ELIMINARE L'ACQUA DALLE ACQUE REFLUE: UN INELUTTABILE OSSIMORO PER LA SOSTENIBILITÀ DEL CICLO IDRICO URBANO
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ELIMINARE L’ACQUA DALLE ACQUE REFLUE: UN
Editoriale
INELUTTABILE OSSIMORO PER LA SOSTENIBILITÀ DEL
CICLO IDRICO URBANO
Andrea G. Capodaglio
Dip. Ingegneria Civile e Architettura, Università di Pavia
INTRODUZIONE
Il Nexus tra acqua, energia e cibo, risorse chiave
per lo sviluppo globale della società, è stato ini-
zialmente identificato come sfida emergente dal KϮ
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World Economic Forum di Davos nel 2008. Seb-
bene questo articolo si concentri principalmente sui
nuovi possibili paradigmi del ciclo delle acque ur- Yh
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bane, suggerisce anche esplicite prospettive inter-
settoriali alla base della logica di attuazione del Ne-
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xus nel suo insieme. ^K>/K
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Nexus acqua-energia
L’approvvigionamento, la distribuzione e la depu- Figura 1
Economia circolare nel ciclo idrico urbano
razione dell’acqua richiedono notevoli quantità di
energia: il consumo mondiale (principalmente sot-
to forma di energia elettrica) del settore idrico ha si in via di sviluppo, spesso privi di approvvigiona-
raggiunto nel 2014 120 Mtep, pari a circa il 4% del mento energetico locale, anche attraverso sistemi de-
consumo energetico globale. All’interno di questa centralizzati di trattamento. La generazione della
cifra, si stima che il consumo relativo al pompag- quantità di energia teoricamente recuperabile a sca-
gio rappresenti la quota maggiore della domanda la globale dai liquami (stimabile in circa 560
energetica del settore idrico, fino al 90% del tota- TWh/anno) richiederebbe l’uso di circa 50 Mtep di
le. Per quanto riguarda il trattamento delle acque combustibili fossili, che produrrebbero emissioni di
reflue, le stime mostrano che il consumo di ener- gas serra per circa 100 × 106 t CO2,eq, poco più del
gia è compreso tra 0,3 e 2,1 kWh/m3 di acqua trat- 3% delle attuali emissioni globali (33x109 t CO2,eq).
tata nella UE (tra 0,41-0,87 kWh/m3 negli Stati Ne consegue che le acque reflue e i relativi residui
Uniti) (Capodaglio e Olsson, 2020). di processo possano sempre più essere, a ragione,
D’altra parte, le acque reflue contengono notevoli considerati come potenziali risorse energetiche e
quantità di energia e sostanze potenzialmente recu- sostanze a valore aggiunto, ivi inclusi fertilizzanti
perabili. Calcoli teorici hanno stimato l’energia chi- e acque di riuso, secondo i nuovi paradigmi del-
mica dei liquami in 3,86 kWh/kg COD mineraliz- l’Economia Circolare, esemplificata nella Figura 1
zato, mentre ricerche sperimentali hanno indicato per quanto riguarda il ciclo delle acque urbano.
valori compresi tra 0,89-8,3 kWh/kg di COD.
