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UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA FACOLTA DI INGEGNERIA PER LAMBIENTE E IL TERRITORIO Tesi di laurea di MAURO GALLO INNOVATIVA GESTIONE INTEGRATA DELLE.

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PADOVA FACOLTA DI INGEGNERIA PER LAMBIENTE 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 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 Prof. Maurizio Borin Correlatore: Ing. Mario Gandini

2 Rifugio alpino BRUNO BOZ, 1718 m.

3 Il progetto Aquanova Separazione allorigine dei flussi fognari Trattamento ottimale per ogni singola frazione Riduzione dei consumi Ricircolo dallacqua e dei nutrienti Recupero energetico INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

4 Rifugio alpino BRUNO BOZ, 1718 m. C.A.I. sezione Feltre comune di Cesio maggiore (BL) INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

5 Schema del progetto Aquanova applicato al rifugio B. Boz INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

7 Digestione anaerobica delle acque brune e dei rifiuti organici dalla cucina Test in scala laboratorio Digestore anaerobico INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

8 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 Dimensionamento degli impianti di fitodepurazione e digestione anaerobica per la depurazione e lo smaltimento dei rifiuti liquidi e solidi prodotti al rifugio INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI Contributo al progetto Contributo al progetto Indagine sulle presenze di visitatori al rifugio; Caratterizzazione qualitativa e quantitativa dei flussi in uscita; dei flussi in uscita; Test per valutare le migliori essenze da inserire nellimpianto di fitodepurazione.

9 Campionamento e caratterizzazione dellacqua grigia e dellacqua 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

10 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 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

11 Sperimentazione di fitodepurazione Selezione delle essenze nitrofile da inserire nella sperimentazione; Selezione delle essenze nitrofile da inserire nella sperimentazione; Valutazione del rendimento di rimozione fisico- biologica dei principali inquinanti di origine antropica; Valutazione del rendimento di rimozione fisico- biologica dei principali inquinanti di origine antropica; Test di adattamento alla nuova alimentazione Test di adattamento alla nuova alimentazione INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

12 Modalità di riempimento dei vasi INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

13 Allestimento di n° 20 vasi : 18 essenze locali 2 bianchi di riferimento INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

14 Alimentazione fornita alle piante Carico iniziale con acqua potabile fino a portare il terreno in stato di saturazione 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 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 Dal 13/08 al 12/09 alimentazione ad acqua grigia più 1% di acqua gialla INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

16 Fiori gialli Senecio densiflorum Senecio rupestre Senecio cardato INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

17 Fiori violetta/viola Epilobio alpestre Epilobio angustifoglium Aconitum napello INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

18 Fiori bianchi Achillea millefoglium Aconitum napello INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

19 Risultati ottenuti INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

20 Risultati indagine sulle presenze Media di 42 visitatori al giorno Media di 42 visitatori al giorno Media di 15 pernottamenti a notte Media di 15 pernottamenti a notte INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

21 Clima e temperature INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI T.max media agosto 28° T.Min media agosto 12° Piogge tot mm T.max media settembre 18.4° T.min media settembre 6.5°

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

23 Ricostruzione della produzione di acqua grigia nei giorni di carenza idrica la media giornaliera così ricavata sale a 80,78 l/d Ricostruzione della produzione di acqua grigia nei giorni di carenza idrica la media giornaliera così ricavata sale a 80,78 l/d Produzione pro capite dacqua grigia stabile attorno ai 2 l/d*p Produzione pro capite dacqua grigia stabile attorno ai 2 l/d*p INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

24 Dinamica della produzione giornaliera di acqua grigia INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

25 Caratteristiche chimico fisiche dellacqua grigia 7, Eriksson et. altri , Aquanova (2002/2003) 7, Aquanova (2000/2001) 7,22220,9512,30.670, B.Boz pH S.S. mg/l] MBAS [mg/l] TKN [mg/l] N-NH 4 [mg/l] N-NO 3 [m/l] BOD 5 [mg O 2 /l] COD [mg O 2 /l] INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

