Gestione sostenibile delle acque meteoriche urbane

GESTIONE SOSTENIBILE DELLE ACQUE
METEORICHE URBANE
Idrodepurazione S.r.l.
Via Comina, 39 - 20831 Seregno (MB) - ITALIA
www.idro.net - [email protected]
FONDAZIONE GEOMETRI E GEOMETRI LAUREATI MILANO – 17 giugno 2016
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IL PROBLEMA GENERALE
In tempo secco la fognatura convoglia solo i
reflui civili al depuratore
In tempo di pioggia la fognatura porta al
depuratore i reflui civili e le acque
meteoriche, ma in eventi eccezionali si
eccede la massima capacità di carico del
depuratore e quindi una porzione degli
scarichi fognari viene scolmata
direttamente nel ricettore finale.
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PROBLEMI DERIVANTI DA SCARICHI DI SFIORATORI
Peggioramento della qualità delle acque dei corpi idrici recettori
Problemi igienico-sanitari
Aumento del rischio idraulico
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LINEE GUIDA DI INDIRIZZO
PRINCIPI GENERALI
• Pianificazione ed ottimizzazione del sistema di sfioratori di piena e delle vasche di prima
pioggia e volano all’interno di un’area urbana già dotata di rete fognaria di tipo misto;
• Regolamentazione di nuovi allacci o di potenziamenti di reti esistenti all’interno di aree di
trasformazione o di espansione residenziale, commerciale o industriale.
COME INTERVENIRE
1.Inquadramento del problema dal punto di vista normativo
2.Proposta di schema decisionale per l’ottimizzazione degli scolmatori e delle vasche di
prima pioggia e volano di una rete mista esistente
3.Sistemi di controllo delle acque meteoriche a monte dell’immissione in rete
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
La gestione delle acque meteoriche è demandata alle Regioni dall’art. 113 del decreto
legislativo 152/2006
NORMATIVA REGIONALE:
•Programma di tutela e uso delle acque PTUA (in particolare art. 44 e appendice G)
•R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie
•R.R. 4 del 24 marzo 2006 smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio
delle aree esterne
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE DELLE ACQUE
METEORICHE
Programma di tutela e uso delle acque PTUA
Appendice G del PTUA, “Direttive in ordine alla programmazione e progettazione dei
sistemi di fognatura”:
limitazione “a monte” delle portate circolanti in rete
• raccolta separata delle acque meteoriche non suscettibili di essere contaminate e
smaltimento sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo e, in via subordinata, in
corpi d’acqua superficiali
• scarico attraverso la rete fognaria con una limitazione di portata massima pari a
20 l/s per ettaro impermeabile
controllo quali-quantitativo delle portate recapitate nei ricettori
• limitazione attraverso vasche volano a 20 l/s per ettaro impermeabile per le aree di
espansione e 40 l/s per ettaro impermeabile per aree già dotate di fognatura.
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie Art. 15
Gli sfioratori di piena delle reti fognarie di tipo unitario sono realizzati in modo da
lasciare direttamente defluire all’impianto di trattamento delle acque reflue urbane la
portata nera diluita corrispondente al più elevato dei valori derivanti dall’applicazione
dei seguenti criteri:
apporto di 750 litri per abitante equivalente al giorno, considerati uniformemente
distribuiti nelle 24 ore, determinando in termini idraulici, ossia per rapporto tra il
consumo giornaliero medio industriale accertato e la dotazione idrica della popolazione
residente, assunta pari a 200 l/abxg, gli a.e. degli scarichi, di acque reflue industriali
non caratterizzabili in base all’apporto di sostanze biodegradabili;
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 quelli industriali, salvo
presenza di significativi complessi che lavorino su più turni giornalieri; il rapporto di
diluizione è incrementato a 2,5 nel caso gli apporti industriali in termini di abitanti
equivalenti calcolati con il criterio di cui alla lettera a), superino il 50% del totale.
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 3 del 24 marzo 2006 scarichi di acque reflue domestiche e di reti fognarie Art. 16
Le vasche (di accumulo) sono realizzate presso:
•Lo sfioratore in testa all’impianto di trattamento delle acque reflue urbane;
•Gli sfioratori che sottendono agglomerati con oltre diecimila a.e.
•Gli sfioratori che consentono di controllare complessivamente almeno l’80% della
superficie servita dalla rete, nel caso di recapito in corpi idrici significativi, ovvero sul
suolo o negli strati superficiali del sottosuolo, e il 50% nel caso di recapito in corpi
idrici non significativi.