Anche i fanghi di supero sono, letteralmente, un Nexus acqua-cibo
concentrato di energia, circa 5 volte maggiore ri- L’acqua è direttamente necessaria non solo per la
spetto al refluo originale, con contenuto energetico vita, ma anche per la produzione di cibo; inoltre, le
compreso tra 3,2-4,6 kWh/kg (peso secco). Uno stu- acque reflue contengono notevoli quantità di nu-
dio dei consumi energetici dell’impianto di tratta- trienti essenziali per le colture. L’adozione di nuovi
mento della città di Toronto (6,8 MWh/giorno) ha paradigmi nel ciclo dell’acqua urbano sembra quin-
evidenziato che la stima del contenuto di energia to- di inevitabile non solo per le citate ragioni di con-
tale del refluo (62,8 MWh/giorno) supera con rap- servazione dell’energia e dell’acqua ma anche con-
porto maggiore di 9 l’energia richiesta dai processi siderando il trend della disponibilità, produzione e
(Shizas e Bagley, 2004). Anche considerando ine- consumo di roccia fosfatica, il minerale da cui vie-
vitabili perdite di processo e conversione, i liquami ne estratto il fosforo (per il 95% destinato al settore
IdA
potrebbero quindi costituire una significativa fonte agricolo). Secondo il CEO della Morocco Phospha-
di energia sia nei paesi industrializzati che nei pae- te Company, il più grande fornitore mondiale di que-
dx.doi.org/10.32024/ida.v7i2.284 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020 61sto minerale “è probabile che il mondo esaurisca to dell’erogazione e della distribuzione, fornendo
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nel prossimo futuro le riserve di rocce fosfatiche fonti di approvvigionamento alternative più vicine ai
economicamente accessibili”, il che avrebbe conse- punti di utilizzo. Molti usi attuali potrebbero infatti
guenze potenzialmente catastrofiche sulla possibili- essere soddisfatti da acqua di qualità inferiore a quel-
tà di sfamare la crescente popolazione mondiale. la potabile, dal momento che l’accesso a fonti idri-
A valle delle perdite legate alle molteplici ineffi- che di alta qualità è sempre più problematico a li-
cienze del ciclo antropico del fosforo, le deiezioni vello globale, e che per l’uso potabile sono richiesti
umane contengono circa il 16% del fosforo minera- trattamenti sempre più spinti, ad alta intensità ener-
le consumato nel mondo. Il recupero e il riciclo di ta- getica. Impianti decentralizzati basati su obiettivi di
le frazione potrebbero contribuire, anche se non in trattamento “personalizzati” (cosiddetti “Fit-for-Pur-
modo decisivo, a ridurre parzialmente la dipenden- pose”) (Figura 2) (Water Environment Federation,
za dell’umanità dal fosforo estratto, e ad estendere 2017) possono fornire acqua di approvvigionamen-
la durata residua, stimata tra i 150 e i 300 anni, del- to con requisiti di qualità adatti a diversi usi finali.
le limitate riserve di questo minerale. Processi bio- Ad esempio, reflui domestici con trattamento in lo-
logici combinati con la precipitazione di minerali di co potrebbero alimentare gli sciacquoni, impianti di
fosforo (struvite, idrossiapatite, fosfato di calcio, raffreddamento residenziale o industriale, o irrigare
ecc.), sono attualmente considerati tra i metodi più aree verdi. Anche l’acqua potabile potrebbe essere
efficienti per il suo recupero (Daneshgar et al., 2018). fornita attraverso impianti di trattamento decentra-
lizzati, evitando il trasferimento bidirezionale a lun-
DEPURAZIONE PER OBIETTIVI E SEPA- ga distanza di reflui e dell’approvvigionamento. I
RAZIONE DELLE CORRENTI sistemi fognari a lunga distanza richiedono infatti
Questi approcci sono stati proposti, in combinazio- ingenti investimenti iniziali per la costruzione, che
ne a processi di trattamento più efficienti dal punto possono costituire oltre l’80% del costo totale di un
di vista energetico, per consentire lo sviluppo di ci- sistema idrico urbano, ed elevate quantità di energia
cli idrici alternativi, energeticamente neutri, o persi- per il funzionamento. È stato anche dimostrato che,
no positivi. Il trattamento differenziato e la riduzio- contrariamente alle ipotesi tradizionalmente adotta-
ne dei flussi potrebbero ridurre significativamente il te, le economie di scala nella progettazione dei si-
fabbisogno energetico non solo dal lato del tratta- stemi idrici sono poco influenzate dal consumo spe-
mento e dello smaltimento del ciclo, ma anche dal la- cifico e dalla densità di popolazione assoluta, ma so-
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Figura 2
Trattamento per obiettivi (Fit-for-purpose) nel ciclo idrico. * Livelli di trattamento in funzione del riuso e contaminanti presenti.
