Tecnologie impianti di recupero e risanamento di corpi idrici
Eliminazione esterna del fosfato per il recupero dei corpi idrici eutrofici
INTRODUZIONE
L’ecosistema lago
Molti corpi d’acqua stagnanti (laghi naturali, laghi formatisi in seguito all’estrazione di ghiaia, bacini d’invaso, laghetti e stagni) costituiscono un problema ecologico.
Da un lato sono un’importante componente paesaggistica e per questo soddisfano molteplici e talvolta opposte esigenze d’uso, animali e umane; dall’altro subiscono contaminazioni che ne impediscono l’utilizzo desiderato. Specialmente l’accumulo di elementi nutritivi delle piante come i composti di fosforo e di azoto, il cosiddetto fenomeno di eutrofizzazione, può causare gravi compromissioni di questi ecosistemi. In tali casi si rendono necessari costosi interventi di conservazione.
I laghi meritano una tutela particolare, in quanto rappresentano un importante habitat per numerose specie animali e vegetali e rivestono quindi una posizione di rilievo nel patrimonio naturale.
Contemporaneamente, i laghi vengono utilizzati anche dall’uomo per i più disparati scopi: dal tranquillo relax, al prelievo di acqua potabile, fino alla balneazione e agli sport acquatici.
Ne deriva che il significato ecologico e la possibilità di utilizzo sono fortemente dipendenti dalla qualità dell’acqua oltre che da questa frequentemente limitati. Esempi di tale limitazione sono costituiti dall’acidificazione e dall’eutrofizzazione.
Come avviene il fenomeno di eutrofizzazione dei corpi idrici?
Ogni lago invecchia naturalmente con l’apporto di nutrienti e la sedimentazione di sostanze minerali e organiche. Aumenta così la produzione di biomassa, si riducono la profondità e la superficie del lago e si verifica il cosiddetto fenomeno di interramento.
Questi processi, che normalmente si svolgono in archi di tempo molto lunghi, sono accelerati dall’azione antropica, per esempio dall’apporto aggiuntivo di nutrienti da quartieri residenziali e superfici agricole.
Un ulteriore influsso è spesso esercitato anche dalle sostanze tossiche, che possono avere effetti negativi sull’equilibrio naturale di un ecosistema e limitarne l’utilizzo. Scopo del mantenimento oppure dello sviluppo di determinate condizioni del corpo idrico è sempre quello di limitare gli influssi della civilizzazione e ripristinare uno stato naturale originario.
Il successo e gli sforzi per conseguirlo fondamentalmente dipendono dalla struttura del bacino imbrifero, dalle caratteristiche morfologiche e idrologiche del lago, dall’utilizzo prefissato e infine dalle non meno importanti disponibilità finanziarie.
Decisiva per la riuscita dell’intervento di conservazione è l’individuazione della causa dei mutamenti. I disturbi a rapida insorgenza, come per esempio moria di pesci per carenza di ossigeno, devono essere rimossi con interventi immediati; tuttavia, al fine di garantire un utilizzo duraturo della risorsa idrica, è necessaria un’intensa lotta alle cause.
SOLUZIONE
Risanamento bacini idrici:
Funzionamento dell’impianto
L'impianto proposto è un metodo brevettato per il recupero di corpi idrici eutrofici.
I corpi idrici, in conseguenza del loro utilizzo, sono soggetti a una pluralità di contaminazioni.
All’inquinamento di un corpo idrico contribuiscono, oltre che le sorgenti di nutrienti esterne, anche le sorgenti interne, in special modo il sedimento.
Il fenomeno interessa soprattutto i corpi idrici stratificati, poiché in queste acque, in fase di stagnazione, si verifica un deficit di ossigeno ipolimnico (o dello strato profondo). In seguito ai processi di ossiriduzione che conseguentemente si scatenano, i fosfati legati al sedimento possono entrare nuovamente in soluzione. Questi fosfati si accumulano nell’ipolimnio in concentrazioni elevate e dopo la fase di circolazione, in autunno e primavera, si diffondono nell’intero corpo idrico.
L'impianto proposto sfrutta le caratteristiche limnologiche delle acque stratificate. Il recupero di un corpo idrico con questo metodo non è prevista la depurazione dell’intero corpo idrico, ma esclusivamente dell’acqua ipolimnica in prossimità del sedimento particolarmente carica di nutrienti. L’eliminazione del fosfato avviene attraverso una combinazione di metodi ottimizzata per questo caso applicativo.
Il sistema consente anche il trattamento ottimale di corpi idrici poco profondi. Il sistema può essere applicato specialmente dopo operazioni di sfangatura.
Il metodo di depurazione combina le tecniche di precipitazione, flocculazione e flottazione.
L’acqua che deve essere depurata viene avviata all’impianto Pelicon® per mezzo di una pompa sommersa.
Con l’impiego di agenti precipitanti le sostanze disciolte in acqua, in particolar modo il fosfato, vengono portate a uno stato difficilmente solubile.Immediatamente dopo il dosaggio del precipitante si attiva il processo di flocculazione delle particelle precipitate, ovvero particelle già presenti nell’acqua.
I fiocchi che si formano possono essere separati dall’acqua tramite il cosiddetto processo di microflottazione. La microflottazione è un metodo di separazione molto efficace di depurazione dell'acqua che non richiede particolari interventi di manutenzione.L’acqua depurata nell’impianto Pelicon® viene reimmessa nel lago e si stratifica sopra l’ipolimnio in funzione della temperatura e della densità.
In questo modo non si hanno effetti di diluizione, ovvero mescolamento dell’acqua depurata con l’acqua contaminata.Il metodo Pelicon® garantisce un funzionamento continuo dell’impianto, non richiedendo la sostituzione e il controlavaggio dei filtri. Il metodo AQUATECTOR®-Microfloat® consente il costante rinnovo dello strato di bolle d’aria per la separazione della fase solida.
Gli impianti Pelicon® sono collocati in container di dimensioni standard.Il sistema costruttivo a container rende possibile un agevole trasporto dell’impianto.
L’impianto è modulare e può essere ampliato in fasi successive, l’installazione non è particolarmente complessa.È sufficiente provvedere alle tubazioni di alimentazione e di scarico dell’impianto Pelicon® e all’allacciamento elettrico.
E così, al termine di un efficace intervento di recupero, l’impianto può essere facilmente smontato e agevolmente trasportato per l’installazione in un nuovo sito.Gli impianti Pelicon® possono essere realizzati all’interno di container trasportabili e offrire portate comprese tra 10 m3/h e 120 m3/h.
Se fissi, gli impianti possono presentare anche dimensioni maggiori e offrire portate superiori, sempre tenendo conto della conformazione locale.
Il consumo energetico degli impianti è ridotto (da 0,12 kWh/m3 a 0,15 kWh/m3) così come la quantità di precipitante richiesta (da 0,025 l/m3 a 0,080 l/m3 (policloruro di alluminio)).Per vedere un esempio di impianto fisso clicchi QUI.
Per vedere un esempio di impianto mobile clicchi QUI.
Per richiedere un impianto pilota, informazioni e/o preventivi clicchi QUI.
Conservazione dei corpi idrici: problemi e soluzioni con Pelicon®.
Risanamento dei corpi idrici
Gli interventi di risanamento nel bacino di un corpo idrico hanno come obiettivo principale la limitazione dell’apporto di sostanze nutritive e, possibilmente, la riduzione del carico di nutrienti, in particolar modo di fosfato, al fine di impedire la proliferazione di alghe. La riduzione del carico di fosfato determina un miglioramento della qualità del corpo idrico. Gli interventi mirano alla diminuzione dell’apporto di nutrienti sia da sorgenti puntuali (impianti di depurazione pubblici) che da sorgenti diffuse (dilavamenti agricoli, erosione, ecc.).
Un’ulteriore fonte di inquinamento dei corpi idrici è rappresentata dalle acque stradali.
A causa dell’inquinamento atmosferico e del traffico stradale sempre più intenso, queste acque di scolo superficiali contengono una pluralità di sostanze tossiche. Tra queste figurano oltre alle sostanze nocive tipicamente legate al traffico stradale come i metalli pesanti quali piombo, rame e zinco, le particelle di polvere e di fuliggine, gli idrocarburi derivati dal petrolio e gli idrocarburi policiclici aromatici, anche materiali biodegradabili quali fogliame.Attraverso i canali dell’acqua piovana, queste sostanze nocive spesso giungono direttamente in bacini aperti insieme all’acqua stradale. Il fosfato si accumula nel sedimento del lago nel corso dell’anno e, per la scarsità di ossigeno del fango, viene disciolto e quindi ceduto all’acqua contenuta nei pori del sedimento.
Da qui può salire verso l’alto attraverso i gas (metano).La stabilità del composto di ferro III, a cui è legato il fosfato, è fortemente influenzata dalla presenza di ossigeno: carenza di ossigeno – il fosfato si scioglie.
Nel caso di acque fortemente contaminate il metodo Pelicon® garantisce un’efficace depurazione di questi afflussi.
Il risanamento del bacino imbrifero di un corpo idrico, ossia l’adozione di provvedimenti per impedire oppure ridurre l’apporto di fosfato da sorgenti esterne, costituisce il presupposto obbligatorio per una conservazione efficace delle risorse idriche. Tuttavia, gli interventi di risanamento spesso non bastano da soli a risolvere il problema, perché i fosfati che si sono accumulati nel corpo idrico circolano già parzialmente al suo interno. Si rendono quindi necessari interventi di bonifica del corpo idrico.Oltre al risanamento del bacino di un corpo idrico sono spesso necessari interventi che riguardano il corpo idrico stesso.
Il risanamento di un corpo idrico ha come obiettivo quello di interrompere il ciclo interno degli elementi nutritivi, ossia l’azione concimante del sedimento.Il recupero è inoltre finalizzato all’instaurazione di un bilancio possibilmente equilibrato di ossigeno.
Per gli interventi di bonifica sono disponibili vari metodi.Tuttavia, molti di questi intervengono esclusivamente sui sintomi (per esempio, areazione delle acque oppure circolazione forzata), senza combattere le reali cause del fenomeno di rifosfatazione.
Una strategia di recupero efficace a lunga durata è rappresentata invece dall’eliminazione definitiva di fosfati dal ciclo degli elementi nutritivi mediante prelievo diretto dal corpo idrico. Il prelievo dei nutrienti può essere effettuato con diversi metodi, per esempio emunzione selettiva dell’acqua di fondo, defangatura oppure precipitazione chimica. Si tratta per lo più di metodi che implicano costi molto elevati.Il metodo Pelicon® brevettato rappresenta invece un’alternativa vantaggiosa.
Il metodo Pelicon® utilizza un impianto per l’eliminazione del fosfato, collocato all’interno di un container trasportabile.L’acqua ricca di nutrienti viene condotta all’impianto Pelicon®, dove viene depurata mediante precipitazione, flocculazione, quindi trattata con il metodo AQUATECTOR®-Microfloat® e successivamente reimmessa nel corpo idrico.
La sfangatura rappresenta un altro intervento di recupero ed è particolarmente adatta a laghi poco profondi. Consiste nell’allontanamento dal lago dei sedimenti ricchi di nutrienti che consumano ossigeno e nella riduzione della fertilizzazione interna.Questo tipo di trattamento può essere eseguito con il metodo Water-Master.
I BENEFICI SONO EVIDENTI !!!
• Viene migliorata e stabilizzata la qualità dell’acqua;
• Si impedisce la morte di pesci per carenza di ossigeno;• Aumenta la profondità del lago, che può quindi essere utilizzato per sport acquatici, la balneazione e la pesca;
• Aumenta la trasparenza.Manutenzione dei corpi idrici
Specialmente nel caso di acque intensamente sfruttate come i laghi balneari è spesso necessaria una manutenzione del corpo idrico, ovvero l’adozione di misure atte al mantenimento di determinati criteri di qualità.
Come per il recupero dei corpi idrici, anche per gli interventi di manutenzione può essere applicato il metodo Pelicon® a seconda del grado di contaminazione della risorsa idrica e dell’apporto di nutrienti previsto.
