Impianti di depurazione a servizio di piccole comunità, con particolare riferimento ai sistemi MBR e ai processi elettrolitici.

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Introduzione 
 
La naturale configurazione geografica d'Italia, definisce la presenza di un 
gran numero d' impianti di trattamento di acque reflue per piccole comunità, 
localizzati in zone collinari e di montagna. A causa di una serie di motivi 
(ad esempio, la necessità di personale qualificato, la distanza dai principali 
impianti di trattamento, ecc...), la gestione e la manutenzione di questi 
impianti comporta, normalmente, elevati costi specifici. Inoltre, anche nel 
caso di vecchi impianti, per eventuali interventi di up-grading, sono 
necessari considerevoli investimenti.  
Le recenti normative europee e nazionali, impongono limiti stringenti sia 
per le aree sensibili sia per gli impianti di piccola taglia che, di 
conseguenza, richiedono trattamenti aggiornati e avanzati per la rimozione 
di carbonio e di sostanze nutritive. 
Il problema risiede nella scelta, tra le soluzioni di processo disponibili, di 
quella più idonea per le caratteristiche della rete fognaria, per minimizzare i 
costi di investimento e per una continuità delle prestazioni nonostante la 
variabilità dei carichi idraulici e di massa influenti. Le tecnologie 
tradizionali richiedono un ampliamento, quindi notevoli investimenti 
finanziari. 
Il presente elaborato di tesi ha come oggetto lo studio degli impianti di 
depurazione a servizio di piccole comunità, vale a dire quelle con una
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popolazione fino a 5000 abitanti equivalenti AE (AE esprime il carico 
inquinante di un impianto di depurazione a servizio di una particolare 
utenza civile o industriale, facendo riferimento in termini omogenei e 
confrontabili a quello di utenze esclusivamente civili). Vengono trattate le 
tecniche di depurazione che meglio potrebbero operare in questo contesto 
(sia per il rendimento depurativo sia per la facilità della gestione, che risulta 
essere molto particolare, tale da rispettare D. Lgs. N. 152 dell‟11/09/1999. 
Si tratta comunque di una classificazione convenzionale; spesso si 
considerano piccole comunità quelle che hanno una popolazione inferiore ai 
2000 abitanti oppure inferiore ai 10000.
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1.La legislazione sulle acque. 
 
1.1 Quadro legislativo 
 
Il Quadro normativo nazionale in tema di tutela delle acque 
dall‟inquinamento è costituito dal D.Lgs. n. 152 dell‟ 11/05/1999 
“Disposizioni sulla tutela delle acque dall‟ inquinamento e recepimento 
della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue  
urbane e della direttiva 91/676/CEE concernente la protezione delle acque 
dall‟ inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole”, 
seguito da un aggiornamento con il D.Lgs. n. 258 del 18 agosto 2000 “ 
Disposizioni correttive e integrative del decreto legislativo 11 maggio 1999, 
n. 152 in materia di tutela delle acque dall‟ inquinamento, a norma dell‟ 
articolo 1, comma 4, della legge 24 aprile 1998,n. 128”. 
Il decreto legislativo recepisce e integra in particolare la normativa europea 
del 1991 relativa al “Trattamento delle acque reflue urbane”. Indicata 
impropriamente come Testo Unico sulle Acque, il D. Lgs. 152/99 – 
modificato col D. Lgs. 258/2000 – definisce la disciplina generale per la 
tutela delle acque superficiali, marine e sotterranee perseguendo vari 
obiettivi: 
  Prevenire l‟inquinamento e attuare il risanamento dei corpi idrici;
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 Migliorare lo  stato delle acque e salvaguardare quelle destinate a 
particolari usi; 
 Perseguire usi sostenibili e durevoli delle risorse idriche,con priorità 
per quelle potabili. 
Ai fini dell‟ attuazione della L. 36/94 Legge Galli, il D.Lgs 152/98 
interviene su alcuni punti in particolare per quanto attiene l‟adeguamento 
dei sistemi di fognatura , collettamento e depurazione degli scarichi idrici, 
nell‟ambito del servizio idrico integrato di cui alla legge 5 gennaio 1994 del 
D.P.R. n. 236 del 24 maggio 1988 concernente la qualità delle acque 
destinate al consumo umano. 
Vengono valutati singolarmente i punti principali in cui si articola la 
normativa. 
 