62 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020no molto sensibili alla distribuzione spaziale della La separazione alla fonte, tuttavia, avrebbe una ap-
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popolazione servita (Maurer et al., 2005). plicazione ideale in sistemi decentralizzati, in quan-
Il trattamento per obiettivi può consentire il riuti- to consente il recupero locale delle risorse secondo
lizzo idrico per diversi usi, potabili e non, il ripa- i principi e le esigenze del trattamento per obietti-
scimento di corpi idrici, e usi industriali, in con- vi, con minimi interventi infrastrutturali. Le tecno-
formità con le norme applicabili esistenti. Come logie attualmente disponibili possono infatti forni-
applicazione estrema di questi concetti, il cosid- re soluzioni adeguate in tutti questi casi, con tratta-
detto “sewer mining”, che consiste nell’estrazione mento della componente “nera” in impianti di pic-
di liquame direttamente da un collettore fognario e cole dimensioni e riutilizzo delle acque “grigie” ap-
nel suo trattamento sul posto per riutilizzo specifi- propriato alle esigenze locali. La raccolta centraliz-
co, evitando quindi il pompaggio fino a un im- zata a scala urbana delle diverse correnti e la di-
pianto di trattamento centralizzato e il successivo stribuzione di acque di approvvigionamento per usi
ripompaggio di ritorno, è attualmente applicato in differenziati, viceversa, richiederebbero una estesa
alcuni paesi, ad es. in Australia, notoriamente in duplicazione delle reti, sia di approvvigionamento
deficit di risorse idriche. (potabile/non potabile), che di smaltimento (ne-
La separazione alla fonte delle correnti è tra le so- ro/grigio). L’adozione della distribuzione differen-
luzioni recentemente proposte, riconosciuta da ziata può tuttavia rivelarsi indispensabile in aree a
molti come uno dei concetti più promettenti di forte scarsità di risorse idriche, e infatti queste so-
“nuova igiene urbana” (new sanitation) in grado di no già utilizzate in alcuni paesi: in Giappone (To-
ristabilire l’equilibrio dei cicli del carbonio, dei nu- kyo e Fukuoka), a Singapore, e in diverse città de-
trienti e dell’acqua. Le acque nere (deiezioni) so- gli Stati Uniti (USEPA, 2012). Scelte di rottura ri-
no ricche di sostanze organiche (5.000-93.000 spetto ai paradigmi tradizionali, relative all’intro-
mg/L) e nutrienti (1.500-16.000 mg N/L e 500- duzione di schemi di riuso idropotabile delle acque
3000 mg P/L), caratterizzate da alto contenuto di reflue (toilet to tap) sono già state messe in atto, ad
solidi (16.000-125.000 mg/L). Le acque grigie esempio attraverso il programma “NEWater” a Sin-
(scarichi dei lavandini, doccia, lavatrici, ecc.), d’al- gapore, che fornirà a regime 600.000 m3/giorno di
tra parte, hanno basso COD (200-450 mg/L), bas- acqua potabile. Schemi simili sono in corso di im-
si N e P (6-22 e 0,4-8 mg/L, rispettivamente) e bas- plementazione anche negli Stati Uniti: nella città di
se concentrazioni di solidi e agenti patogeni, ma El Paso (Texas) è attualmente in costruzione un im-
un contenuto di metalli e microinquinanti più ele- pianto di riutilizzo potabile diretto con capacità di
vato. L’urina, con elevato COD (4.000-11.000 38000 m3/giorno (USEPA, 2017).
mg/L), azoto (4.000-11.000 mg/L) e fosforo (200- Sebbene i sistemi di trattamento idropotabile di-
4.000 mg/L) e basse concentrazioni di metalli e mi- retto potrebbero avere maggior intensità energeti-
croinquinanti, salvo l’eventuale presenza di residui ca rispetto agli schemi tradizionali (questo dipen-
farmaceutici e loro metaboliti può essere ulterior- de da molti fattori, soprattutto dalla qualità e dalla
mente separata con apposita impiantistica interna localizzazione delle fonti), la scelta di adottare que-
(Tervahauta et al., 2013). ste soluzioni è spesso dettata da circostanze non al-
La separazione delle varie componenti può essere trimenti risolvibili, come la mancanza di fonti al-
gradualmente implementata anche in aree con in- ternative sostenibili (caso di El Paso) e considera-
frastrutture esistenti, portando a periodi di transi- zioni geopolitiche (la scelta NEWater a Singapore
zione durante i quali i sistemi presenti continue- include considerazioni di autosufficienza idrica
ranno a funzionare in modalità mista. Lo studio dei strategiche per la nazione). Dal punto di vista ener-
bilanci di massa per valutarne l’impatto, basato sul- getico, secondo le autorità locali, la produzione di
l’ipotesi di co-digestione diretta di acque nere e NEWater richiede all’incirca un quarto dell’ener-
fanghi di depurazione, e trattamento di acque gri- gia necessaria per la produzione di acqua potabile
gie mediante processi convenzionali, ha indicato tramite desalinizzazione.
