Potabilizzazione indiretta.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Mauro Icardi

L’acqua sta diventando sempre più una risorsa di difficile reperibilità. Una risorsa per la quale si stanno già combattendo guerre. La scarsità di acqua di buona qualità ed i conseguenti problemi di gestione ed approvvigionamento che prima sembravano riguardare solo paesi del terzo mondo, o paesi notoriamente molto aridi come quelli dell’area mediorientale, attualmente sta colpendo pesantemente anche gli Stati Uniti ed in particolare la California.

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In questo scenario è necessario pensare al riutilizzo delle acque depurate anche per uso potabile, specialmente quando l’acqua viene prelevata dalle falde acquifere in quantità superiori ai tempi di ricarica della falda stessa. Il cambiamento climatico che sta già modificando la temperatura del pianeta, sta modificando anche il regime delle precipitazioni. A periodi di siccità prolungata seguono eventi di pioggia violenti e concentrati. E’ necessario quindi modificare l’approccio alla gestione della risorsa acqua. Certamente con un uso più attento e ed evitando gli sprechi, ma anche recuperando e riciclando quella già utilizzata. Il riutilizzo diretto delle acque di depurazione pur tecnicamente possibile suscita ancora una comprensibile diffidenza istintiva. Ma dagli anni 70 proprio negli Usa si è si è iniziata ad utilizzare la tecnica della potabilizzazione indiretta, ovvero a iniettare acqua depurata nella falda a monte dei punti di prelievo dell’acqua destinata a successiva potabilizzazione.

Impianti di potabilizzazione indiretta esistono anche in Europa: a Essex in Inghilterra e a Wulpen in Belgio. Quest’ultimo impianto inaugurato nel 2002 è un impianto estremamente moderno perché impiega alcune delle più recenti BAT (best available tecnology), cioè sistemi di microfiltrazione ad osmosi inversa e disinfezione con raggi uv. L’impianto riesce a coprire circa il 50% del fabbisogno di acqua potabile della cittadina belga.

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Le normali tecnologie di depurazione possono produrre un’acqua di scarico con valori dei differenti contaminanti uguali o minori a quelli ammessi per le acque potabili. Questo è un eccellente risultato se la destinazione finale è lo scarico in un corso d’acqua superficiale. Ma non è sufficiente se si tratta di rendere l’acqua idonea all’uso potabile. I nuovi limiti più restrittivi per la qualità delle acque reflue depurate stanno però rendendo sempre più diffuso l’utilizzo della filtrazione a membrana anche nel solo trattamento di depurazione delle acque reflue.

Le acque di scarico contengono una miscela complessa di sostanze derivanti da detersivi, prodotti per l’igiene personale e la pulizia della casa, medicinali e i loro prodotti di degradazione metabolica.

La tecnica più efficace per ottenere un’acqua di grado potabile e batteriologicamente pura prevede che venga trattata in impianti a membrana. Le membrane di microfiltrazione con porosità di 0,01 micron riescono a trattenere il 99% dei solidi sospesi, la maggior parte dei colloidi, batteri e protozoi.

L’acqua viene poi fatta passare in una sezione di osmosi inversa. Qui si rimuovono le sostanze organiche ad alto peso molecolare come gli acidi umici e fulvici e quasi tutto il carbonio residuo ed espresso come COD e BOD (le percentuali di abbattimento sono del 96 e del 98% rispettivamente). Il processo rimuove anche i residui di farmaci, ormoni ed altri interferenti endocrini.

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Al termine di questi due stadi si può prevedere anche un trattamento finale di ossidazione avanzata con acqua ossigenata o raggi uv che consente di rimuovere virus, sostanze organiche residue e solventi.

Prima dell’iniezione in falda si possono fare aggiunte di sali di calcio e di CO2 che hanno lo scopo di bilanciare il pH e l’alcalinità dell’acqua. Per verificare la qualità dell’acqua che ha subito questo trattamento oltre all’analisi dei parametri che si determinano usualmente in laboratorio (metalli, solventi, alcalinità, durezza , verifiche microbiologiche) generalmente vengono installate sonde per la rilevazione in continuo di torbidità conducibilità e pH. La verifica automatica di questi tre parametri serve per la gestione operativa e di processo dell’impianto.

Tutta questa notevole mole di lavoro serve a garantire la qualità dell’acqua che andrà ad alimentare le falde.  Verifiche geologiche saranno necessarie per escludere la presenza di metalli pesanti nelle zone dove si scaveranno i pozzi di ricarica della falda. Si dovranno effettuare in laboratorio test di lisciviazione immergendo le rocce di scavo nella stessa acqua che verrà iniettata. Prima di effettuare la messa in funzione a regime si dovranno effettuare limitate iniezioni di acqua (ordine di grandezza qualche migliaio di litri/ora) verificando ulteriormente sia i parametri chimici e microbiologici, che il comportamento del flusso idraulico tramite software appositi.