26 Produzione di acqua gialla 1,78 litri giorno nel primo periodo 1,78 litri giorno nel primo periodo 20 litri giorno durante il corso con in media 1 l/p*d 20 litri giorno durante il corso con in media 1 l/p*d pH stabile attorno a 9 pH stabile attorno a 9 Solidi sedimentabili in media del valore di 0,3 ml/l Solidi sedimentabili in media del valore di 0,3 ml/l INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

27 Scarti organici da cucina 43,9 kg di scarti nel periodo considerato e 9,7 kg di avanzi 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 una media di 1,13 kg/giorno di rifiuti organici prodotti nella lavorazione dei cibi 0,24 0,24 kg/giorno di avanzi di cibo INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

28 Risultati dello screening test sulle essenze locali Dallanalisi dei dati relativi alla sperimentazione di fitodepurazione si possono ricavare preziose indicazioni anche se di carattere preliminare : Dallanalisi dei dati relativi alla sperimentazione di fitodepurazione si possono ricavare preziose indicazioni anche se di carattere preliminare : INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

29 Rendimenti di rimozione percentuali dei principali inquinanti Epilobio alpestre 15,403,18-15,3817,34-90,04 Aconitum napello 25,543,35-1,3660,3331,75 Achillea millefoglium 25,4050,88-10, Senecio cardato 20,14-48,23,9567,2619,67 Senecio rupestre TKNN-NH 3 N-NO 3 -BOD 5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

30 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 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 Una pregevole fioritura ed il maggior indice LAI La maggior evapotraspirazione La maggior evapotraspirazione Lapparato radicale che meglio si è adattato alla nuova condizione in vaso Lapparato radicale che meglio si è adattato alla nuova condizione in vaso I migliori rendimenti di rimozione percentuali % I migliori rendimenti di rimozione percentuali % Senecio cardato MBASTKNN-NH 3 N-NO 3 -BOD 5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

31 Risultati delle analisi di laboratorio sui campioni prelevati dal senecio cardato n°3 e confronto con i due bianchi di riferimento 6,13<0,012,22,90,16467B1 6,46<0,011,70,90,359888B1 6,36<0,011,50,60,251240B1 pH MBAS [mg/l] TKN [mg/l] N-NH 4 [mg/l] N-NO 3 - [mg/l] BOD 5 [mg O 2 /l] COD [mg O 2 /l] Bianco a sola acqua 6,90<0,013,603,6000, ,58<0,014,501,1900, ,68<0,013,101,2500, ,55<0,012,301,2000, pH MBAS [mg/l] TKN [mg/l] N-NH 4 [mg/l] N-NO 3 - [mg/l] BOD 5 [mgO 2 /l] COD [mgO 2 /l Senecio cardato 6,820,063,43,60, B2 6,690,053,94,620, B2 6,15<0,012,82,90, B2 pH MBAS [mg/l] TKN [mg/l] N-NH 4 [mg/l] N-NO 3 - [mg/l] BOD 5 [mg O 2 /l] COD [mg O 2 /l] Bianco acqua grigia

32 Altre piante consigliate Anche se di dimensioni minute lachillea millefoglium ha evidenziato caratteristiche positive in vista del suo futuro impiego con buone percentuali di rimozione di inquinanti e una buona evapotraspirazione Anche lachillea ,36031 MBASTKNN-NH 3 N-NO 3 -BOD 5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

33 Altre piante consigliate Pregevole e intensa fioritura Buona resistenza alla nuova alimentazione Discreti rendimenti di rimozione percentuali % Senecio rupestre 20,14-48,23,9567,2619,67 TKNN-NH 3 N-NO 3 -BOD 5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

34 Altre piante consigliate Di pregevole aspetto ma non ha fatto registrare risultati allaltezza delle altre essenze analizzate; viene consigliata per arricchire la varietà cromatica Di pregevole aspetto ma non ha fatto registrare risultati allaltezza delle altre essenze analizzate; viene consigliata per arricchire la varietà cromatica Rendimenti di rimozione % Rendimenti di rimozione % Epilobio alpestre TKNN-NH 3 N-NO 3 -BOD 5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

35 Essenze non analizzate ma di possibile impiego Cirsium eriophorum Senecio densiflorum Epilobio angustifoglium INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

