Impianto di trattamento dei fanghi, città di Yokohama
City of Yokohama, http://www.city.yokohama.lg.jp/kankyo/gesui/centerinfo/12src/
Il sistema fognario della città di Yokohama copre quasi completamente il suo vasto territorio con oltre 3,5 milioni di abitanti. La lunghezza delle condotte fognarie è di circa 11.000 km in totale, equivalente alla distanza tra Yokohama City e New York City, negli Stati Uniti. Gli 11 impianti di trattamento delle acque reflue della città, costruiti tra il 1962 e il 1984, trattano ogni giorno circa 1.500.000 m3 di acque reflue. Il sistema fognario ha affrontato le sfide della sostenibilità in termini di efficienza delle risorse, riduzione delle emissioni di gas serra e riduzione del rischio di inondazioni nel contesto di una società che invecchia e della resilienza nazionale. Ha inoltre adottato tecnologie di trattamento avanzate per migliorare le condizioni sanitarie e la qualità dell'acqua di fiumi e torrenti.
Ultimo aggiornamento: 11 Nov 2022
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Contesto
Sfide affrontate
Il sistema fognario deve affrontare diverse sfide di sostenibilità in termini di servizio. In primo luogo, si prevede che la città debba aggiornare gran parte delle infrastrutture fognarie entro i prossimi 30 anni, poiché la maggior parte di esse è stata costruita più di 20 anni fa. L'invecchiamento delle tubature e delle infrastrutture fognarie non solo influisce direttamente sulla qualità del servizio fognario, ma espone anche la vita quotidiana e le attività socio-economiche della città a pericoli, come le buche nelle strade dovute a danni alle tubature, che devono essere prevenuti. In secondo luogo, la città persegue un sistema fognario sostenibile dal punto di vista ambientale. Per esempio, nonostante il sistema copra in modo capillare l'area della città, l'eutrofizzazione dei corpi idrici chiusi è ancora presente. Inoltre, la grande quantità di fanghi generati ogni giorno negli impianti di trattamento raggiunge circa il 20% del totale dei rifiuti industriali.
Posizione
Yokohama, Prefettura di Kanagawa, Giappone
Asia orientale
Processo
Sintesi del processo
Il finanziamento sostenibile è una delle maggiori sfide che il sistema fognario deve affrontare nel contesto di una società che invecchia. Per ridurre i costi complessivi, un insieme di strutture deve essere gestito in modo sistematico. Il riciclo dell'acqua e dei fanghi trattati non solo contribuisce alla conservazione dell'ambiente, ma aiuta anche a recuperare i costi di manutenzione e rinnovamento del sistema fognario. L'applicazione di tecnologie avanzate migliora inoltre la qualità dell'acqua trattata, il recupero delle risorse e la produzione di energia elettrica.
Blocchi di costruzione
Schemi finanziari per una gestione sostenibile delle acque reflue
Per far fronte all'invecchiamento dei sistemi fognari, è stato sistematicamente sviluppato ed eseguito un piano di rinnovamento che tiene conto del piano di bilancio. L'area in cui è stato costruito un sistema fognario prima della Seconda Guerra Mondiale è stata designata come area di rinnovamento della prima fase, seguita da un'area di rinnovamento della seconda fase in cui è stato costruito un sistema fognario dal 1945 al 1970. Per garantire il budget per il rinnovamento delle infrastrutture fognarie e continuare a fornire servizi validi, è stato necessario migliorare le condizioni finanziarie. Ad esempio, è stato fissato l'obiettivo di ridurre il tasso di dipendenza dalle obbligazioni societarie per migliorare la base finanziaria dei servizi fognari. Inoltre, è stato introdotto il PFI per ridurre i costi di riciclaggio dei fanghi. La gestione quotidiana dei sistemi è stata rafforzata per prolungare la vita delle strutture e delle tubature e si sta sviluppando un database di dati e informazioni sui sistemi fognari.
Fattori abilitanti
- Piani sistematici per rinnovare le strutture infrastrutturali deteriorate
- Meccanismo finanziario per il recupero delle risorse
- Sviluppo di una banca dati di dati e informazioni sui sistemi fognari
Lezione imparata
Il finanziamento sostenibile è una delle maggiori sfide che il sistema fognario deve affrontare nel contesto di una società che invecchia. Il monitoraggio e la manutenzione regolare degli impianti prolungano la vita delle strutture fognarie. Ciò finisce per ridurre il costo totale del ciclo di vita del sistema nel lungo periodo. Inoltre, gli schemi finanziari di recupero delle risorse e di cooperazione pubblico-privato aiutano a recuperare i costi di investimento e di gestione.
Utilizzo dell'acqua di recupero
Le acque reflue trattate vengono utilizzate per vari scopi in città. Tre impianti di trattamento delle acque reflue ozonizzano l'acqua trattata, mentre tutti gli impianti hanno strutture per filtrare le acque reflue con la sabbia. L'acqua ozonizzata viene utilizzata per i servizi igienici, per piccoli corsi d'acqua artificiali e per i sistemi di condizionamento dell'aria (AC). L'acqua filtrata a sabbia viene recuperata per la pulizia degli impianti di trattamento delle acque reflue e dei servizi igienici. Le acque reflue trattate generano introiti, essendo vendute per pulire le tubature di drenaggio e gli impianti di costruzione. La qualità dell'acqua recuperata è conforme agli standard designati per i diversi usi dal governo nazionale.
