introduzione – obbiettivi e metodologie – risultati

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA FACOLTA’ DI INGEGNERIA PER L’AMBIENTE E IL TERRITORIO Tesi di laurea di MAURO GALLO

INNOVATIVA GESTIONE INTEGRATA DELLE ACQUE DI SCARICO E DEI RIFIUTI SOLIDI DI UN RIFUGIO ALPINO DEL PARCO DELLE DOLOMITI BELLUNESI Relatori:

Prof. Ing. Raffaello Cossu Prof. Maurizio Borin Correlatore: Ing. Mario Gandini

Rifugio alpino “BRUNO BOZ”, 1718 m.

Il progetto Aquanova Separazione all’origine dei flussi fognari Trattamento ottimale per ogni singola frazione Riduzione dei consumi Ricircolo dall’acqua e dei nutrienti Recupero energetico

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Rifugio alpino BRUNO BOZ, 1718 m. C.A.I. sezione Feltre comune di Cesio maggiore (BL)

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Schema del progetto Aquanova applicato al rifugio B. Boz digestore anaerobico biogas energia rifiuto organico dacucina

rifugioB .B oz

ricircolo

acque acque brune grigie

acque gialle

vascadi fitodepurazione

irrigazione

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Trattamento delle acque grigie e parte delle acque gialle tramite constructed wetland vegetata a macrofite e alimentata tramite flusso subsuperficiale orizzontale

Bassi costi di gestione Bassi costi di manutenzione Assenza di cattivi odori INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Digestione anaerobica delle acque brune e dei rifiuti organici dalla cucina

Test in scala laboratorio

Digestore anaerobico

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Obbiettivo della sperimentazione Dimensionamento degli impianti di fitodepurazione e digestione anaerobica per la depurazione e lo smaltimento dei rifiuti liquidi e solidi prodotti al rifugio

Contributo al progetto Indagine sulle presenze di visitatori al rifugio; Caratterizzazione qualitativa e quantitativa dei flussi in uscita;

Test per valutare le migliori essenze da inserire nell’impianto di fitodepurazione. INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Campionamento e caratterizzazione dell’acqua grigia e dell’acqua gialla prodotte al rifugio Rilevamento della portata Rilevamento del pH Rilevamento solidi sedimentabili Rilevamento temperature Prelievo campioni per analisi di laboratorio INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Analisi quantitativo di scarti organici da cucina Ogni volta raggiunto il quantitativo idoneo ad essere inviato al compostaggio veniva effettuata una pesata con una bilancia pesapersone

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Sperimentazione di fitodepurazione  Selezione

delle essenze nitrofile da inserire nella sperimentazione;  Valutazione del rendimento di rimozione fisicobiologica dei principali inquinanti di origine antropica;  Test di adattamento alla nuova alimentazione

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Modalità di riempimento dei vasi stratodrenantesuperiore2cm

piezometroper monitorare il livelloidricointerno riempimentoconterreno frescolocaleepietre piùomenogrosse stratodi separazione dreno-terrenoconsassi grossi epiatti

rubinettoper il prelievo dei campioni

10cmdi strato drenanteal fondo di ghiaiafine

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Allestimento di n° 20 vasi : 18 essenze locali 2 bianchi di riferimento

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Alimentazione fornita alle piante  Carico

iniziale con acqua potabile fino a portare il terreno in stato di saturazione  Dal 06/08 e per una settimana alimentazione ad acqua grigia  Dal 13/08 al 12/09 alimentazione ad acqua grigia più 1% di acqua gialla

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

ESSENZE ANALIZZATE ACHILLEA MILLEFOGLIUM SENECIO DENSIFLORUM SENECIO RUPESTRE SENECIO CARDATO EPILOBIO ALPESTRE EPILOBIO ANGUSTIFOGLIUM ACUNITUM NAPELLO INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Fiori gialli

Senecio cardato

Senecio rupestre

Senecio densiflorum

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Fiori violetta/viola

Epilobio alpestre

Epilobio angustifoglium

Aconitum napello

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Fiori bianchi

Aconitum napello Achillea millefoglium INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Risultati ottenuti

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003 08/09/2003 09/09/2003 10/09/2003 11/09/2003 12/09/2003

01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003

Risultati indagine sulle presenze

200

175

150

125

100

75

50

25

0

presenze

40 35 30 25 20 15 10 5 0

Media di 42 visitatori al giorno

Media di 15 pernottamenti a notte

pernottamenti

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

0 01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003 08/09/2003 09/09/2003 10/09/2003 11/09/2003 12/09/2003

10 5 0

giorno 01-ago 02-ago 03-ago 04-ago 05-ago 06-ago 07-ago 08-ago 09-ago 10-ago 11-ago 12-ago 13-ago 14-ago 15-ago 16-ago 17-ago 18-ago 19-ago 20-ago 21-ago 22-ago 23-ago 24-ago 25-ago 26-ago 27-ago 28-ago 29-ago 30-ago 31-ago 01-set 02-set 03-set 04-set 05-set 06-set 07-set 08-set 09-set 10-set 11-set 12-set

Clima e temperature

40 35 T° max

mm

30

giorno

T° min

30 25 [ C° ] 20 15

giorno

mm piogge

T.max media agosto 28° T.Min media agosto 12° T.max media settembre 18.4° T.min media settembre 6.5°

25

20

15

10

5

Piogge tot. 152.2 mm

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Produzione di acqua grigia litri acqua grigia