36 Essenze sconsigliate I due aconitum, viola e bianco, sono entrambi molto velenosi ! I due aconitum, viola e bianco, sono entrambi molto velenosi ! INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

37 Conclusioni: Presenze al rifugio:. Al rifugio si sono registrate una media di 43 visitatori al giorno e una media di 15 pernottamenti a notte nellarco del periodo analizzato. Presenze al rifugio:. Al rifugio si sono registrate una media di 43 visitatori al giorno e una media di 15 pernottamenti a notte nellarco del periodo analizzato. Acqua grigia: la produzione di acqua grigia in uscita, proveniente prevalentemente dal lavandino e dal lavapiedi del bagno (dal monitoraggio è stata esclusa la frazione proveniente dalla cucina), è risultata di soli 80 litri al giorno con punte di 240 l/d e minimi di 10 l/d. Produzione pro capite di soli 2 L/ ab*d di molto inferiore alle aspettative. La doccia presente al rifugio, che comporterebbe la produzione di 25 l/uso, non viene quasi mai utilizzata dai visitatori per vari motivi:. Per ciò che riguarda la frazione di acqua grigia proveniente dalla cucina sono in programmazione degli studi approfonditi per valutare (dato il maggiore e diverso carico inquinante) se sia possibile assimilarla a quella proveniente dai bagni per essere poi depurata allo stesso modo. Acqua grigia: la produzione di acqua grigia in uscita, proveniente prevalentemente dal lavandino e dal lavapiedi del bagno (dal monitoraggio è stata esclusa la frazione proveniente dalla cucina), è risultata di soli 80 litri al giorno con punte di 240 l/d e minimi di 10 l/d. Produzione pro capite di soli 2 L/ ab*d di molto inferiore alle aspettative. La doccia presente al rifugio, che comporterebbe la produzione di 25 l/uso, non viene quasi mai utilizzata dai visitatori per vari motivi:. Per ciò che riguarda la frazione di acqua grigia proveniente dalla cucina sono in programmazione degli studi approfonditi per valutare (dato il maggiore e diverso carico inquinante) se sia possibile assimilarla a quella proveniente dai bagni per essere poi depurata allo stesso modo. Acqua gialla: lanalisi sulla produzione di acque gialle risulta per certi versi incompleta i valori ottenuti non sono del tutto esaustivi: ad una scarsa produzione nel primo periodo (circa 1,7 l/d) segue una produzione media di 20 l/d durante il corso, il pH è risultato stabile attorno al valore 9 Acqua gialla: lanalisi sulla produzione di acque gialle risulta per certi versi incompleta i valori ottenuti non sono del tutto esaustivi: ad una scarsa produzione nel primo periodo (circa 1,7 l/d) segue una produzione media di 20 l/d durante il corso, il pH è risultato stabile attorno al valore 9 Scarti da cucina: la produzione media giornaliera di 1,4 kg al giorno; da una prima analisi incrociata dei dati relativi ai pernottamenti e a quelli relativi agli scarti organici della cucina si evince che il digestore anaerobico, preposto allo smaltimento degli stessi, si potrà ottenere un recupero energetico sotto forma di biogas in grado di renderlo autosufficiente ed una riduzione volumetrica del materiale fecale ed organico da smaltire a fine stagione superiore all80% dal totale. Scarti da cucina: la produzione media giornaliera di 1,4 kg al giorno; da una prima analisi incrociata dei dati relativi ai pernottamenti e a quelli relativi agli scarti organici della cucina si evince che il digestore anaerobico, preposto allo smaltimento degli stessi, si potrà ottenere un recupero energetico sotto forma di biogas in grado di renderlo autosufficiente ed una riduzione volumetrica del materiale fecale ed organico da smaltire a fine stagione superiore all80% dal totale. Selezione piante: Il test sulle essenze da inserire nellimpianto di fitodepurazione, anche se condotto per un così breve periodo e con un numero ridotto di dati, ha fornito alcune importanti indicazioni preliminari: il senecio cardato è risultato di gran lunga la specie più adatta agli scopi depurativi con ottimi rendimenti di rimozione, unelevata evapotraspirazione e un buonissimo adattamento alla nuova alimentazione evidenziato da uno straordinario sviluppo radicale; di minor entità, ma comunque positivi, sono risultati i rendimenti di rimozione del senecio rupestre e dellachillea millefoglium. Selezione piante: Il test sulle essenze da inserire nellimpianto di fitodepurazione, anche se condotto per un così breve periodo e con un numero ridotto di dati, ha fornito alcune importanti indicazioni preliminari: il senecio cardato è risultato di gran lunga la specie più adatta agli scopi depurativi con ottimi rendimenti di rimozione, unelevata evapotraspirazione e un buonissimo adattamento alla nuova alimentazione evidenziato da uno straordinario sviluppo radicale; di minor entità, ma comunque positivi, sono risultati i rendimenti di rimozione del senecio rupestre e dellachillea millefoglium. Impianto di fitodepurazione: Il quantitativo e le caratteristiche dellacqua grigia permettono in prima approssimazione di valutare le dimensioni della futura wetland che sarà installata al rifugio; si prevede che con una vasca di area compresa tra i 4 e i 5 m 2 e 60 cm di profondità. In testa allimpianto verrà posizionato il senecio cardato per la presenza di più alti carichi inquinanti seguito dalle altre essenze testate e risultate positive a questo scopo. inoltre tutto limpianto, vasca di fitodepurazione e digestore anaerobico, non peserà sul consumo energetico del rifugio in quanto interamente alimentato da pannelli solari. Impianto di fitodepurazione: Il quantitativo e le caratteristiche dellacqua grigia permettono in prima approssimazione di valutare le dimensioni della futura wetland che sarà installata al rifugio; si prevede che con una vasca di area compresa tra i 4 e i 5 m 2 e 60 cm di profondità. In testa allimpianto verrà posizionato il senecio cardato per la presenza di più alti carichi inquinanti seguito dalle altre essenze testate e risultate positive a questo scopo. inoltre tutto limpianto, vasca di fitodepurazione e digestore anaerobico, non peserà sul consumo energetico del rifugio in quanto interamente alimentato da pannelli solari. INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

