I gestori del servizio idrico integrato si trovano oggi ad affrontare una trasformazione senza precedenti. Da un lato, gli effetti del cambiamento climatico stanno modificando la disponibilità della risorsa idrica e aumentando la frequenza di eventi meteorologici estremi, con conseguenze dirette sul funzionamento delle reti fognarie e degli impianti di trattamento. Dal'altro, la nuova Direttiva Europea sulle Acque Reflue Urbane introduce requisiti sempre più stringenti in termini di qualità dello scarico, efficienza energetica e sostenibilità complessiva dei processi.
Le nuove disposizioni impongono una progressiva riduzione delle concentrazioni di azoto e fosforo negli effluenti, introducono obiettivi sempre più ambiziosi per la rimozione dei microinquinanti e richiedono ai gestori di avvicinarsi progressivamente alla neutralità energetica. Parallelamente, cresce l'attenzione verso il riuso delle acque depurate come risorsa strategica per affrontare le criticità idriche dei prossimi decenni. In questo scenario, diventa fondamentale individuare soluzioni che consentano di incrementare le prestazioni degli impianti esistenti senza necessariamente ricorrere a costosi ampliamenti infrastrutturali.
Il depuratore Rivellino di Livorno: un impianto chiamato a evolvere
L'impianto di depurazione di Rivellino, gestito da ASA e dimensionato per servire circa 210.000 abitanti equivalenti, rappresenta un esempio emblematico delle sfide che attendono molti gestori italiani nei prossimi anni. Prima dell'intervento, il comparto biologico era costituito da otto vasche Aer-Accelerator progettate per il processo di nitrificazione, senza una sezione dedicata alla denitrificazione.
A rendere più complesso il quadro contribuivano diverse criticità operative:
-
la presenza di una rete fognaria mista comportava forti variazioni di portata durante gli eventi meteorici, con punte che potevano superare la capacità idraulica dell'impianto;
-
l'assenza di sistemi di ricircolo attivo dei fanghi nei reattori biologici limitava la flessibilità del processo;
-
i vincoli urbanistici e strutturali rendevano particolarmente difficile ipotizzare ampliamenti significativi delle infrastrutture esistenti.
In questo contesto, la sfida non consisteva soltanto nel rispettare futuri limiti normativi più severi, ma nel farlo attraverso una soluzione economicamente sostenibile.
Dalla modellazione alla sperimentazione: il metodo adottato da ASA e Veolia
Per affrontare il progetto, ASA e Veolia hanno scelto di adottare un approccio basato sulla progressiva validazione delle soluzioni attraverso simulazioni, test pilota e ottimizzazione continua. Un ruolo determinante è stato svolto dalla modellazione dinamica effettuata con il software BioWin®, che ha consentito di riprodurre il comportamento dell'impianto in differenti condizioni operative e di valutare preventivamente i risultati ottenibili.
Grazie a questo strumento è stato possibile confrontare diversi scenari progettuali, stimare l'impatto delle modifiche proposte e individuare la configurazione più efficace prima ancora di intervenire sull'impianto esistente. La modellazione ha inoltre accompagnato tutte le successive fasi di sperimentazione, consentendo ai tecnici di affinare progressivamente i parametri operativi e di ridurre il rischio associato alle decisioni progettuali.
La scelta tecnologica: aerazione intermittente e controllo intelligente
Le analisi condotte hanno portato alla scelta di convertire il 50% del comparto biologico esistente verso una configurazione ad aerazione intermittente, mantenendo al contempo il massimo sfruttamento delle infrastrutture già presenti. L'intervento ha previsto la sostituzione dei sistemi di diffusione con diffusori a microbolle ad alta efficienza, l'installazione di nuove soffianti e l'integrazione del controllore OSCAR* LT, supportato da sonde dedicate per il monitoraggio continuo di ammoniaca, ossigeno disciolto e nitrati.
L'elemento più innovativo del progetto è stato proprio l'introduzione di un sistema di controllo dinamico in grado di adattare automaticamente l'aerazione alle effettive condizioni biologiche presenti in vasca. In questo modo il processo, tradizionalmente gestito con logiche statiche, è stato trasformato in un sistema intelligente capace di reagire in tempo reale alle variazioni di carico, migliorando contemporaneamente qualità dello scarico ed efficienza energetica.
I risultati della sperimentazione
La fase sperimentale è iniziata nell'agosto 2024 su una delle otto linee biologiche dell'impianto, con l’obiettivo di garantire la stabilità del processo, la riduzione della concentrazione di nitrato allo scarico e il risparmio energetico.
Fin dai primi mesi di attività, il sistema ha dimostrato la propria efficacia nel migliorare il comportamento del processo depurativo. Rispetto allo stesso periodo dell'anno precedente, si è registrata una riduzione del 54% delle concentrazioni di ammoniaca e del 35% dei nitrati, accompagnata da una maggiore stabilità complessiva dell'impianto.
Durante le prime fasi è stato osservato anche un importante incremento della concentrazione di nitriti, fenomeno che ha richiesto ulteriori approfondimenti da parte del team service. Attraverso nuove simulazioni, verifiche di laboratorio e un'attenta analisi operativa, ASA e Veolia sono riuscite a identificare le cause del fenomeno e a introdurre una serie di correttivi mirati che hanno consentito di riportare il processo nelle condizioni ottimali previste:
-
l'alimentazione del refluo in batch;
-
l'ottimizzazione dei cicli di aerazione intermittente;
-
il dosaggio controllato di una fonte di carbonio esterna.
Un percorso sostenibile verso la conformità normativa
Uno degli aspetti più interessanti del progetto realizzato per l’impianto di Rivellino riguarda la capacità di ottenere risultati significativi senza ricorrere al revamping dell’impianto. L'intervento ha infatti dimostrato come sia possibile incrementare la rimozione dell'azoto e del fosforo, migliorare la qualità dello allo scarico e ridurre i consumi energetici valorizzando gli asset già disponibili.
Oltre ai benefici ambientali, l'approccio adottato ha generato vantaggi economici concreti grazie al contenimento degli investimenti necessari e all'estensione della vita utile delle infrastrutture esistenti. Si tratta di un elemento particolarmente rilevante in una fase storica in cui i gestori sono chiamati a rispettare standard normativi sempre più elevati, mantenendo al tempo stesso sostenibili i propri piani di investimento.
Un modello replicabile per il futuro della depurazione
Il caso studio sviluppato da ASA e Veolia presso il depuratore di Rivellino dimostra che l'adeguamento alla nuova Direttiva Europea sulle Acque Reflue può essere affrontato attraverso un approccio graduale, basato sulla valorizzazione dei dati, modellazione, monitoraggio e ottimizzazione continua. Più che una semplice applicazione tecnologica, il progetto rappresenta un metodo di lavoro replicabile che consente di ridurre il rischio degli investimenti, accelerare il percorso di conformità normativa e massimizzare il valore delle infrastrutture esistenti.
La metodologia applicata all’impianto di Rivellino non risiede in una tecnologia in sé, ma nell'adozione di un processo articolato e iterativo. Infatti, grazie ad un percorso che va dalla sperimentazione pilota su una linea fino al continuo affinamento del modello, è stato possibile sviluppare una strategia operativa su misura.
In un contesto caratterizzato da crescenti pressioni ambientali, energetiche e regolatorie, l'esperienza maturata a Livorno offre una dimostrazione concreta di come innovazione, sostenibilità ed efficienza possano convergere in una strategia capace di generare valore sia per i gestori sia per il territorio.
.png)
.jpg)
