Fitodepurazione per reflui da industrie agroalimentari

Un esempio di acque reflue prodotte da industrie agroalimentari sono le acque di scarico delle cantine vitivinicole, che presentano in genere un notevole inquinamento organico poiché sono costituite, in modo più o meno rilevante, dai componenti solubili dei mosti e dei vini (riconducibili da un punto di vista chimico, a zuccheri, alcool, acidi, polifenoli), da materiali in sospensione di natura organica uniti ai residui minerali di coadiuvanti di chiarificazione e filtrazione, oltre a detergenti e sanitizzanti impiegati nella pulizia dei vasi vinari, delle attrezzature e delle superfici. Le principali cause di produzione di reflui da cantine vitivinicole sono le operazioni di lavaggio delle attrezzature di ammostamento, delle vasche, dei filtri, dei frigoriferi e le perdite di prodotto durante i travasi; si devono considerare inoltre gli scarichi provenienti dai laboratori, dai servizi igienici e dalle mense presenti nella sede di produzione.

Altro esempio rilevante sono le acque reflue prodotte da caseifici, in cui i reflui derivano dall’utilizzo di acqua per le operazioni di lavaggio dei recipienti (p.es. pastorizzazione del latte), nei processi (p.es., degasatori, raffreddamento) e dei locali (pavimenti, piazzali).

Normativa
In molti casi per piccole e medie attività questi reflui possono essere assimilati a domestici, per cui è richiesto un trattamento di tipo “appropriato” secondo le indicazioni contenute nel D.L. 152/06 e nella legislazione regionale. Prendendo come esempio i reflui da cantine vitivinicole, per le aziende agricole che lavorano in maniera prevalente uva propria il refluo è assimilabile a domestico ai sensi del D.L.152/06; in altri casi l’assimilazione può avvenire in base al regolamento regionale. Solo se non si rientra nelle condizioni di assimilabilità, il refluo è da considerarsi industriale e come tale deve rispettare i limiti di Tab.3 All.5 Parte III D.Lgs. 152/06. In tutti i casi è possibile ricorrere ad un sistema di fitodepurazione che permette di rispettare le normative vigenti.

Tipologia del refluo
In linea generale, gli scarichi da industrie agroalimentari risultano molto variabili a seconda della provenienza sia da un punto di vista qualitativo che quantitativo ed inoltre si rileva una discontinuità temporale dello scarico dovuta al fatto che le lavorazioni sono limitate ad una parte della giornata o ad un certo periodo dell'anno.

Prendendo ad esempio i reflui da cantine vitivinicole, i metodi di vinificazione sono molto diversificati a seconda del tipo di vino che si vuole produrre. Di conseguenza da una cantina all'altra si possono riscontrare caratteristiche medie di inquinamento abbastanza diverse. In linea del tutto indicativa sono stati rilevati scarichi con valori medi di BOD5 fino a più di 10 volte la concentrazione di un refluo civile medio. Inoltre, la produzione maggiore di refluo è concentrata in periodo ridotto dell'anno coincidente con la vinificazione (settembre-ottobre).

IRIDRA in tutti questi casi prevede già in fase di offerta un’attenta caratterizzazione del refluo prodotto dall’attività agroalimentare, in base a dati di letteratura e alla forte esperienza maturata nel settore.

Il ruolo della fitodepurazione
La tecniche di fitodepurazione, ovvero la riproduzione di zone umide con l'amplificazione dei meccanismi di depurazione naturali caratteristici di questi sistemi, offrono una efficace alternativa a bassi costi di realizzazione e soprattutto di gestione e a bassissimo consumo di energia. La fitodepurazione si è inoltre dimostrata come uno dei trattamenti più efficienti ed adeguati quando si devono gestire notevoli variazioni quali-quantitative delle acque da trattare, e particolarmente ben funzionanti sugli alti carichi organici, come quelli veicolati dai reflui da cantine vitivinicole, caseifici, laboratori di trasformazione di frutta e verdura, macelli, ecc.

