Tesi di laurea di MAURO GALLO UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA FACOLTA’ DI INGEGNERIA PER L’AMBIENTE 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 Relatori: Prof. Ing. Raffaello Cossu Prof. Maurizio Borin Correlatore: Ing. Mario Gandini

Rifugio alpino “BRUNO BOZ”, 1718 m.

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI Il progetto Aquanova Separazione all’origine dei flussi fognari Trattamento ottimale per ogni singola frazione Riduzione dei consumi Ricircolo dall’acqua e dei nutrienti Recupero energetico INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

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

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI 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

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

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 Contributo al progetto Indagine sulle presenze di visitatori al rifugio; Caratterizzazione qualitativa e quantitativa dei flussi in uscita; Test per valutare le migliori essenze da inserire nell’impianto di fitodepurazione. INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI Campionamento e caratterizzazione dell’acqua grigia e dell’acqua 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

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 INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

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

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

Alimentazione fornita alle piante 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 13/08 al 12/09 alimentazione ad acqua grigia più 1% di acqua gialla INTRODUZIONE – OBBIETTIVI – METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

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

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

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

Risultati ottenuti INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI Clima e temperature T.max media agosto 28° T.Min media agosto 12° T.max media settembre 18.4° T.min media settembre 6.5° Piogge tot. 152.2 mm INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Produzione di acqua grigia Azzeramento della produzione nella settimana dal 10/08 al 17/08 Media giornaliera di 70.80 l/d 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 INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI 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 d’acqua grigia stabile attorno ai 2 l/d*p INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

Caratteristiche chimico fisiche dell’acqua grigia 7,6 76 0.9 4.3 1.56 0.3 216 424 Eriksson et. altri 2002 7,1 12.9 24 4.9 2.5 3.7 36 103 Aquanova (2002/2003)‏ 7,3 8 10 6.8 1.85 38 240 (2000/2001)‏ 7,2 222 0,95 12,3 0.67 0,54 235 434 B.Boz pH S.S. mg/l] MBAS [mg/l] TKN N-NH4 N-NO3 [m/l] BOD5 [mg O2/l] COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

Scarti organici da cucina 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 0,24 kg/giorno di avanzi di cibo INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

Rendimenti di rimozione percentuali dei principali inquinanti 22 16 4.5 50.4 25.5 Epilobio alpestre 15,40 3,18 -15,38 17,34 -90,04 Aconitum napello 25,5 43,35 -1,36 60,33 31,75 Achillea millefoglium 25,40 50,88 -10,54 78.45 38.5 Senecio cardato 20,14 -48,2 3,95 67,26 19,67 rupestre TKN N-NH3 N-NO3- BOD5 COD INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI 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 Una pregevole fioritura ed il maggior indice LAI La maggior evapotraspirazione L’apparato radicale che meglio si è adattato alla nuova condizione in vaso I migliori rendimenti di rimozione percentuali % 99 25 50 -10 78 38 MBAS TKN N-NH3 N-NO3- BOD5 COD Senecio cardato INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

6,90 <0,01 3,60 3,600 0,520 90 3 6,58 4,50 1,190 0,420 100 6,68 3,10 1,250 0,310 7 81 6,55 2,30 1,200 0,240 12 78 pH MBAS [mg/l] TKN N-NH4 N-NO3- BOD5 [mgO2/l] COD [mgO2/l Senecio cardato Risultati delle analisi di laboratorio sui campioni prelevati dal senecio cardato n°3 e confronto con i due bianchi di riferimento 6,13 <0,01 2,2 2,9 0,16 4 67 B1 6,46 1,7 0,9 0,359 8 88 6,36 1,5 0,6 0,25 12 40 pH MBAS [mg/l] TKN N-NH4 N-NO3- BOD5 [mg O2/l] COD Bianco a sola acqua 6,82 0,06 3,4 3,6 0,24 25 560 B2 6,69 0,05 3,9 4,62 0,386 39 780 6,15 <0,01 2,8 2,9 0,15 35 420 pH MBAS [mg/l] TKN N-NH4 N-NO3- BOD5 [mg O2/l] COD Bianco acqua grigia

Altre piante consigliate Anche se di dimensioni minute l’achillea millefoglium ha evidenziato caratteristiche positive in vista del suo futuro impiego con buone percentuali di rimozione di inquinanti e una buona evapotraspirazione 99 25 43 -1,3 60 31 MBAS TKN N-NH3 N-NO3- BOD5 COD Anche l’achillea INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Altre piante consigliate Pregevole e intensa fioritura Buona resistenza alla nuova alimentazione Discreti rendimenti di rimozione percentuali % 20,14 -48,2 3,95 67,26 19,67 TKN N-NH3 N-NO3- BOD5 COD Senecio rupestre INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

Altre piante consigliate Di pregevole aspetto ma non ha fatto registrare risultati all’altezza delle altre essenze analizzate; viene consigliata per arricchire la varietà cromatica Rendimenti di rimozione % 22 16 4.5 50.4 25.5 TKN N-NH3 N-NO3- BOD5 COD Epilobio alpestre INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI

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

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

INTRODUZIONE – OBBIETTIVI E METODOLOGIE – RISULTATI - CONCLUSIONI Presenze al rifugio:. Al rifugio si sono registrate una media di 43 visitatori al giorno e una media di 15 pernottamenti a notte nell’arco 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 gialla: l’analisi 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 all’80% dal totale. Selezione piante: Il test sulle essenze da inserire nell’impianto 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, un’elevata 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 dell’achillea millefoglium. Impianto di fitodepurazione: Il quantitativo e le caratteristiche dell’acqua 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 m2 e 60 cm di profondità. In testa all’impianto 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 l’impianto, 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

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

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

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 l’assistenza tecnica, l’ing. Mario Gandini e l’ing. Mauro Zane per il prezioso aiuto nella stesura di questo lavoro, senza dimenticare infine le dottoresse Sandon Annalisa, Marinello Barbara, Crivellaro Elena per l’esecuzione 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 l’aiuto nel trasporto campioni. Un ringraziamento particolare all’amico Cristiano Giorgino per l’inappuntabile 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.