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e
delle aree esterne
DEFINIZIONI
“evento meteorico una o più precipitazioni, anche tra loro temporalmente distanziate, di altezza
complessiva di almeno 5 mm, che si verifichino o che si susseguano a distanza di almeno 96 ore da
un analogo precedente evento”
“acque di prima pioggia quelle corrispondenti, nella prima parte di ogni evento meteorico, ad una
precipitazione di 5 mm uniformemente distribuita sull’intera superficie scolante servita dalla rete
di raccolta acque meteoriche.
Al fine di definire le portate si assumono coefficienti di afflusso pari a 1 per superfici impermeabilizzate”
“acque meteoriche di dilavamento» la parte delle acque di una precipitazione atmosferica che, non è
assorbita o evaporata, dilava le superfici scolanti”
“acque di seconda pioggia» la parte delle acque meteoriche di dilavamento eccedente le acque
di prima pioggia”
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e
delle aree esterne
A CHI E’ RIVOLTO
Art.3 a)“superfici scolanti di estensione superiore a 2.000 mq, calcolata escludendo le
coperture e le aree a verde, costituenti pertinenze di edifici ed installazioni in cui si
svolgono le seguenti attivita`: 1) industria petrolifera; 2) industrie chimiche; 3)
trattamento e rivestimento dei metalli; 4) concia e tintura delle pelli e del cuoio; 5)
produzione della pasta carta, della carta e del cartone; 6) produzione di pneumatici; 7)
aziende tessili che eseguono stampa, tintura e finissaggio di fibre tessili; 8) produzione di
calcestruzzo; 9) aree intermodali; 10) autofficine; 11) carrozzerie”
b) dalle superfici scolanti costituenti pertinenza di edifici ed installazioni in cui sono
svolte le attività di deposito di rifiuti, centro di raccolta e/o trasformazione degli stessi,
deposito di rottami e deposito di veicoli destinati alla demolizione
c) “dalle superfici scolanti destinate al carico e alla distribuzione dei carburanti ed
operazioni connesse e complementari nei punti di vendita delle stazioni di servizio per
autoveicoli”
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e
delle aree esterne
COME INTERVENIRE
Art. 5 “Le acque di prima pioggia e le acque di lavaggio, che siano da recapitare in corpo
d’acqua superficiale ovvero sul suolo o negli strati superficiali del sottosuolo, devono
essere avviate ad apposite vasche di raccolta a perfetta tenuta, dimensionate in modo da
trattenere complessivamente non meno di 50 m3 per ettaro di superficie scolante”
“Le acque meteoriche di dilavamento provenienti da superfici contaminate da
idrocarburi di origine minerale, in alternativa alla separazione delle acque di prima
pioggia possono essere sottoposte a trattamento in impianti con funzionamento in
continuo, progettati sulla base della portata massima stimata in connessione agli eventi
meteorici fermo restando il rispetto dei valori limite di emissione”
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NORMATIVA VIGENTE IN MATERIA DI GESTIONE
DELLE ACQUE METEORICHE
R.R. 4 del 24 marzo 2006 scarico delle acque di prima pioggia e
delle aree esterne
RECAPITO E LIMITI DI EMISSIONE
Art. 7 “nella rete fognaria nella condotta adibita al trasporto delle acque nere e miste,
nel rispetto delle norme tecniche, delle prescrizioni regolamentari e dei valori limite di
emissione adottati dal gestore del servizio idrico ”
“in corpo d’acqua superficiale, nel rispetto dei valori limite di emissione della tabella 3
dell’allegato 5 al d.lgs. 152/06”
“ nelle zone non direttamente servite da rete fognaria e non ubicate in prossimità di corpi
d’acqua superficiali, e solo qualora l’Autorità competente accerti l’impossibilità tecnica o
l’eccessiva onerosità di utilizzare tali recapiti, sul suolo o negli strati superficiali del
sottosuolo, fermo restando i divieti per tale tipo di recapito di cui al punto 2.1
dell’allegato 5 al d.lgs. 152/2006 nel rispetto dei valori limite di emissione della tabella 4
del medesimo allegato”
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PRINCIPIO DELL’INVARIANZA IDRAULICA
INVARIANZA IDRAULICA
La portata al colmo di piena risultante dal drenaggio di
un’area deve rimanere invariata prima e dopo la
trasformazione dell’uso del suolo in quell’area
Attualmente la Regione Lombardia limita solamente lo scarico in
fognatura o corpo idrico recettore a 20 l/s ha di superficie
impermeabile: considerando che un evento di piena consistente può
produrre 150-200 l/s ha, è implicita la richiesta di disporre di Volumi di
Compensazione Idraulica.
