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La realizzazione di questo impianto è stata fortemente voluta in quanto l’area fiorentina necessita di un rimedio al pesante inquinamento delle acque dell’Arno. L’area scelta per l’ubicazione dell’impianto è S.Colombano presso il Comune di Lastra a Signa, dove confluiscono i collettori fognari della riva destra e sinistra (non ancora completamente realizzata) dell’Arno, attraverso un tunnel in acciaio di diametro 3900mm, completamente ispezionabile posato in sub-alveo del fiume. Il depuratore è stato progettato per servire un’utenza di 600000ab/eq.: l’impianto è suddiviso in tre lotti, ognuno dei quali ha un’utenza di 200000ab/eq con carico organico pari a 60gr/ab/eq/giorno di BOD. Il primo è in via di completamento, mentre per gli altri due non sono ancora iniziati i lavori. Il processo di depurazione di ogni lotto è costituito da:
Tutti i fanghi prodotti durante il processo di depurazione vengono convogliati nella linea fanghi, che è costituita da un primo sebatoio d’accumulo seguito da due digestori anaerobici. I fanghi uscenti da questi vengono pompati entro un apposito "fangodotto", lungo circa 8km, all’area dell’impianto di compostaggio di "Case Passerini", nel comune di Sesto Fiorentino, ove sono sotto posti alla fase di disidratazione finale, e quindi potranno essere o avviati alla discarica, o trattati per compostaggio insieme alla porzione organica dei rifiuti solidi urbani diventando così Compost. Occorre precisare come la depurazione delle acque nell’area fiorentina sia non solo un bisogno cittadino, ma soprattutto ecologico. Esistono due punti "critici" in Italia per quanto riguarda l’inquinamento, e tutti e due sono sprovvisti di un adeguato depuratore, infatti, Milano e Firenze detengono questo triste primato. Per quanto riguarda Firenze l’inquinamento più massiccio è localizzato nelle zone a monte di Arezzo e nella Val di Chiana. L’inquinamento di queste aree è sia civile che industriale, anche se a Firenze abbiamo un inquinamento prevalentemente civile, mentre quello industriale deriva prevalentemente da allevamenti.
A Prato esiste un grosso inquinamento industriale che viene eliminato da un depuratore della portata di 1 milione di abitanti equivalenti, lo stesso vale anche per Lucca e Pisa. Altri buoni depuratori sono localizzati nell’area intorno a S.Croce sull’Arno. Firenze invece dispone di alcuni piccoli depuratori di meno di 50000 abitanti equivalenti che non soddisfano la richiesta di depurazione dell’area fiorentina a causa anche delle fogne cittadine, che scaricano direttamente in Arno, soprattutto al collettore Le Torri e di fronte alle Cascine. Il punto più critico rimane comunque la zona di confluenza col Bisenzio, in quanto le fogne di Firenze e dintorni vanno a finire nell’affluente già citato.
L’impianto fognario è stato costruito nell’intervallo di anni 1976-1982 sfruttando delle fognature di tipo unitario, il problema è che il depuratore deve trattare anche le acque di pioggia, così il depuratore viene appesantito dal punto di vista idraulico; (le fognature si dividono in acque nere o acque piovane, dette bianche).
Il depuratore di S.Colombano doveva avere una portata di 900000ab/eq. ed i lavori non sono partiti nei tempi giusti perchè la gente del luogo pensava che fosse causa di inquinamento. Invece l’impatto ambientale del depuratore, se gestito correttamente sarà minimo. Il sistema fognario fu ricostruito ex-novo per concentrare tutto nella zona di S.Colombano ed è costato circa 100 miliardi. Le opere sono ferme in attesa che sia completato il depuratore, esso può trattare una portata di acqua piovana di 3 volte la portata secca, il sistema unitario infatti, costringe a trattare le acque nere con quelle piovane sovraccaricando il depuratore nei periodi di pioggia, diluendo le acque nere. L’appalto per la costruzione fu vinto dalla Italimpianti.
L’impianto di depurazione biologica di San Colombano è composto dalle seguenti fasi di trattamento:
Il problema fondamentale del funzionamento degli impianti di depurazione è il raggiungimento del rendimento di depurazione necessario per garantire uno scarico accettabile, secondo i criteri di legge.
Il dimensionamento dell’impianto serve solo per dare delle linee guida al gestore dell’impianto, in quanto le condizioni reali di funzionamento spesso si discostano da quelle ipotizzate a regime a causa dei carichi notevolmente variabili, anche nella stessa giornata, che influiscono sulla stabilità del processo depurativo. Sarebbe auspicabile che le grandezze base del processo fossero misurabili in continuo, in modo da poter verificare e prevenire eventuali variazioni; in particolare i parametri biologici e le portate in arrivo. Allo stato attuale non esistono apparecchiatura di misura in grado di soddisfare queste esigenze senza inconvenienti e con valori accettabilmente stabili: tali strumenti, come respirometri turbidimetri ed altri, possono essere di aiuto nella conduzione solo in tempi lunghi.
L’unico intervento possibile è quello di un opportuno periodo di conduzione sperimentale dell’impianto di depurazione, in modo da acquisire esperienza e dati significativi di funzionamento a regimi diversi ed in situazioni vicine alla realtà: in questo modo si verifica l’elasticità di funzionamento dell’impianto, si acquisiscono parametri di controllo e regolazione opportuni, si verifica l’efficienza ed il rendimento di depurazione effettivi.
Gli strumenti di misura controllo e regolazione più comuni sono i seguenti: