Impianti di fitodepurazione

Impianti di fitodepurazione, il sistema per la depurazione naturale delle acque

Impianto di fitodepurazione

La fitodepurazione è una tecnica di depurazione delle acque basato sull'uso delle piante acquatiche.

Questo processo avviene in modo naturale nei laghetti, grazie alle piante acquatiche e ai batteri che vivono in simbiosi nelle loro radici.

Lo stesso meccanismo viene sfruttato per depurare le acque delle biopiscine, delle vasche per carpe koi, e per i veri e propri impianti di fitodepurazione delle acque reflue per uso civile e industriale.

La depurazione delle acque reflue sia civili che industriali, con la fitodepurazione ha come prodotto finale un acqua priva di sostanze inquinanti e elementi patogeni (virus e batteri).

Gli impianti di fitodepurazione sono basati sull'azione combinata tra:

  • le piante acquatiche,
  • i batteri che vivono nel substrato attorno ai rizomi delle piante acquatiche,
  • e le acque reflue da trattare.

Le piante acquatiche hanno la funzione di creare un habitat idoneo alla crescita della flora batterica.

In pratica le piante acquatiche catturano l'ossigeno dall'atmosfera e lo portano dalle foglie, passando per il fusto, alle radici (o rizomi) della pianta e quindi nella rizosfera (lo strato di terra in cui si trovano i rizomi della pianta), rendendolo disponibile ai batteri aerobici presenti nel substrato.

Questi batteri che vivono in simbiosi con le piante necessitano infatti di ossigeno per vivere e svolgere la loro funzione.

Il loro ruolo è quello di degradare gli inquinanti e le sostanze organiche trasformandole in sostanze inorganiche disponibili per le piante.

Anche le piante a loro volta contribuiscono alla depurazione perchè assorbono come nutrienti per la loro crescita una parte delle sostanze disciolte in acqua e trasformate dai batteri.

Inoltre le piante hanno la funzione di ombreggiare la superficie del bacino e quindi di regolare la temperatura del refluo (una temperatura troppo elevata può ridurre le funzioni vitali dei batteri).

Le zone dell'impianto di fitodepurazione che non riescono a ricevere ossigeno ospitano dei batteri anaerobici, che anche loro contribuiscono al processo di depurazione.

Un impianto di fitodepurazione è in grado di svolgere la sua funzione già pochi mesi dopo l'avvio, in particolare se l'impianto delle piante acquatiche viene fatto nella primavera.

Le specie di piante acquatiche da utilizzare sono diverse a seconda del tipo di impianto di fitodepurazione che si vuole realizzare.

Per approfondire i concetti relativi alla fitodepurazione e all'habitat acquatico in equilibrio scarica gratuitamente la "Guida alla Coltivazione delle Piante Acquatiche".

Tipologie di impianti di fitodepurazione

Gli impianti di fitodepurazione si classificano in base al percorso che fa il refluo all'interno del bacino:

  • Fitodepurazione a flusso superficiale o libero,
  • Fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale,
  • Fitodepurazione a flusso sommerso verticale,
  • Sistemi ibridi.

Fitodepurazione a flusso superficiale o libero

Questo tipo di impianto è quello più semplice, infatti consiste in una vasca impermeabile poco profonda come un classico laghetto. Sul fondale della vasca viene messo un substrato in cui vengono piantate le piante acquatiche.

Le piante utilizzate possono essere:

  • piante palustri (come Phragmites Australis, Typha Latifolia, Sparganium Erectum, Iris Pseudacorus, Alisma Plantago Aquatica, Butomus Umbellatus, Schoenoplectus lacustris, Juncus Effusus, Mentha Aquatica Rubra),
  • ninfee o nuphar,
  • piante ossigenanti sommerse (come Ceratophyllum demersum, Myriophyllum Spicatum, Potamogeton Crispus),
  • piante galleggianti (come la lenticchia d'acqua Lemna Minor o l'Hydrocharis Morsus Ranae).

Questo tipo di impianto, se paragonato ai sistemi a flusso sommerso, richiede una maggior superficie a parità di potere depurante.

Questo sistema viene utilizzato solo per trattare acque poco inquinate (ad esempio come vasca secondaria di un lago per le carpe koi, o come parte di una biopiscina) oppure come trattamento finale a valle di un impianto di fitodepurazione a flusso sommerso.

Inoltre, la realizzazione di questo sistema permette di ricreare habitat ideali per animali (come piccoli anfibi e uccelli) e vegetali fortemente a rischio per la progressiva scomparsa degli habitat adatti alla loro riproduzione.

In questa immagine puoi vedere uno schema di impianto di fitodepurazione a flusso superficiale o libero. (Fonte: ISPRA, 2012)

Impianto di fitodepurazione a flusso superficiale o libero

Tra i sistemi di fitodepurazione a flusso superficiale sta entrando sempre più in uso il sistema di fitodepurazione flottante, che prevede di utilizzare dei supporti gallegganti (una sorta di zattere) su cui vengono inserite delle piante palustri (particolarmente efficaci nella fitodepurazione) che altrimenti non potrebbero galleggiare.

Questo sistema è particolarmente utile per depurare acque di canali o fiumi, dove non è possibile radicare le piante sul fondo.

Per realizzare un sistema di fitodepurazione flottante si deve creare una barriera flottante trasversale al corso d'acqua, installata da una sponda all'altra, utilizzando i moduli brevettati Tech-IA.

Un elemento Tech-IA è di forma rettangolare e pesa circa 2 Kg. Presenta alta resistenza meccanica, elevata sopportazione ad agenti chimici, biologici e climatici e può sostenere un carico fino a 20 kg. Ogni elemento è dotato di otto griglie adatte a ospitare le piante per la fitodepurazione e di sei fori per l’ancoraggio agli altri elementi e alle sponde per l’ancoraggio statico. La barriera flottante dovrà essere ancorata a riva tramite funi e picchetti, oppure sul fondo del bacino tramite dei pesi morti, lasciando abbondante corda per agevolare le fluttuazioni del livello d'acqua durante i periodi molto piovosi.

Le piante palustri da utilizzare nel sistema di fitodepurazione flottante possono essere ad esempio Iris Pseudacorus, Phragmites Australis, Typha Latifolia, o Sparganium Erectum.

Le radici delle piante possono scendere anche di un metro nell'acqua sotto i moduli flottanti, creando così un filtro biologico per il controllo dell'inquinamento.

Inoltre questo sistema rappresenta anche un interessante habitat per pesci e uccelli acquatici che possono trovare riparo tra le piante.

Impianto di fitodepurazione flottante Impianto di fitodepurazione flottante con moduli tech-ia

Fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale

La fitodepurazione con sistema a flusso sommerso orizzontale è composta da una vasca impermeabile riempita sul fondo con uno strato di ghiaia in cui il refluo scorre in senso orizzontale.

In questo modo i liquidi non restano a contatto con l'aria e si evita così il problema di cattivi odori.

Le piante vengono piantate sopra lo strato di ghiaia in cui scorre il refluo e quindi le radici andranno a svilupparsi dentro la ghiaia creando zone di depurazione aerobica, intervallate a zone di depurazione anaerobica.

In questo tipo di impianto si utilizzano solo piante palustri come ad esempio Phragmites Australis, Typha Latifolia, Sparganium, Iris Pseudacorus.

Questo tipo di impianto viene utilizzato per il trattamento di acque civili e industriali e per il trattamento di scarichi agricoli.

Riporto qui i risultati delle analisi fatte su un impianto di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale sperimentale realizzato a Lugo di Baiso (RE) in funzione dal 1996. Le piante utilizzate sono le Phramites Australis.

  • Efficienza di rimozione di sostanze organiche di scarto (BOD): 90% (60/70% in inverno),
  • Efficienza di rimozione dei solidi sospesi totali: 90%,
  • Efficienza di rimozione di batteri: 90/99%,
  • Efficienza di rimozione di azoto e fosforo: fino al 90%.

In questa immagine puoi vedere uno schema di impianto di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale. (Fonte: ISPRA, 2012)

Impianto di fitodepurazione a flusso sommerso orizzontale

Fitodepurazione a flusso sommerso verticale

Il sistema a flusso sommerso verticale consiste sempre in una vasca impermeabile in cui le piante sono inserite sopra uno strato di ghiaia, ma il refluo viene fatto percolare dall'alto in modo intermittente grazie ad una pompa.

Questo sistema ha il vantaggio di facilitare la diffusione dell'ossigeno all'interno del substrato.

A ogni riempimento, infatti, il substrato intrappola l'aria anche in profondità, formando colonie di batteri aerobici anche nella parte piu profonda e poco colonizzata dalle radici.

Il tipo di pianta acquatica maggiormente utilizzata in questo sistema è la Phragmites Australis.

Anche questo tipo di impianto viene utilizzato per il trattamento di acque civili e industriali e per il trattamento di scarichi agricoli.

In un sistema di fitodepurazione a flusso verticale di acque miste realizzato nel comune di Gorizia, in funzione dal 1995, si sono registrati questi valori:

  • Efficienza di rimozione di sostanze organiche di scarto: BOD 90% e COD 65%,
  • Efficienza di rimozione di ammonio: 60%,
  • Efficienza di rimozione di azoto totale: 75%,
  • Efficienza di rimozione di fosfato: 90%,
  • Efficienza di rimozione di coliformi totali e fecali: > 99%.

In questa immagine puoi vedere uno schema di impianto di fitodepurazione a flusso sommerso verticale. (Fonte: ISPRA, 2012)

Impianto di fitodepurazione a flusso sommerso verticale

Sistemi di fitodepurazione ibridi

Le diverse tipologie di sistemi di fitodepurazione possono essere combinate con l’obiettivo di ottimizzare le rese depurative di particolari tipi di refluo in ambito industriale o agricolo.

Campi di impiego della fitodepurazione

Con gli impianti di fitodepurazione è possibile depurare:

  • laghetti ornamentali,
  • vasche con pesci (come carpe koi),
  • biopiscine o laghi balneabili,
  • reflui agricoli agroalimentari,
  • reflui agricoli vitilvinicoli,
  • reflui agricoli contaminati da pesticidi,
  • reflui di maneggi, canili o allevamenti,
  • reflui di abitazioni civili, dalle ville singole a interi palazzi,
  • reflui di agriturismi e campeggi,
  • reflui industriali,
  • reflui di cantine e caseifici,
  • percolati di miniere e discariche,
  • derivazioni da corsi d'acqua eutrofizzati.

In assenza della fognatura pubblica, le acque reflue di casa possono quindi essere depurate tramite un impianto di fitodepurazione. Ovviamente i liquami devono essere separati a monte tramite una fossa IMHOFF o fossa settica.

Vantaggi della fitodepurazione

Tra i vantaggi dell'utilizzo della fitodepurazione troviamo:

  • Costi ridotti dell'impianto,
  • Assenza di consumi energetici,
  • Ridotta gestione e manutenzione, eseguibile anche da personale non specializzato,
  • Risparmio di chilometri di tubo per l'allacciamento alle fognature,
  • Possibilità di riutilizzare l'acqua in uscita dove non è necessaria acqua potabile (cassetta del water, irrigazione ecc...),
  • Risparmio di energia elettrica rispetto ai sistemi di depurazione normali,
  • Lunga durata.

Uso degli impianti di fitodepurazione oggi

Attualmente in Europa sono in funzione alcune decine di migliaia di impianti di fitodepurazione, la maggior parte dei quali localizzata nei paesi del Nord dove già da molti anni sono utilizzati per la riduzione dell’inquinamento proveniente da piccole e medie utenze.

In Europa e in Italia sono maggiormente diffusi (più del 75%) i sistemi a flusso sommerso orizzontale e verticale, utilizzati principalmente per il trattamento secondario di acque reflue domestiche e civili.

I sistemi a flusso sommerso sono i più utilizzati nelle nostre zone per questi motivi:

  • facile inserimento ambientale in aree urbane e/o periurbane,
  • elevata efficienza depurativa anche nei mesi invernali,
  • maggiore semplicità di gestione e manutenzione,
  • assenza di problemi legati all’insorgenza di cattivi odori e alla presenza di insetti,
  • miglior rapporto tra superficie necessaria ed efficacia di trattamento.

L'uso degli impianti di fitodepurazione per il trattamento delle acque reflue in questi ultimi anni sta aumentando in maniera significativa, e siamo ancora più fiduciosi per il futuro!

Per allestire al meglio il tuo impianto di fitodepurazione, contattaci tramite i canali indicati nella pagina Contatti !