Sauerstoff-Feuerwehr®
Il sistema Sauerstoff-Feuerwehr® permette di instaurare un bilancio equilibrato di ossigeno all’interno di un corpo idrico per un periodo di tempo limitato. Si tratta di un metodo per l’arricchimento delle acque con ossigeno, che sfrutta il sistema di saturazione a pressione brevettato AQUATECTOR®.A seconda delle dimensioni dell’impianto, il sistema Sauerstoff-Feuerwehr® permette l’ossigenazione intensiva di fino a 120 m3/h d’acqua lacustre con una pressione di esercizio di ca. 3 bar per mezzo dell’utilizzo di più sistemi di saturazione a pressione funzionanti in parallelo. Si può ottenere un apporto massimo di ossigeno di 20 kg O2/h. L’acqua lacustre che deve essere sottoposta a trattamento, viene pompata direttamente nei sistemi AQUATECTOR®, dove viene arricchita di ossigeno.
L’acqua sovrassatura di ossigeno defluisce dal sistema di immissione posizionato in profondità del lago sotto forma di micronebbia. L’ossigeno che viene liberato nel corso di questo processo viene inoltre assorbito dall’acqua lacustre circostante e completamente disciolto.In questo modo, l’ossigeno immesso si scioglie al 100 % ed è a disposizione del corpo idrico.
Progettazione e prestazioni ingegneristiche
Metodo AQUATECTOR®-Microfloat® in luogo della filtrazione.Il metodo Pelicon® è l’evoluzione del metodo brevettato AQUATECTOR®-Microfloat®.
La tecnica AQUATECTOR®-Microfloat® trova una valida applicazione nei campi che prima costituivano una prerogativa della tecnica di filtrazione. Ne deriva una serie di vantaggi che eliminano tutti i problemi legati all’utilizzo di filtri.Il metodo AQUATECTOR®-Microfloat® garantisce così un funzionamento continuo, anche con portate e concentrazioni variabili.
Non è necessario l’utilizzo di acque per il controlavaggio.Non possono verificarsi occlusioni.
L'impianto di risanamento e recupero laghi artificiali è un sistema già applicato in Europa da oltre 10 anni.COSA SIAMO IN GRADO DI OFFRIRE:
• Progetti chiavi in mano e risultati certi;
• Contracting;
• Servizi ingegneristici;• Proposte pilota e impianti mobili.
Per vedere un esempio di schema di strati di un lago clicchi QUI.
Per richiedere un impianto pilota, informazioni e/o preventivi clicchi QUI.
Offriamo impianti di prova e impianti pilota mobili per lo svolgimento di prove di funzionamento su campo in condizioni pratiche reali. Questi impianti sono compatti, su richiesta possono essere collocati in container e il loro utilizzo è universale grazie ad allacciamenti standard.
Forniamo il know-how ingegneristico necessario che si occupa della pianificazione, progettazione e costruzione di grandi impianti.
Per vedere un esempio di IMPIANTO PILOTA MOBILE clicchi QUI.
ALCUNI ESEMPI DI IMPIANTI E REFERENZE:
• Stagno per la pesca di Belzig
Lo stagno Grande per la pesca è stato defangato nell’autunno del 2001.
Le acque del lago erano altamente politrofiche.Il sedimento è stato prelevato per mezzo di una draga aspirante anfibia e pressato sul posto.
L’acqua di risciacquo impiegata per l’addensamento dei fanghi è stata defosfatizzata tramite un impianto Pelicon®.L’acqua di risciacquo trasportata all’impianto Pelicon®, in seguito al processo di addensamento dei fanghi, presentava un elevato contenuto di particelle. Non è possibile sottoporre a flottazione queste particelle.
La flessibilità della tecnologia AQUATECTOR® consente un trattamento su due livelli, rendendo possibile da un lato la sedimentazione e dall’altro la microfiltrazione. Questo ha garantito l’asportazione dei sedimenti e la continua depurazione dell’acqua di risciacquo.Il rendimento dell’impianto era di 960 m3/d (40 m3/h).
L’acqua reimmessa nel lago presentava concentrazioni massime di fosfato di 40 µg/l.• Lago di Seddin
Il lago Piccolo di Seddin ha una superficie di 4,4 ettari.
La ridotta profondità delle sue acque (profondità media 2,2 m e profondità massima 4,2 m) impedisce una stabile stratificazione anche d’estate.
L’impianto Pelicon® installato sul lago Piccolo di Seddin ha una portata di 35 m3/h.L’impianto è dotato di un flocculatore.