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COME GESTIRE LE ACQUE METEORICHE
CONSIDERAZIONI
Per quanto riguarda le reti di sottoservizi delle condutture fognarie per la
raccolta delle acque meteoriche e reflue urbane si dovrà tenere conto di
prescrizioni tecniche e costruttive per la progettazione dei sistemi di
smaltimento delle acque meteoriche con particolare riferimento al
trattamento delle acque di prima pioggia e al loro convogliamento in
specifiche vasche, di prima pioggia e/o vasche volano.
Prevedere sistemi per il trattamento, la separazione e lo smaltimento delle
acque meteoriche e in particolare di prima pioggia distinguendo tra aree
urbanizzate e aree non urbanizzate ma soggette a processi di
trasformazione.
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COME GESTIRE LE ACQUE METEORICHE
CONSIDERAZIONI E INDICAZIONI
• trattamento, separazione e smaltimento delle acque di prima pioggia ove richiesto dalla
normativa vigente;
• caratteristiche delle vasche volano e quelle di prima pioggia. In particolare per la
gestione delle acque meteoriche in nuove trasformazioni si dovrà prevedere:
la realizzazione di reti separate per acque nere e meteoriche;
lo smaltimento delle acque meteoriche quanto più possibile sfruttando la capacità
di infiltrazione nel terreno ed il reticolo idrografico secondario, seguendo i principi di
limitazione dello scarico dati dalla attuale normativa e in generale basandosi sul
principio dell’invarianza idraulica;
per le acque di dilavamento di strade interessate da traffico veicolare, in ragione
dell’intensità del traffico stesso, il ricorso a tecniche di drenaggio urbano per il
contenimento dell’inquinamento diffuso e l’aumento dei volumi di compensazione;
la raccolta, separazione, trattamento e scarico delle acque di prima pioggia in
insediamenti produttivi in conformità con il R.R. 4/2006 ed in generale quando è
prevedibile un inquinamento di tali acque ed un impatto significativo sul reticolo
idrografico.
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CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE
DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE
Principali fonti di inquinamento
precipitazioni atmosferiche secche(dry deposition);
erosione dei rivestimenti delle superfici(tetti, strade, parcheggi), con produzione di
materiale di varia natura (limo, sabbia, bitume, metalli pesanti residui di vernici);
trasporto di residui di vegetazione(foglie, polline, etc.);
traffico urbano(residui di combustione, quali ossidi di carbonio e azoto, piombo,
metalli, perdite di benzina e lubrificanti, residui di pneumatici, etc.);
scarichi vari di origine antropica(carta, vetro, materie plastiche) o
animale(escrementi);
scarichi vari da attività artigianali e industriali;
Risospensione degli inquinanti che si accumulano in fognatura in tempo secco.
.
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CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI
DILAVAMENTO IN AREE URBANE
Principali sostanze inquinanti
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CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE
DI DILAVAMENTO IN AREE URBANE
Variabilità delle caratteristiche degli inquinanti
uso e morfologia del suolo;
metodiche di effettuazione (manuale, meccanica, aspirazione, ecc.) e
cadenza della eventuale pulizia delle strade;
caratteristiche dell’evento meteorico (forma dello ietogramma, valore
massimo dell’intensità, durata, periodo di tempo secco antecedente).
Le maggiori concentrazioni e portate massichedi inquinanti (BOD, SS e
COD) si rilevano generalmente in corrispondenza dell’inizio della piena
(fenomeno cosiddetto “first foulflush”).
Tuttavia, diverse campagne di misura hanno evidenziato la presenza di picchi
di concentrazione susseguenti a quelli della portata (last flush).
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CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI
DILAVAMENTO IN AREE URBANE
INQUINAMENTO VALORI MEDI REGISTRATI IN ACQUE DI
DILAVAMENTO
COD
mg/l
SS
mg/l
Cromo
mg/l
Nichel
mg/l
Rame
mg/l
Zinco
mg/l
Cadmio Piombo
mg/l
mg/l
∼1300
∼1050
∼0,070
∼0,240
∼1,25
∼1,05
∼0,015
Idrocarburi
mg/l
∼1,5
∼30
≤0,2
≤5
Limiti D.lgs 152/99 Tabella 3
≤160
≤80
≤2
≤2
≤0,1
≤0,5
≤0,02
In riferimento ai valori limite della 152/06 emerge elevato tenore di
inquinamento in termini di:
COD
SS
Metalli pesanti – Pb, Cu, Ni, Zn
Idrocarburi
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CARATTERIZZAZIONE DELLE ACQUE METEORICHE DI
DILAVAMENTO IN AREE URBANE
Alcuni studi (Papiri, Barco, 2003) realizzati su un bacino
sperimentale, dimostrano che la concentrazione di inquinante ha
un primo picco in corrispondenza del primo evento meteorico,
con concentrazioni molto superiori rispetto agli eventi successivi.