che anche la implementazione graduale della se-
parazione delle fonti domestiche potrebbe essere PARADIGMI PRESENTI E FUTURI PER LE
vantaggiosa per migliorare il bilancio energetico e RETI DI DRENAGGIO URBANE
il recupero dei nutrienti negli impianti, e che que- Per sfruttare appieno il potenziale delle tecnologie
sti obiettivi potrebbero essere raggiunti con picco- idonee al recupero di risorse dalle acque reflue è ne-
IdA
le modifiche ai processi e alle strutture esistenti cessario applicare nuovi paradigmi per i sistemi di
(Morandi et al., 2018). collettamento urbani. Storicamente, la gravità è sta-
dx.doi.org/10.32024/ida.v7i2.284 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020 63ta utilizzata come principale forza motrice per il tra- il trattamento, nonché il miglioramento dell’effi-
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sporto dei reflui; questo richiede frequenti pompag- cienza dei processi (Opher e Friedler, 2016). L’ap-
gi per il mantenimento del flusso, con forte consumo plicazione di approcci decentralizzati può rendere
energetico. Inoltre, la gestione dei reflui si basa su un più semplice l’implementazione di schemi locali di
approccio svantaggioso a priori, che utilizza grandi riutilizzo dell’acqua, riducendo i consumi di acqua
volumi di acqua (spesso costituita da acqua potabi- potabile per gli usi meno pregiati.
le, costosa e ad alta intensità energetica) come mez- La segregazione delle correnti può ridurre signifi-
zo di diluizione e trasporto di flussi diversi miscela- cativamente le portate reflue e modificarne le carat-
ti e inviati a impianti centralizzati. In regioni con de- teristiche, favorendo l’applicazione di tecnologie
ficit endemici di risorse idriche, questo approccio può anaerobiche in condizioni ottimali. Ad esempio,
influire fortemente sulla risorsa disponibile. considerando la componente “nera”, l’uso di siste-
I sistemi tradizionali sono passibili di fenomeni di mi di separazione potrebbe consentire di risparmia-
infiltrazione che possono incrementare le portate re fino a 32 L/giorno procapite, rispetto ai sistemi at-
convogliate e diluire ulteriormente i liquami o, al tuali, a seconda delle soluzioni applicate. Inoltre,
contrario, essere soggetto a perdite con potenziale ipotizzando il riutilizzo di acque grigie trattate lo-
inquinamento della falda. Poiché i tempi di per- calmente per usi non potabili (ad es. sciacquone, pu-
corso in fognatura possono essere significativi, pro- lizia e irrigazione) si potrebbero risparmiare ulteriori
cessi fisici e biochimici possono indurre significa- 80 L/giorno di acqua potabile procapite (Tervahau-
tivi cambiamenti delle caratteristiche dei reflui, ra- ta et al., 2013). Ciò potrebbe ridurre (supponendo
gion per cui le reti fognarie sono considerate a pie- che si scarichi solo la componente nera) la portata in
no titolo reattori chimici e biologici (Hvitved-Ja- fognatura a circa 10 L/procapite/giorno, secondo
cobsen et al., 2002), con impatto diretto sia sulle ipotesi conservative (Otterpohl et al., 2002), con
strutture stesse (ad es., produzione di H2S che può COD stimato in circa 8000 mg COD/L, ovvero un
causare corrosione strutturale) e sui processi di trat- ordine di grandezza superiore ai valori medi attuali,
tamento (ad es., modificando il contenuto organi- con un possibile intervallo compreso tra 2500-20000
co e i rapporti tra le diverse frazioni del substrato). mg COD/L (Henze, 2019).