1.2 I principi generali 
 
Il presente Decreto Legislativo si presenta come momento di raccordo delle 
varie disposizioni vigenti nel settore della tutela delle acque dall‟ 
inquinamento. 
Gli obiettivi che il decreto si prefigge, sono organizzati in base a criteri 
emergenziali che privilegiano, in ordine cronologico, le tematiche inerenti 
la riduzione dell‟ inquinamento e il miglioramento delle acque in generale, 
rispetto alle tematiche attinenti il mantenimento di determinate 
caratteristiche qualitative e di utilizzo dei corsi d‟acqua. In sintesi, tali 
obiettivi da privilegiare sono:
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 Prevenire e ridurre l‟ inquinamento e attuare il risanamento dei corpi 
idrici inquinanti; 
 Conseguire il miglioramento dello stato delle acque ed adeguate 
protezioni di quelle destinate a particolari usi; 
 Perseguire usi sostenibili e durevoli delle risorse idriche, con priorità 
per quelle potabili; 
 Mantenere la capacità naturale di auto depurazione dei corpi idrici, 
nonché la capacità di sostenere comunità animali e vegetali ampie e 
ben diversificate. 
Il raggiungimento degli obiettivi appena indicati si realizza attraverso i 
seguenti strumenti: 
 L‟ individuazione di obiettivi di qualità ambientale e per specifica 
destinazione dei corpi idrici; 
 La tutela integrata degli aspetti qualitativi e quantitativi nell‟ ambito 
di ciascun bacino idrografico ed un adeguato sistema di controlli e di 
sanzioni; 
 Il rispetto dei valori limite agli scarichi fissati dallo Stato, nonché la 
definizione di valori limite in relazione agli obiettivi di qualità del 
corpo recettore; 
 Adeguamento dei sistemi di fognatura, collettamento e depurazione 
degli scarichi idrici, nell‟ ambito del servizio idrico integrato di cui 
alla legge 5 gennaio 1994, n. 36; 
 L‟individuazione di misure per la prevenzione e la riduzione dell‟ 
inquinamento nelle zone vulnerabili e nelle aree sensibili;
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 L‟individuazione di misure tese alla conservazione, al risparmio, al 
riutilizzo ed al riciclo delle risorse idriche. 
 
1.3 Obiettivi di qualità 
 
Gli obiettivi di qualità contenuti nel decreto legislativo sono quindi due: 
quello di “qualità ambientale” e quello di “qualità per specifica destinazione 
d‟uso”. Nel primo caso, l‟obiettivo è correlato alla potenzialità della risorsa 
idrica di mantenere le sue caratteristiche e di migliorare attraverso i processi 
naturali di auto depurazione in modo tale da conseguire uno sviluppo 
sostenibile, durevole e riproducibile, dell‟ insieme delle componenti che 
caratterizzano la vita acquatica dei vari corpi idrici. Nel secondo caso, 
l‟obiettivo di qualità per specifica destinazione d‟uso dovrà essere ricercato 
e conseguito per le acque destinate alla produzione di acque potabili, per le 
acque di balneazione, per le acque dolci destinate alla vita dei pesci e per 
quelle destinate alla vita dei molluschi. 
Il decreto fissa un orizzonte temporale – 31 dicembre 2016 – per il 
conseguimento di una serie di una serie di obiettivi che possono essere così 
riassunti : 
 Mantenimento o raggiungimento dell‟ obiettivo di qualità ambientale 
2buono “ per i corpi idrici “significativi” ; 
 Mantenimento, ove già conseguito, del livello di qualità “elevato”; 
 Mantenimento o raggiungimento dell‟ obiettivo di qualità per 
specifica destinazione.
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Lo strumento che consentirà di provvedere al coordinamento dei profili di 
qualità è il Piano di Tutela; con tale Piano le regioni potranno definire 
obiettivi di qualità più elevati, oltre ad attribuire ad i vari corpi idrici 
ulteriori destinazioni e altrettanti obiettivi di qualità. 
 