38 Disposizione planimetrica delle essenze selezionate INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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50 SETTIMANA DI STUDIO SULLA FITODEPURAZIONE DELLE ACQUE DI RIFIUTO In memoria di Luigi Faccini Dipartimento IMAGE Università degli studi di Padova

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52 Tramonto sulle Dolomiti Bellunesi RINGRAZIAMENTI Innanzitutto vorrei ringraziare il prof. Raffaello Cossu per avermi offerto la possibilità di svolgere questa interessante sperimentazione in un luogo veramente incantevole, il prof. Maurizio Borin e il prof Cesare Lasen per lassistenza tecnica, ling. Mario Gandini e ling. Mauro Zane per il prezioso aiuto nella stesura di questo lavoro, senza dimenticare infine le dottoresse Sandon Annalisa, Marinello Barbara, Crivellaro Elena per lesecuzione delle analisi in laboratorio. Vorrei ringraziare inoltre il presidente del C.A.I. di Feltre geom. Ennio Lanciato per la indispensabile collaborazione; il presidente del Parco Nazionale delle Dolomiti Bellunesi dott. Walter Bonan; il geom. Renzo De Carli e signora per la generosa disponibilità concessami; il signor Basso del dipartimento Acque potabili di Feltre per laiuto nel trasporto campioni. Un ringraziamento particolare allamico Cristiano Giorgino per linappuntabile preparazione della Vespa50R senza la quale non avrei potuto gestire al meglio il lavoro affidatomi. Un doveroso ringraziamento agli amici Matteo, Antonello, Cristiano, Elvis, Bruno e Mauro per essersi arrampicati fin quassù ed avermi portato un po di gradita compagnia; a Désireè e a tutti gli amici e amiche che mi hanno sostenuto in questi anni. Infine un ringraziamento particolare dal profondo del cuore ai gestori del rifugio Ginetta e Daniele Castellaz, a Ernesto, Rachele, Eddy, Adelina e Lorenzo per essersi presi cura del sottoscritto per più di un mese.


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