Inoltre, sistemi fognari misti possono indurre i ben
noti scarichi di troppo pieno durante eventi di piog- Eliminare l’acqua dalle acque reflue: si può fare?
gia (CSO – combined sewer overflows) in grado di Eliminando la maggior parte dell’acqua dalle acque
compromettere la qualità dei recettori. reflue, i benefici della separazione alla fonte delle
Dal punto di vista del recupero di risorse, elevati li- varie componenti potrebbero essere sfruttabili tra-
velli di diluizione lo rendono meno efficiente a mite sistemi di collettamento basati su nuovi para-
causa delle limitazioni tecniche dei processi. Reflui digmi. Un esempio è il sistema di fognatura a vuo-
diluiti infatti richiedono l’adozione di processi bio- to (o a depressione), brevettato negli Stati Uniti nel
logici rapidi (aerobici), al fine di contenere le di- 1888, ma apparso nella pratica comune, su picco-
mensioni delle unità di trattamento, che tuttavia im- la scala, solo nei primi anni ‘60 (Figura 3). In una
pongono un elevato consumo energetico per forni- fognatura a vuoto, la forza motrice è data dalla dif-
re l’accettore di elettroni (ossigeno) necessario. Il ferenza tra pressione atmosferica e depressione in-
fabbisogno energetico di aerazione può infatti rap- terna, mantenuta da apposite centraline e valvole di
presentare oltre il 50% del fabbisogno totale di un controllo. La tecnologia dei sistemi a vuoto non è
impianto. Tra le opzioni di processo che potrebbe- oltremodo costosa, ma è relativamente più sofisti-
ro consentire un recupero efficiente dell’energia cata riaspetto a quella tradizionale, e pertanto ri-
contenuta nei reflui, i processi anaerobici possono chiede progettazione e costruzione più precise.
essere considerati le più mature, già oggetto di in- D’altro canto, i sistemi fognari a vuoto presentano
numerevoli applicazioni in tutto il mondo. Tutta- notevoli vantaggi: i costi di costruzione sono in
via, l’effetto della diluizione ostacola la loro ap- media più bassi (del 30-35%) grazie a materiali più
plicazione ottimale, poiché rende necessarie unità economici e in quantità più ridotta, scavi meno pro-
di processo significativamente più grandi a causa fondi, assenza di tombini e passi d’uomo, maggior
delle cinetiche metaboliche più lente. flessibilità nel tracciato di posa, tempi di realizza-
Paradigmi innovativi basati su sistemi di fognatura zione più rapidi e minori disagi in superfice du-
e trattamento decentralizzati, segregazione delle rante la costruzione. I costi operativi e di manu-
IdA
correnti e minima diluizione potrebbero comporta- tenzione sono inferiori, all’incirca per la medesima
re significativi risparmi energetici per il trasporto e percentuale, a causa dell’assenza delle necessità di
64 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020pulizia, minori requisiti energetici per il manteni- Idealmente, in una urbanizzazione servita da rete a
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mento del vuoto e facilità nel controllo delle por- vuoto, le acque grigie non sarebbero inviate in rete,
tate (Shafiqul Islam, 2017). È stato stimato che le ma trattate localmente per un riutilizzo locale. Al fi-
rotture relative a condotte (che rappresentano più ne di massimizzare la raccolta di sostanza organica
del 98% dei guasti nei sistemi convenzionali) rap- in vista del successivo recupero energetico, gli sca-
presentino meno del 5% dei problemi operativi nel- richi dei trituratori da cucina potrebbero essere col-
le fognature a vuoto esistenti. D’altra parte, i pro- legati alla componente nera, aumentandone il carico
blemi sulle valvole a vuoto rappresentano circa organico senza i problemi che elevate quantità di so-
l’80% dei guasti in questi sistemi, tuttavia, i tempi lidi aggiuntivi possono causare nelle fognature tra-
di intervento necessari risultano più brevi rispetto dizionali. Un’analisi dettagliata di questa tecnologia
