Studio Associato di Ingegneria Ambientale di Guido Scarano ed Alessandro Scoccia
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Depuratore per cantine


1. Problematiche connesse con il trattamento delle acque di scarico delle cantine

Lo spandimento in vigneto delle acque di scarico è ammessa dalla legge (art. 17 del D.M. 7 aprile 2006) per le cantine che producono non più di 4.000 m3/anno di acque reflue ma l’esecuzione di tale pratica, stanti le attuali normative regionali, comporta rilevanti costi di investimento e di gestione necessari per la realizzazione delle strutture di pretrattamento e accumulo dei reflui nonché per l’acquisizione delle aree da irrigare (ove non disponibili) e per il trasporto. Ne consegue la convenienza derivante dal trattamento in loco delle acque reflue con scarico dell’effluente in corpo recettore o, meglio ancora, con recupero in stabilimento per uso di lavaggio pavimenti, piazzali, ecc.
Il trattamento delle acque di scarico delle cantine mediante un depuratore biologico monostadio tradizionale è problematico per via dell’elevato valore del contenuto organiche delle acque durante la campagna di vinificazione (circa 10 volte superiore ad uno scarico civile) e della stagionalità dello scarico per lo più limitato ad un periodo di 1 - 2 mesi all’anno. Alcune recenti applicazioni della fitodepurazione al trattamento delle acque di scarico delle cantine hanno suscitato un grande interesse per via dei bassi costi di costruzione e di manutenzione e dell’alta affidabilità di funzionamento riscontrati nelle applicazioni di questa tecnica ad altre tipologie di scarico. Gli impianti finora realizzati per i reflui vinicoli hanno fornito buone prestazioni in termini di qualità dell’effluente e di adattamento alla discontinuità dello scarico. Rimane però il problema della elevata estensione di superficie necessaria per la realizzazione degli impianti (5 m2 per abitante equivalente) che si pone ancora di più nelle applicazioni alle cantine dove le aree richieste sono maggiori a causa dell’elevato carico organico degli scarichi e i terreni prospicienti la cantina sono in genere impiegati per la coltivazione dell’uva e quindi non possono, per ovvi motivi economici, essere destinati ad altri usi. Né d’altro canto è possibile localizzare l’impianto di fitodepurazione lontano dalla cantina per i costi e le complessità derivanti dalla realizzazione di lunghe condotte forzate, magari in terreni non di proprietà, oppure dal trasporto dell’acqua a distanza che riproporrebbe le diseconomie evidenziate per la pratica dello spandimento.
Recentemente si è sviluppata la tendenza ad utilizzare la fitodepurazione per il trattamento terziario di affinamento dell’effluente da un trattamento secondario (tipicamente) biologico che, operando una prima rimozione delle sostanze inquinanti, riduce di fatto l’esigenza di superficie. Il sistema innovativo per il trattamento dei reflui enologici descritto in quanto segue rientra in questa categoria di impianti.

2. Descrizione del sistema di trattamento

Il sistema di depurazione e recupero delle acque di scarico delle cantine vitivinicole progettato e prodotto dalla AèV s.c.a.r.l. comprende tre unità operative preposte ai trattamenti descritti in quanto segue.

2.1 Grigliatura fine delle acque di scarico

I corpi solidi (foglie, raspi, bucce e semi degli acini, ecc.) contenuti in grande abbondanza dalle acque scaricate dalla cantina durante la campagna di vinificazione vengono rimossi mediante un trattamento di grigliatura fine operato dalla griglia statica autopulente che può essere installata fuori terra oppure interrata qualora le pendenze della condotta di scarico lo consentano.


La griglia impiegata nel sistema di trattamento è un dispositivo di nuova generazione (Wedge Wire Screen) che si sta diffondendo soprattutto all’estero per le sue prerogative di semplicità e di efficienza. La sua principale peculiarità deriva dalla particolare conformazione della superficie filtrante che è composta da tre settori sequenziali di differente inclinazione costituiti da una serie di doghe trasversali a forma di cuneo distanziate di 1 mm (luce di filtrazione) in modo da delimitare interspazi a sezione trapezoidale che esercitano un’azione di risucchio dell’acqua defluente sulla superficie (effetto Coanda) che amplifica la capacità di filtrazione della griglia.
Nel ruscellamento dell’acqua, i corpi solidi di dimensione superiore a 1 mm vengono trattenuti dalle doghe trasversali mentre l’acqua passa attraverso gli interspazi e si raccoglie nel plenum sottostante da cui defluisce nella tubazione di scarico. Al contempo l’acqua esercita una azione di dilavamento che trascina i materiali trattenuti verso il bordo inferiore della griglia che di fatto si autopulisce. Tali materiali, unitamente ad un flusso residuo di acqua bypassata, confluiscono in una bacinella di raccolta munita di falso fondo forato per il drenaggio dell’acqua di sgrondo e alloggiata in una seconda vaschetta cieca su cui è innestata la tubazione di scarico dell’acqua.
La griglia statica autopulente richiede sostanzialmente due operazioni di manutenzione periodica: la rimozione del materiale grigliato e la pulizia della superficie filtrante. Quando la bacinella di raccolta è piena, il materiale grigliato deve essere rimosso e accumulato alle vinacce (tale modalità di smaltimento è assolutamente lecita trattandosi di materiale di risulta da un trattamento puramente meccanico). Questa operazione viene effettuata estraendo la bacinella dalla vaschetta di alloggiamento a ciò facilitata dalla loro particolare conformazione. L’intasamento progressivo degli interspazi della superficie filtrante migliora la capacità di filtrazione della griglia ma può provocare alla lunga un aumento abnorme del flusso residuo di acqua bypassata. Se tale aumento diventa eccessivo, la superficie filtrante deve essere ripulita dalle sostanze trattenute che non sono state trascinate dall’acqua. Questa operazione può essere effettuata per via meccanica (tramite uno spazzolone) o per via idraulica (tramite una lancia) accedendo al lato posteriore della superficie dove è praticata una apertura di accesso.