Nonostante la ridotta concentrazione in afflusso compresa tra ca. 70 µg/l e 95 µg/l e la portata elevata di 40 m3/h è stato possibile ottenere una percentuale di eliminazione di circa il 60%.L’acqua che lasciava l’impianto presentava concentrazioni comprese tra 22 µg/l e 45 µg/l.
L’utilizzo a intervalli di una quantità di precipitante superiore ha permesso di raggiungere una percentuale media di eliminazione del 68 %.Sono previste in futuro ottimizzazioni dell’impianto per garantire concentrazioni in uscita < 20 µg/l di fosfato.
Le percentuali di eliminazione relative a dosaggi diversi ed eventualmente agenti chimici precipitanti diversi devono essere calcolate.Lo studio limnologico e la documentazione scientifica dei risultati del progetto, nonché l’assistenza per l’impianto Pelicon®, vengono forniti da istituti tecnici.
• Lago di Burg
Il lago di Burg ha una superficie di 10,3 ettari e le sue acque sono da classificarsi come fortemente eutrofiche-politrofiche.
Il lago presenta un vasto settore caratterizzato da una profondità compresa fra 2 m e 4 m e un settore con una profondità di ca. 25 m. Il lago di Burg presenta uno strato metalimnico con elevate concentrazioni di fosfato e di idrogeno solforato.L’intervento di recupero è stato promosso dalla DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Fondazione tedesca per l'ambiente).
Inizialmente era necessario trattare il metalimnio.A questo scopo l’impianto Pelicon® (portata: da 30 m3/h a 60 m3/h) è stato modificato per quanto riguarda la funzione depurativa. È stato dotato di due pompe sommerse, di cui una posizionata nell’ipolimnio (ca. 30 m3/h) e l’altra nel metalimnio (ca. 2,5 m3/h).
Ciascuna pompa può essere regolata in altezza e gradualmente posizionata alla profondità desiderata indipendentemente dall’altra.I due flussi di portata vengono ricongiunti nell’impianto Pelicon® appena prima del dosaggio di precipitante, qui possono essere regolati separatamente per permettere l’impostazione di un rapporto di mescolamento ottimale dei due flussi.
Siccome specialmente il metalimnio presentava un’elevata concentrazione di idrogeno solforato, è stato predisposto un secondo sistema di dosaggio del precipitante nell’impianto Pelicon®.Prima dell’effettiva precipitazione del fosfato con policloruro di alluminio si aggiunge all’acqua cloruro di ferro III.
Questo precipitante permette di legare il solfuro al solfuro di ferro difficilmente solubile.Con la successiva eliminazione del fosfato, anche il solfuro di ferro viene separato dall’acqua mediante precipitazione, flocculazione e trattamento con il metodo AQUATECTOR® - Microfloat®.
• Lago di Stölpchen
Il lago di Stölpchen è situato in un piccolo quartiere.
Ha una superficie di ca. 1,0 ettaro ed è caratterizzato da una profondità media di 4,0 m e da una profondità massima di 7,5 m.Grazie alla posizione riparata dal vento si instaura già in primavera una stabile stratificazione, appena dopo l’inizio della quale si registra una perdita di ossigeno nell’ipolimnio.
Già dal 1995, sul lago di Stölpchen, è presente un impianto Pelicon® con una portata di 4 m3/h.L’impianto è gestito in collaborazione con l’Ente per la Salute e l’Ambiente (Behörde für Umwelt und Gesundheit) di Amburgo e l’Associazione cittadina degli orti-giardino (Kleingartenverein).
È attualmente l’impianto Pelicon® più piccolo disponibile.Grazie all’impianto il carico di fosfato del corpo idrico, che all’inizio dei lavori di recupero evidenziava valori di fino a 6.000 µg/l nell’ipolimnio, è stato visibilmente ridotto.
Finora ha permesso di allontanare in modo duraturo dal lago quasi 40 kg di fosfato.
Nella primavera del 2002 è stato installato sul sito un nuovo impianto Pelicon®, che, impiegando un flocculatore, ha consentito di ridurre la quantità di precipitante necessaria.• Stabilimento balneare di Farmsen
Si tratta di un lago balneare molto sfruttato.
L’impianto Pelicon® installato è fisso.
