidenzia l’Agenzia Europea dell’Ambiente. Questa situazione non certo ottimale è legata a scelte poco lungimiranti, a cominciare dal livello di investimenti per la raccolta e il trattamento delle acque reflue in Italia. Il nostro Paese investe 16 euro per cittadino all’anno per nuove infrastrutture di raccolta e trattamento acque e per il rinnovo di quelle obsolete. Si tratta di una cifra molto inferiore alla media dell’UE, che è di 41 euro all’anno per cittadino.

Gli investimenti stanziati per migliorare la situazione

Una gestione ottimale delle risorse idriche è fondamentale e in questo senso è bene lavorare per ottenere risultati duraturi, grazie anche agli investimenti. Il PNRR prevede un monte di 600 milioni di euro per fognature e per fornire un contributo alla depurazione delle acque reflue in Italia. Oltre a rendere più efficace la depurazione delle acque reflue scaricate nelle acque marine e interne, si punterà a trasformare gli impianti di depurazione in “fabbriche verdi”, per consentire il recupero di energia e fanghi, e il riutilizzo delle acque reflue depurate per scopi irrigui e industriali.

Sul tema investimenti e progetti è uscito proprio in questi giorni il paper “Acqua, investimenti e climate change“, realizzato da Utilitalia, la Federazione delle imprese idriche, ambientali ed energetiche nazionali. In esso si legge che i gestori italiani del servizio idrico investiranno circa 10 miliardi di euro per garantire nei prossimi anni un approvvigionamento sicuro di acqua potabile.

Di questi 2,5 miliardi di euro sono ripartiti equamente tra i segmenti di fognatura e depurazione. Tra i circa mille progetti che i gestori hanno in cantiere vi sono anche quelli per il riutilizzo delle acque reflue.

Il contributo di ricerca e innovazione: dalla depurazione all’idrogeno verde

Ricerca e innovazione sono preziosi alleati nel contribuire a migliorare la situazione delle acque reflue in Italia. A questo proposito, è stato avviato il progetto europeo FIT4REUSE di cui fanno parte Ispra, Università di Bologna e l’Università Politecnica delle Marche. Il progetto nasce per fornire modalità di approvvigionamento idrico sicure, sostenibili e accettate per il bacino del Mediterraneo, sfruttando risorse idriche non convenzionali. In questo senso, si parte dalla convinzione che le acque reflue trattate e l’acqua desalinizzata possono contribuire a compensare il divario tra la domanda e l’offerta di acqua per l’agricoltura e a fornire acqua di qualità costante durante tutto l’anno. Per questo FIT4REUSE si concentrerà su tecnologie di trattamento innovative, sostenibili e sicure e sull’uso delle acque reflue trattate e dell’acqua desalinizzata in agricoltura e per la ricarica delle falde acquifere.

Un altro progetto innovativo è SynBioS (Syngas Biological Storage), avviato da Hera – con un investimento di circa 10 milioni di euro – e che entrerà in esercizio nel 2023. Si tratta di un impianto “power to gas” che intende convertire energia elettrica rinnovabile e acque reflue in idrogeno verde e, poi, in biometano.

Ubicato a Bologna Corticella all’interno del più grande depuratore fra quelli gestiti per bacino di utenza servito, l’impianto SynBioS, una volta a regime, grazie a una potenzialità di 1 MW, potrà produrre circa 190 Nm3/h di green gas, evitando l’emissione in atmosfera di circa 50 Nm3/h di anidride carbonica.

Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 2022

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