2.2 Bilanciamento idraulico e filtrazione biologica delle acque pretrattate

L’acqua filtrata uscente dalla griglia defluisce (in genere per gravità) nel bacino di bilanciamento idraulico e filtrazione biologica che provvede contestualmente ad equalizzare il flusso idraulico e a depurare le acque mediante un trattamento biologico a biomassa adesa. Il bacino può essere realizzato con l’impiego di una vasca monoblocco prefabbricata in c.a.v. oppure di più vasche abbinate. Ove interrate le vasche vengono sopraelevate e ricoperte al piano di campagna con strutture di rialzo e copertura pedonale o carrabile munite di passi d’uomo e relativi chiusini sufficienti a consentire l’ispezionamento dei vani interni e la manutenzione dei componenti impiantistici.


Ogni vasca è attrezzata con un filtro biologico a riempimento fisso rialzato dal fondo e corredato da aeratore di profondità, pompa di ricircolo del percolato e pompe di rilancio dell’acqua biofiltrata. Grazie alla sua capacità di accumulo, il bacino assorbe gli eccessi di scarico equalizzando il flusso di alimentazione idraulica. Nel corso delle escursioni del livello dell’acqua nella vasca, il mezzo filtrante opera da filtro percolatore a ventilazione forzata nella parte emersa e da biofiltro sommerso aerato nella parte immersa. In entrambi i casi, le sostanze organiche vengono biodegradate ad opera di una biomassa adesa alle superfici del mezzo e i composti volatili (tipicamente l’ammoniaca) vengono strippati per effetto della aerazione e del vigoroso ricircolo del percolato con i risultati evidenziati dalla tabella sottostante.


2.3 Fitodepurazione dell’acqua biofiltrata

La pompa di rilancio dell’acqua biofiltrata alimenta con una portata equalizzata l’impianto di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale che si preferisce a quello verticale per la maggiore semplicità ed economicità di costruzione e di gestione. Il fitodepuratore è costituito da un invaso ricavato sul terreno, naturalmente impermeabile o impermeabilizzato artificialmente, con il fondo in leggera pendenza. All’interno dell’invaso è realizzato un letto di materiali inerti (mezzo filtrante) idoneo a supportare la crescita di piante idrofite emergenti (in genere cannuccia di palude) e al contempo caratterizzato da una conducibilità idraulica tale da assicurare il deflusso orizzontale subsuperficale dell’acqua. L’impianto è completato dalla canaletta di entrata e distribuzione dell’acqua biofiltrata e dal collettore di fondo per la raccolta e l’uscita dell’acqua fitodepurata. Tale collettore è collegato con un pozzetto esterno equipaggiato con un dispositivo di regolazione del livello dell’acqua nel letto e comunicante con la condotta di scarico dell’acqua depurata nel corpo recettore o nel bacino di accumulo e recupero.


Stante la rimozione del carico organico originario delle acque di scarico operata dal filtro biologico (80 - 90 % del BOD5) il letto di fitodepurazione richiede una superficie molto ridotta rispetto a quella altrimenti necessaria (meno di 1/5). Con tali dimensioni, l’impianto di fitodepurazione è in grado di generare un ambiente che consente agli agenti attivi (substrato inerte, piante, microrganismi) di realizzare i processi fisici, chimici e biologici che determinano la rimozione pressoché totale delle sostanze inquinanti a ciò agevolata, nel sistema di trattamento in esame, dallo stato di iperossigenazione dell’acqua biofiltrata che favorisce la diffusione nel mezzo filtrante delle microzone aerobiche dove l’efficienza della depurazione biologica è molto maggiore. Peraltro, i solidi trascinati dall’acqua biofiltrata, in quanto residui della attività batterica nel filtro biologico, sono di natura organica e quindi vengono biodegradati dai microrganismi presenti nel letto di fitodepurazione. Ne consegue che l’acqua uscente dall’impianto di fitodepurazione non necessita di un trattamento finale di sedimentazione e quindi il sistema non produce fango da smaltire. Al contempo, l’acqua depurata presenta parametri di inquinamento che consentono sia lo scarico in corpi recettori che richiedono limiti di emissione molto restrittivi (suolo,corpi idrici in aree sensibili) sia il recupero dell’acqua in stabilimento per usi di lavaggio piazzali e pavimenti oppure per fertirrigazione in vigneto.

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