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LE VASCHE DI PRIMA PIOGGIA
• Sono in grado di accumulare i primi 5 mm di pioggia;
• Sono dotate di un sistema di alimentazione che le escluda
automaticamente a riempimento avvenuto;
• Operano in maniera intelligente grazie a sensori che “vedono”
l’inizio e la fine dell’evento meteorico e sono in grado di capire se
esso ricade tra quelli regolamentati.
• Sono dotate di pompe temporizzate che fanno sì che 96 ore dopo
l’evento meteorico siano vuote e pronte a funzionare di nuovo.
• Sono in grado di operare la rimozione degli oli minerali e degli idrocarburi
mediante filtri a coalescenza.
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VASCA PRIMA PIOGGIA SISTEMA DI PULIZIA A RIBALTA
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PARTICOLARE RIBALTE DI PULIZIA
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RIBALTA DI PULIZIA VASCA PIOGGIA
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IMPIANTO DI TRATTAMENTO ACQUE PRIMA PIOGGIA
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IMPIANTO DI TRATTAMENTO
DECANTATORE
FILTRAZIONE
SU RESINE
CHIMICO-FISICO
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PARTICOLARE FILTRI DISOLEATORI
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SISTEMI DI REGOLAZIONE DELLE PORTATE
Dove la rete fognaria è unitaria, come in gran parte dell’Italia, è necessario
regolare la portata immessa nella stessa per tutelare il corretto funzionamento
dell’impianto di trattamento e per non gravare eccessivamente su collettori che
spesso non sono in grado di far defluire grandi portate.
Per la regolazione delle portate nelle fognature miste il sistemi più adottato è
lo sfioratore di piena, che normalmente comporta la realizzazione di soglie di
sfioro estremamente lunghe e quindi costose, e con portate modeste il loro
funzionamento è problematico in quanto si possono verificare depositi,
intasamenti e occlusioni.
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SISTEMI DI REGOLAZIONE DELLE PORTATE
Oggi il sistemi maggiormente utilizzato per la regolazione delle portate in
fognatura ed uscita da vasche volano è il regolatore a galleggiante, con il quale
la portata effluente è mantenuta costante grazie al movimento di un galleggiante
collegato a una paratoia mobile.
La paratoia di regolazione - realizzata in materiale sintetico - è montata su una
piastra ed è messa in movimento tramite un galleggiante collegato con un
braccio all’asta di comando della paratoia stessa. Grazie ad un idrogramma
specifico è possibile mettere a punto le aste di comando dello strumento in
funzione del livello raggiunto dall’acqua, del diametro della conduttura e della
portata affluente.
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REGOLATORE A GALLEGGIANTE
Per prima cosa è necessario stabilire l’ampiezza dell’apertura di passaggio
della paratoia in condizioni standard: questa deve essere tale da consentire il
deflusso della portata d’acqua richiesta.
In tempo di pioggia il livello dell’acqua a monte della paratoia aumenta: ciò
fa alzare il galleggiante e diminuire la superficie della luce libera di
passaggio, così da mantenere la portata di deflusso costante.
In condizione di massima chiusura sotto la paratoia resta ancora una luce di
passaggio, che è funzione dei parametri di progettazione del condotto
fognario, del battente idraulico e del deflusso consentito.
I vantaggi della paratoia sono molteplici: essa non richiede alcuna
manutenzione ed è a prova di corrosione, in quanto la parte meccanica è
realizzata in acciaio inox AISI 304. Inoltre la taratura dello strumento può
essere fatta anche dopo l’installazione: è infatti possibile modificare la
sezione di passaggio del regolatore di portata mediante un diaframma
regolabile, permettendo così di adattare l’impianto al variare delle esigenze e
delle portate di alimentazione del bacino.
Può essere installato in pozzetti esistenti,non necessita di salto idraulico.
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FOTO
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Grazie a tutti per
l’attenzione!
..tutto il materiale è disponibile sul sito
www.idro.net
Idrodepurazione S.r.l.
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tel. 0362.275110 – fax 0362.275151
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