Le rese depurative
IRIDRA ha progettato alcuni tra i primi e più importanti impianti per il trattamento di reflui agroalimentari in Italia, di cui ha anche seguito la realizzazione e successivamente il monitoraggio. Per quanto riguarda le cantine, IRIDRA è stata la prima società nel mondo a progettare e realizzare su scala reale impianti di fitodepurazione per reflui di cantina: gli impianti di Cecchi, Ornellaia e Zari sono operativi fin dal 2001 e sono stati monitorati in collaborazione con ARPAT, evidenziando una rimozione percentuale del carico organico molto elevata con tempi di ritenzione di 3-4 giorni: COD 87-98%, BOD5 92-98%, Solidi Sospesi 70-90%, Azoto totale 50-90%, Fosforo Totale 20-60%. Tali risultati sono confermati anche da numerose pubblicazioni successive (Rochard et al., 2002, Müller et al., 2002, Zanieri et al, 2010, Masi et al 2015).

Esperienza IRIDRA
IRIDRA continua a preservare il proprio ruolo di leader nella depurazione naturale di reflui di cantina mediante l’introduzione di nuove tecniche e schemi di impianto (quali i sistemi alla francese, i sistemi di fitodepurazione aerati o la fitodisidratazione dei fanghi sedimentati), mirati ad aumentarne l’efficienza nelle più svariate condizioni di utilizzo.

L’impianto di Cecchi&Figli a Castellina in Chianti tratta attualmente circa 100 m3/g di reflui derivanti dalle attività di imbottigliamento condotte lungo tutto l’arco dell’anno e dagli uffici di produzione, mediante uno schema che include sistemi alla francese, a flusso sommerso orizzontale, verticale e a flusso libero, rispettando i limiti per scarico di acque industriali in corpo idrico e permettendo il riuso delle acque per l’irrigazione.

L’impianto di Ornellaia a Bolgheri tratta attualmente oltre 40 m3/g di reflui derivanti dalle attività di vinificazione e imbottigliamento mediante un sistema di fitodepurazione multi-stadio, rispettando i limiti per scarico in corpo idrico superficiale.

Anche per i caseifici i risultati ottenuti sono molto soddisfacenti; l’impianto di Fattoria della Piana tratta circa 100 m3/g di acque reflue prodotte da caseificio e sala di mungitura per circa 400 mucche, permettendo il rispetto dei limiti allo scarico in corpo idrico superficiale. Altri impianti più piccoli da poco realizzati stanno evidenziando ugualmente ottime rese a fronte di una semplicità realizzativa e gestionale non indifferente.

In grassetto sono evidenziati gli autori dello staff IRIDRA.

Masi, F., Rizzo, A. and Bresciani, R., Treatment of Wineries and Breweries Effluents using Constructed Wetlands, in "Constructed Wetlands for Industrial Wastewater Treatment", Stefanakis A. (Ed.), Wiley, 95-104; 978-1-119-26834-5, 2018.

Masi, F., Rochereau, J., Troesch, S., Ruiz, I., & Soto, M. (2015). Wineries wastewater treatment by constructed wetlands: a review. Water Science and Technology, 71(8), 1113-1127.

Masi F., Rizzo A., Bresciani R., Basile C., Dairy Wastewater Treatment by a Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland in Southern Italy, in "Natural and Contruscted wetlans: Nutrients, heavy metal, energy cycling, and flow", Vymazal Jan (Ed.), Springer, 131-139; 978-3-319-38926-4, 2016.

Müller D.H., Dobelmann J.K., Hahn H., Pollatz T., Romanski K., Coppik L. (2002), “The application of constructed wetlands to effluent purification in wineries”. Proceedings of the 8th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, 16-19 September 2002; IWA Publishing and University of Dar El Salaam: Arusha, Tanzania, pp. 599-605.

Rochard J., Mouton-Ferrier V., Kaiser A. Solomon N. (2002) The application of constructed wetlands in the viticultural sector: Experimentation on a winery effluent treatment device. Proceedings of the 8th International Conference on Wetland System for Water Pollution Control, 16-19 September 2002; IWA Publishing and University of Dar El Salaam: Arusha, Tanzania, pp. 494-503.

Zanieri L., Bracali M., Bresciani R. and Masi F., “Multi-stage CW systems for winery wastewater treatment”, submitted to WP&T, March 2011, Atti della "12th IWA Specialized Group Conference on "Wetland Systems for Water Pollution Control", 4-8 Ottobre 2010, Venezia, Italia