300,0 240,1

250,0 200,0

182,7

176,0

172,9

140,0

150,0

112,0

100,0

84,7 58,1

50,0

24,525,0 16,116,816,8 0,0 0,0 0,0

44,1 36,4 23,8 9,8

84,784,7 66,0

58,6

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

39,9 11,9

28,0 18,9

39,2 20,3 25,4

0,0

01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003

0,0

giorno

Azzeramento della produzione nella settimana dal 10/08 al 17/08 Media giornaliera di 70.80 l/d Picco massimo di 240 l/d (per utilizzo della doccia da parte di un gruppo di escursionisti) Media pro capite 1,98 l/p*d INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

0 01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003

litri acqua grigia per persona

01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003

litri acqua grigia

300 280

250 240

200 183

150 134

100 85

50 161715

2

1 0,6 0,6 0,8

58 3945 25

1,4 1,3 1,2 1,3

106 9690 72

43

3,0

3 2,3 2,2 2,4 2,3

1,4 2,3

0,7 0,7 0,7

173

3644 12

2,5

1,7 1,3

176

140 112 125

85 59 8585 66

40 28 19

2,0 1,6

39 20 22

0

6 5,2

5 4,4

4

2,9 3,3 2,7 2,8 3,1

2,3 1,8

Ricostruzione della produzione di acqua grigia nei giorni di carenza idrica la media giornaliera così ricavata sale a 80,78 l/d

giorno

Produzione pro capite d’acqua grigia stabile attorno ai 2 l/d*p

1,7 2,2

0,9 1,2

0,2

giorno

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Dinamica della produzione giornaliera di acqua grigia 8 7 6

Litri

5 4 3 2 1 0 7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 ore portata del 03/09/03 tot 25,4 litri

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Caratteristiche chimico fisiche dell’acqua grigia COD [mg O2/l]

BOD5 [mg O2/l]

N-NO3 [m/l]

N-NH4 [mg/l]

TKN [mg/l]

MBAS [mg/l]

S.S. mg/l]

pH

B.Boz

434

235

0,54

0.67

12,3

0,95

222

7,2

Aquanova (2000/2001)

240

38

1.85

10

6.8

10

8

7,3

Aquanova (2002/2003)

103

36

3.7

2.5

4.9

24

12.9

7,1

Eriksson et. altri 2002

424

216

0.3

1.56

4.3

0.9

76

7,6

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Produzione di acqua gialla    

1,78 litri giorno nel primo periodo 20 litri giorno durante il corso con in media 1 l/p*d pH stabile attorno a 9 Solidi sedimentabili in media del valore di 0,3 ml/l

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

01/08/2003 02/08/2003 03/08/2003 04/08/2003 05/08/2003 06/08/2003 07/08/2003 08/08/2003 09/08/2003 10/08/2003 11/08/2003 12/08/2003 13/08/2003 14/08/2003 15/08/2003 16/08/2003 17/08/2003 18/08/2003 19/08/2003 20/08/2003 21/08/2003 22/08/2003 23/08/2003 24/08/2003 25/08/2003 26/08/2003 27/08/2003 28/08/2003 29/08/2003 30/08/2003 31/08/2003 01/09/2003 02/09/2003 03/09/2003 04/09/2003 05/09/2003 06/09/2003 07/09/2003 08/09/2003

Scarti organici da cucina

4,5 4,0 3,5 3,0 Kg 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

giorno

scarti da cucina avanzi dei pasti

43,9 kg di scarti nel periodo considerato e 9,7 kg di avanzi una media di 1,13 kg/giorno di rifiuti organici prodotti nella lavorazione dei cibi 0,24 kg/giorno di avanzi di cibo

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Risultati dello screening test sulle essenze locali Dall’analisi dei dati relativi alla sperimentazione di fitodepurazione si possono ricavare preziose indicazioni anche se di carattere preliminare :

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Rendimenti di rimozione percentuali dei principali inquinanti COD

BOD5

N-NO3-

N-NH3

TKN

Senecio rupestre

19,67

67,26

3,95

-48,2

20,14

Senecio cardato

38.5

78.45

-10,54

50,88

25,40

Achillea millefoglium

31,75

60,33

-1,36

43,35

25,5

Aconitum napello

-90,04

17,34

-15,38

3,18

15,40

Epilobio alpestre

25.5

50.4

4.5

16

22

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Il senecio cardato è risultata la specie più adatta per il trattamento delle acque grigie 

  



Ha dimostrato una buona resistenza alla nuova alimentazione con il miglior stato vegetativo fino al termine della sperimentazione Una pregevole fioritura ed il maggior indice LAI La maggior evapotraspirazione L’apparato radicale che meglio si è adattato alla nuova condizione in vaso I migliori rendimenti di rimozione percentuali %

COD

BOD5

N-NO3-

N-NH3

TKN

MBAS

38

78

-10

50

25

99

Senecio cardato

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Senecio cardato

COD [mgO2/l

BOD5 [mgO2/l]

Bianco a sola acqua

COD BOD5 [mg O2/l] [mg O2/l]

N-NO3[mg/l]

N-NH4 [mg/l]

TKN [mg/l]

MBAS [mg/l]

pH

N-NO3[mg/l]

N-NH4 [mg/l]

TKN [mg/l]

MBAS [mg/l]

pH

Risultati delle analisi di laboratorio 3 78 12 0,240 1,200 2,30