Prima dell’installazione dell’impianto, l’inquinamento delle acque del lago (ridotta trasparenza, elevato valore di pH, ecc.) ha reso più volte necessaria la chiusura dello stabilimento durante i mesi estivi.Il lago di Farmsen ha una superficie di ca. 1,7 ettari ed è caratterizzato da una profondità media di 4,5 m (profondità massima: 8,0 m).
Le elevate concentrazioni di fosfato, oltre che causate dal rilascio di sostanze inquinanti dal sedimento, sono dovute anche all’attività stessa dello stabilimento. Bisogna tener conto che l’apporto di fosfato per frequentatore del lago è di ca. 0,1 g/d* (DVWK 1988).Al lago affluiscono ogni anno da 40.000 a 50.000 visitatori.
L’apporto di fosfato alle acque derivante dai frequentatori del lago varia da 4,0 kg/a a 5,0 kg/a.Quindi, l’eutrofizzazione del lago è dovuta principalmente alle sostanze rilasciate dal sedimento, tuttavia anche l’attività dello stabilimento e altre sorgenti diffuse di fosfato vi contribuiscono.
Tra il 1993 e il 1999, a intervalli, è stato installato nello stabilimento di Farmsen un impianto Pelicon® con una portata di ca. 30 m3/h.Dal 2001 è attivo sul sito un impianto con una portata di 8 m3/h.
Siccome il flusso della portata richiesto dall’impianto è minore, non vi sono più periodi di inattività. Questo impianto, come tutti gli impianti Pelicon® di “nuova” generazione, è dotato di un flocculatore speciale, che consente di ridurre al minimo il consumo di precipitante.Dall’installazione dell’ impianto Pelicon® nel 1993 il lago è rimasto aperto ai visitatori per tutta la durata della stagione balneare.
• Golf & Country Club
Il campo da golf del Golf & Country Club situato sul lago di Seddin è uno dei campi da golf più rinomati in Germania.
Per l’irrigazione dell’area verde e per la rinaturalizzazione e il recupero del lago Grande di Seddin, l’acqua viene prelevata dal corpo idrico e pretrattata con un impianto Pelicon®.Il lago Grande di Seddin presenta un volume di riempimento di ca. 7 milioni di metri cubi e una profondità massima di 7 m.
L’ impianto Pelicon® installato è fisso, garantisce una portata di 70 m3/h ed è dotato di una stazione di dosaggio per il precipitante e il flocculante.Anche uno speciale modulo per il mescolamento e la reazione dei prodotti chimici con l’acqua lacustre rappresenta una delle dotazioni standard di questo impianto.
Il flusso d’acqua proveniente dal modulo miscelatore viene convogliato in due vasche Microfloat® di uguali dimensioni collocate nella parte anteriore del container e viene sottoposto a microflottazione.Dopo la defosfatizzazione e l’allontanamento dei nutrienti, l’acqua viene convogliata in una vasca intermedia di distribuzione, dalla quale può essere prelevata per l’irrigazione del campo da golf mediante stazioni di pompaggio.
L’acqua non utilizzata per l’irrigazione viene reimmessa nel lago.Questo tipo di gestione avanzata del corpo idrico unitamente all’intero progetto non rappresenta unicamente una soluzione per assicurare l’irrigazione degli impianti golfistici, ma garantisce anche un delicato risanamento ecologico del lago Grande di Seddin.
L’obiettivo è quello di aumentarne la trasparenza fino a 3,50 m in un arco di tempo compreso fra cinque e sette anni.
Se Le proponiamo un impianto pilota noi non abbiamo dubbi e Lei potrà dimostrare di avere scelto una soluzione efficace. Ci metta subito alla prova.
ARGOMENTI CORRELATI:
POTABILIZZAZIONE ACQUE
- Depurazione acque primarie uso industriale.
- Potabilizzazione selettiva acque minerali uso industriale per imbottigliamento.
ESSICCAMENTO FANGHI
- Trattamento Fanghi di processo industriale.
DEPURAZIONE ACQUE
- Depurazione acque reflue uso industriale.
STAZIONI SOLLEVAMENTO ACQUA
- Stazioni di raccolta e rilancio reflue.
ENERGIA INDUSTRIA:
- Partner per impianti per produzione di energia elettrica e termica sostenibile.
Per ritornare nella sezione del sito "Aree Tematiche".