a quelli relativi ai sistemi di gravità, infatti l’86% è stata recentemente presentata dal centro di ricerca
dei guasti nelle reti a vuoto viene generalmente ri- Fraunhofer di Stoccarda (Fraunhofer IGB, 2016): le
solto entro 2 ore dal rilevamento (Miszta-Kruk, conclusioni indicano che questa tecnologia dovreb-
2016). Inoltre, queste reti dimostrano anche im- be essere considerata come opzione realistica per le
portanti vantaggi ambientali, come: assenza di per- future infrastrutture idriche urbane, per quanto ri-
dite e bassissima probabilità di infiltrazione, e tra- guarda le questioni di sostenibilità ambientale, so-
sporto rapido dei liquami cosicché la sostanza or- ciale ed economica. Dal punto di vista della sosteni-
ganica arriva “più fresca” al trattamento. bilità, inoltre, con questa soluzione è possibile otte-
Al momento, il più grande sistema di questo tipo nere significative riduzioni di emissioni energetiche
in funzione è quello costruito all’inizio del millen- e gas serra, sia in fase di costruzione che operativa
nio a Palm Island (Dubai), con una rete totale di (Panfil et al., 2013). Queste considerazioni si esten-
40 km e circa 2000 abitazioni servite. L’affina- dono anche ai trattamenti dei reflui: si può infatti sup-
mento tecnologico ha dimostrato l’affidabilità, ef- porre che tecnologie energeticamente più efficienti
ficienza ed economia, di questi sistemi e pertanto (anaerobiche) che consentano sia risparmio (per
la loro applicazione è aumentata in modo signifi- mancanza dei requisiti di aerazione) che recupero
cativo negli ultimi 25 anni, con diverse migliaia di energetico (come produzione di CH4, o anche H2)
reti operative. Una indagine del 2008 ha indicato potrebbero essere utilizzate in queste condizioni.
che le due principali aziende specializzate nella co- Questo cambio di paradigma tecnologico potrebbe
struzione di questi sistemi avevano completato da quindi migliorare significativamente l’economia ge-
sole oltre 1000 installazioni in diversi paesi: Stati nerale e la sostenibilità dei sistemi idrici urbani.
Uniti (> 250), Germania (> 300), Giappone, Fran- Elevate concentrazioni dei reflui, tuttavia, potreb-
cia, Regno Unito (> 100 ciascuno), Australia, Re- bero influire sulle operazioni di trattamento: se il
pubblica Ceca e Polonia (~50 ciascuno) e in molti collettamento a vuoto con separazione riduce for-
altri (Terryn e Lazar, 2016). temente la diluizione della sostanza organica, po-
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Figura 3
Schema di fognature a vuoto (sopra) e gravità (sotto)
dx.doi.org/10.32024/ida.v7i2.284 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020 65tenzialmente massimizzando l’efficienza di recu- le stesse stime indicano che i livelli assoluti di trat-
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pero energetico, allo stesso tempo esso concentra tamento hanno un’influenza marginale sui costi di
anche altri inquinanti (metalli, solfuri e ammonia- investimento totali. Sistemi tipo “cluster” potreb-
ca) che potrebbero inibire gli stessi processi anae- bero quindi essere una soluzione ai problemi di ge-
robici (Gao et al., 2019). Elevate concentrazioni di stione del ciclo delle acque urbane per comunità di
ammonio libero, infatti, possono inibire la fase me- dimensioni ridotte anche all’interno di contesti più
tanogena del processo. È stato tuttavia dimostrato ampi. La transizione da grandi sistemi di tratta-
che l’aggiunta di carbone attivo granulare (CAG) mento centralizzati a sistemi decentralizzati po-
al substrato può migliorare di oltre il 18% la pro- trebbe essere un approccio alternativo al ciclo del-
duzione di biogas da reflui concentrati, anche in le acque urbano, con livelli di trattamento parago-
presenza di alti livelli di ammonio (Florentino et nabili a quelli dei sistemi centralizzati, maggiori
al., 2019). Una alternativa al carbone attivo con- affidabilità e flessibilità (Engin e Demir, 2006).