1.4 Tutela dei corpi idrici e disciplina degli scarichi 
 
Il concetto di area sensibile costituisce un altro aspetto innovativo 
introdotto dal D.Lgs. 152/99 rispetto alla precedente normativa. 
Con gli articoli 18, 19, 20, 21 si introducono delle norme da applicare a 
contesti territoriali (aree sensibili), caratterizzati da un sistema idrico, che 
necessitano di specifiche misure di prevenzione e che per tali ragioni 
devono trovare adeguato accordo con le normative generali di tipo 
urbanistico territoriale. 
Con gli articoli 22, 23, 24 viene legato il concetto di tutela quantitativa a 
quello della tutela qualitativa delle risorse idriche. La pianificazione degli 
usi delle acque, da intendersi in senso quantitativo, costituisce il 
presupposto affinchè la tutela qualitativa possa meglio conseguire i propri 
obiettivi, consentendo di realizzare il carattere di “sostenibilità” del 
consumo idrico. 
Vengono applicati i principi della direttiva 91/271/CEE in materia di acque 
reflue urbane e determina gli orizzonti temporali entro cui attuare e 
realizzare le reti fognarie. Tali termini temporali sono:
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 31 dicembre 2000 per agglomerati con più di 15000 abitanti 
equivalenti; 
 31 dicembre 2005 per agglomerati con un numero di ab. Eq. 
Compreso tra 2000 e 15000. 
Per le acque afferenti aree sensibili si stabilisce che gli agglomerati con più 
di 10000 abitanti equivalenti siano provvisti di rete fognaria, senza 
specificare i tempi. 
Per quanto attiene gli scarichi di acque reflue urbane, la presente normativa, 
oltre a confermare la necessità di non superare determinate concentrazioni 
di sostanze, determina la possibilità di recapitare gli scarichi a corpi idrici 
ricettori in funzione degli obiettivi di qualità che questi corpi idrici devono 
mantenere o migliorare. Ad ogni modo gli scarichi devono rispettare dei 
valori massimi di concentrazione di sostanze inquinanti stabiliti dall‟ 
allegato 5 del presente decreto. 
Come per la realizzazione di reti fognarie, anche per gli scarichi di acque 
reflue urbane vengono stabiliti dei limiti temporali entro cui attuare una 
serie di interventi; 
  Entro il 31 dicembre 2000 gli scarichi provenienti da agglomerati 
con più di 15000 abitanti equivalenti devono essere sottoposti a 
trattamento secondario; 
 Entro il 31 dicembre 2005 gli scarichi di agglomerato con meno di 
2000 abitanti equivalenti che confluiscono in reti fognarie recapitanti 
in acque dolci e in acque di transizione devono essere sottoposti ad 
un trattamento appropriato;
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 Gli scarichi provenienti da agglomerati con meno di 10000 abitanti 
equivalenti in aree  marino – costiere devono essere sottoposte ad un 
trattamento appropriato; 
 Gli scarichi in acque dolci e in acque di transizione provenienti da 
agglomerati con un numero di abitanti equivalente compreso tra 
2000 e 10000 devono essere sottoposti a trattamento secondario; 
 Gli scarichi provenienti da agglomerati con un numero di abitanti 
equivalenti compreso tra 10000 e 15000 devono essere sottoposti a 
trattamento secondario. 
Gli scarichi in aree sensibili devono essere sottoposti ad un  trattamento più 
spinto di quello previsto nelle situazioni appena descritte per gli 
agglomerati con più di 10000 abitanti equivalenti. 
 
1.5 Strumenti di tutela 
 
Il Piano di Tutela è lo strumento scelto dal legislatore per costituire il punto 
di raccordo delle conoscenze dello stato delle acque, della programmazione 
degli interventi di risanamento e della funzione di prescrizione delle misure 
di tutela dei corpi idrici necessarie al perseguimento degli obiettivi di 
qualità sopra descritti. 
Al fine di garantire la corretta stesura dei piani di tutela , le Regioni, dal 31 
dicembre 2000, hanno elaborato dei programmi di rilevamento dei dati utili 
a descrivere le caratteristiche del bacino idrografico e a valutare l‟impatto 
antropico. A questo scopo possono essere utilizzate anche le informazioni
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già acquisite in fase di redazione del Piano Regionale di Risanamento delle 
Acque previsto dalla legge  del 10 maggio 1976, n.319. 
Di seguito si riportano le tabelle che definiscono i valori limiti di emissioni 
tratti dall‟ Allegato n.5 del Decreto prima citato: 
 
Tabella 1. Limiti di emissione per gli impianti di acque reflue urbane.  
 
Potenzialità impianto in A.E. 
(abitanti equivalenti) 
 
2.000 – 10.000 >10.000 
Parametri (media giornaliera) 
(1) 
Concentrazio
ne 
%  di 
riduzione 
 
Concentrazio
ne 
%  di 
riduzione 
BOD5 (senza nitrificazione)
 
mg/L (
2
) 
25 70-90 (
5
) 
 
25 80 
COD mg/L   (
3
) 125 75 
 
125 75 
Solidi Sospesi mg/L (
4
) 35 (
5
)  90 (
5
) 
 
35 90 
 
1. Le analisi sugli scarichi provenienti da lagunaggio o fitodepurazione devono essere 
effettuati su campioni filtrati, la concentrazione di solidi sospesi non deve superare i 150 
mg/L. 
2. La misurazione deve essere fatta su  campione omogeneizzato non filtrato, non 
decantato. Si esegue la determinazione dell’ossigeno disciolto anteriormente e 
posteriormente ad un periodo di incubazione di 5 giorni a 20°C 1°C, in completa 
oscurità, con aggiunta di inibitori di nitrificazione. 
3. La misurazione deve essere fatta su campione omogeneizzato non filtrato, non decantato 
con bicromato di potassio. 
4. La misurazione deve essere fatta mediante filtrazione di un campione rappresentativo 
attraverso membrana filtante con porosità di 0,45  m ed essiccazione a 105°C con 
conseguente calcolo del peso, oppure  mediante centrifugazione per almeno 5 minuti 
(accelerazione media di 2800-3200 g), essiccazione a 105°C e calcolo del peso.