Ultimo e più importante compito, forse il più delicato, deve essere il coinvolgimento del pubblico. Questo per evitare che l’immagine che le persone si possono fare di impianti di questo tipo sia riassunta nella frase “dal wc al rubinetto di casa”.potabi4

Vanno illustrati in modo completo, trasparente e verificabile, i risultati delle analisi chimiche microbiologiche e geologiche. Spiegando nei suoi principi fondamentali il funzionamento di un impianto di questo tipo, i benefici che può apportare in caso di siccità prolungate (fenomeni che si stanno verificando con sempre maggior frequenza). Superare pregiudizi popolari o falsi miti indotti da informazioni incomplete ed errate può richiedere anni. E tutto questo comporta ritardi e aumenti nei costi.

Nel frattempo la scarsità di acqua dolce adatta ad uso potabile e irriguo continua. Non esiste solo il mito della crescita continua. Esiste anche quello della disponibilità infinita di acqua. Questo compito di informazione è per altro necessario per ogni tipo di impianti che sono al servizio della gestione del ciclo idrico, non solo per quelli tecnologicamente più avanzati.

Un progetto di “scuola dell’acqua” a vari livelli. Cominciando dalle scuole elementari arrivando fino alle Università e alle famiglie. Dalla qualità dell’acqua dipende la qualità della vita. Non solo per gli esseri umani, ma per l’intero pianeta. E informare aiuta ognuno a fare scelte consapevoli per preservarla.

4 thoughts on “Potabilizzazione indiretta.

  1. “Superare pregiudizi popolari o falsi miti indotti da informazioni incomplete ed errate può richiedere anni.”
    sono d’accordo con l’Autore, che ringrazio per l’ottimo intervento.
    Mi chiedo e vi chiedo però se ritenete la cosa possibile se rimarranno in vita diffusi pregiudizi e misconoscenze sulla chimica a mio parere evidentemente causati dal fatto che nei licei, dallo scientifico al classico passando per il liceo denominato “scienze applicate” la chimica NON viene insegnata dai laureati in discipline chimiche della classe A013, ma dai docenti di scienze della classe A060, la stragrande maggioranza dei quali laureati in scienze naturali, biologiche, geologiche, agrarie…
    Questo fatto è stato evidenziato in vari interventi nel forum ministeriale “la buona scuola” nella sezione classi di concorso, ma le bozze di classi di concorso approvate in prima lettura dal Govenro (fortunatamente modificabili, si spera in meglio e non in peggio) non considerano minimamente quanto proposto dagli insegnanti chimici, vedi https://labuonascuola.gov.it/costruiamo-insieme/classi-di-concorso/
    in particolare
    https://labuonascuola.gov.it/area/m/16983/
    e
    http://digilander.libero.it/docentichimicaetechi/INTERVENTOLABUONASCUOLA-ASSOCIAZIONE%20INSEGNANTI%20CHIMICI.pdf
    che ne pensate?
    Secondo voi, la SCI cosa dovrebbe fare?

  2. Grazie Mauro. Immagino si dovrà diffondere sempre di più questa metodologia che consentirebbe un notevole risparmio di acqua. Ho qualche domanda?
    1) dal punto di vista energetico la potabilizzazione delle acqua reflue é enereticamente conveniente rispetto alla desalinizzazione dell’acqua di mare?
    2) considerando che la maggior consumatrice di acqua é l’agricoltura, seguita dall’industria con solo terzo il consumo casalingo non sarebbero altrettanto importanti l’uso di irrigazioni a goccia controllata e sistemi di riemissione di diretta di acqua, anche se non conforme, nei cicli industriali?

  3. il post fa riflettere, come il precedente intervento; quanto all’aspetto energetico, la produzione di biogas potrebbe essere un buon sostegno. Penso comunque che la desalinizzazione si possa aggiungere alla immissione in falda del refluo trattato come spiegato nell’ottimo post, con opportuni accorgimenti. Da sottolineare il fatto che in certe realtà (isole, zone costiere) i periodi sempre più frequenti di siccità fanno in modo che i pozzi litoranei vengano contaminati dall’acqua di mare (cfr. http://www.associazionegeotecnica.it/sites/default/files/geot_1955_3_105.pdf, http://tesi.cab.unipd.it/46382/1/Sguazzin_Marco.pdf, …); il fenomeno per i crescenti periodi si siccitàdi cui discusso in precedenti autorevoli post, pare stia diffondendosi sempre più verso l’interno; per ovviare a questo fatto la tecnologia proposta in questo articolo mi sembra possa essere una possibile soluzione, da diffondere, e non mi sembra di esagerare, a livello planetario. Che ne pensate?

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