venzionale può essere rappresentata dal biochar de- Moderni sistemi di raccolta decentralizzata, a bas-
rivato dai fanghi biologici stessi, con ulteriore mi- sa diluizione, progettati per il recupero sostenibile
glioramento della sostenibilità del ciclo di tratta- di acqua, nutrienti e materia secondo consolidati
mento (Callegari e Capodaglio, 2018). Migliora- criteri di protezione ambientale, potrebbero per-
menti nella produzione di biogas sono stati ottenu- tanto cambiare radicalmente l’attuale approccio al-
ti mediante implementazione di digestione anaero- la gestione delle acque urbane. Considerando i cre-
bica bioelettrochimicamente assistita, in grado di scenti eventi di carenza idrica nel mondo, il riuti-
aumentare la frazione di metanigeni presenti nel lizzo efficiente delle risorse idriche dovrebbe es-
digestore (Gajaraj et al., 2016). sere una priorità generalizzata, e non a caso le Na-
Le considerazioni sopra esposte evidenziano la ne- zioni Unite hanno recentemente identificato le ac-
cessità di rivalutare alcune ipotesi progettuali ben que reflue come una fonte di acqua disponibile non
radicate per la pianificazione e la progettazione dei ancora sfruttata (UN-Water, 2018).
nuovi sistemi di gestione delle acque reflue urba- Nuove sfide, che richiedono soluzioni innovative in-
ne. Lo sviluppo dei nuovi paradigmi richiederà sorgono costantemente nel settore idrico: ad esem-
quindi un adattamento dei processi tecnologici at- pio, i problemi relativi ai contaminanti emergenti
tuali per ottimizzarne l’efficienza ed efficacia in (prodotti farmaceutici, interferenti endocrini, ecc.) a
condizioni operative modificate. concentrazioni molto ridotte, che non sono rimossi
in modo significativo dagli attuali processi, richie-
PROSPETTIVE FUTURE dono l’adozione di nuove tecnologie di processo per
Le tecnologie di trattamento decentralizzate com- essere eliminati. Segregazione alla fonte e minor di-
prendono una vasta gamma di processi di varia luizione potrebbero favorire l’adozione di nuove, più
complessità. Dal punto di vista dei costi, le opzio- efficienti tecnologie (Capodaglio, 2018).
ni tecnologiche più avanzate stanno rapidamente
diventando comparabili – per unità di carico in- CONCLUSIONI
quinante rimosso – alle applicazioni centralizzate. La combinazione di diversi fattori critici, come la
La gran parte delle infrastrutture idriche nei paesi variabilità climatica che altera le dinamiche idro-
sviluppati, vicine alla vita utile di progetto, dovrà logiche, le crescenti scarsità di nuove risorse di ac-
subire una sostanziale ricostruzione nel prossimo qua dolce, e domanda di acqua potabile (e non),
decennio, anche per essere adeguata a nuovi re- sta provocando incertezze sulle future disponibili-
quisiti (maggiore efficienza, rimozione degli in- tà e sicurezza della risorsa idrica in molte aree del
quinanti emergenti, adeguamento a cicli di econo- globo. È quindi necessaria una maggior resilienza
mia circolare e sostenibilità). Il passaggio a siste- dei sistemi di approvvigionamento e in questo sen-
mi decentralizzati con separazione delle correnti so il riutilizzo locale delle acque diventerà sempre
potrebbe quindi costituire un approccio appropria- più fondamentale nella futura gestione delle risor-
to e, a lungo termine, economicamente valido, con- se idriche a livello urbano, e questo non solo nelle
sentendo l’estensione del servizio in base a neces- aree a conclamata scarsità d’acqua. Inoltre, i pro-
sità correnti, con investimenti iniziali ridotti e gra- blemi relativi alle emissioni energetiche e ai gas
duali espansioni future. È stato infatti stimato che serra stanno diventando sempre più ovvi grazie al-
i costi di investimento nei sistemi fognari preval- la comprensione più approfondita del Nexus ac-
IdA
gono su quelli degli impianti di trattamento per un qua-energia. La necessità inderogabile di modifi-
rapporto in eccesso a 3:1 (Maurer et al., 2005), e care l’approccio alla gestione delle risorse idriche
66 Ingegneria dell’Ambiente Vol. 7 n. 2/2020per risolvere i problemi succitati è riconosciuta con Henze M. (2019) Wastewater characterization. In “Online cour-
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