Fattori abilitanti
- Tecnologie per pulire le acque reflue e utilizzarle per vari scopi
- Mercati maturi per le acque di recupero
Lezione imparata
Poiché l'acqua diventa una risorsa sempre più preziosa, anche l'acqua riciclata diventa più preziosa. Una volta trattate con misure appropriate, le acque reflue riciclate possono essere una risorsa utile in diverse occasioni. Inoltre, i ricavi generati dalla vendita di acqua riciclata a operatori privati possono essere destinati a reinvestimenti per migliorare o riabilitare gli impianti di trattamento e le strutture fognarie per una gestione sostenibile.
Utilizzo delle risorse generate dal trattamento dei fanghi
Anche i fanghi generati dal processo di trattamento delle acque reflue vengono riciclati nella città di Yokohama. I fanghi generati in undici impianti di trattamento delle acque reflue vengono trasportati in due impianti di trattamento dei fanghi e sottoposti a processi di ispessimento, digestione e disidratazione. Dopo il trattamento, il peso dei fanghi diminuisce di 400 volte e diventa un prodotto inodore e igienico. Il gas generato durante il processo di digestione viene recuperato come fonte di energia e utilizzato per la produzione di elettricità e come combustibile per l'incenerimento negli impianti di trattamento. Inoltre, le ceneri dopo l'incenerimento sono state utilizzate come materia prima per migliorare il suolo e il cemento.
Fattori abilitanti
- Tecnologie per l'utilizzo dei fanghi trattati
Lezione imparata
Dagli impianti di trattamento delle acque reflue viene generata una quantità non trascurabile di fanghi, pari a circa il 20% del totale dei rifiuti industriali in Giappone. La messa in discarica convenzionale di questo sottoprodotto ha causato mancanza di spazio nei siti di smaltimento e inquinamento ambientale. Le amministrazioni locali e gli enti di gestione delle acque reflue possono ridurre il volume significativo dello smaltimento finale trattando con cautela i fanghi e riciclandoli come fertilizzanti per i terreni agricoli, materiali da costruzione e fonte di energia.
Processo di trattamento avanzato per migliorare ulteriormente la qualità dell'acqua
Il sistema fognario ha contribuito al miglioramento della qualità dell'acqua pubblica. Il tasso di copertura delle acque reflue è passato dall'85% del 1989 al 99,8% del 2013. Le acque reflue non trattate non confluiscono nei fiumi e la qualità delle acque fluviali è notevolmente migliorata. I valori di BOD nei principali fiumi della città sono diminuiti del 40-87% nel 2013 rispetto a quelli del 1984. D'altra parte, l'eutrofizzazione nei corpi idrici chiusi, come i laghi e le acque costiere, permane. Per far fronte a questo problema, la città di Yokohama ha introdotto una tecnologia di trattamento avanzata per rimuovere i nitrati e il fosforo che contribuiscono all'eutrofizzazione. Il numero di impianti di trattamento che applicano il processo di trattamento avanzato è aumentato da due nel 1996 a otto nel 2013. Di conseguenza, il tasso di rimozione di azoto e fosforo è aumentato.
Fattori abilitanti
- Tecnologia di trattamento avanzata per rimuovere azoto e fosforo dalle acque reflue
Lezione imparata
Gli impianti di trattamento delle acque reflue non eliminano completamente le sostanze nocive dalle acque reflue. I resti di nitrati e fosforo presenti nelle acque trattate contribuiscono all'eutrofizzazione, soprattutto quando vengono scaricati in corpi idrici chiusi. Per preservare la ricchezza dell'ambiente idrico, tutte le acque reflue devono essere trattate con mezzi collettivi o individuali prima di essere scaricate nei corpi idrici. Inoltre, l'applicazione di tecnologie efficaci e il monitoraggio continuo sono essenziali per migliorare la qualità dell'acqua.
Impatti
Impatto economico: la città sta cercando di ridurre la forte dipendenza dalle obbligazioni societarie e un nuovo obiettivo fissato per l'attuale piano a medio termine mira a migliorare ulteriormente la situazione finanziaria della città per quanto riguarda la gestione delle acque reflue, come ad esempio le misure di recupero delle risorse per ridurre il costo del trattamento e aumentare le entrate attraverso la vendita di materiali riciclati, il coinvolgimento del settore privato nella gestione delle acque reflue per ridurre i costi e l'esportazione dell'esperienza e della tecnologia del sistema fognario di Yokohama (ad es. tecnologia di trattamento delle acque reflue alla città di Batam in Indonesia, nell'ambito di un progetto della Japan International Cooperation Agency).
Impatto sociale: il sistema fognario di Yokohama contribuisce a migliorare le condizioni igieniche della città. Inoltre, i piccoli corsi d'acqua in cui viene utilizzata l'acqua riciclata ozonizzata forniscono un eccellente lungomare e uno spazio di svago per i cittadini. Gli sforzi per perseguire la sostenibilità dei sistemi fognari contribuiscono a mitigare l'inondazione durante le alluvioni.
Impatto ambientale: la qualità dell'acqua dei fiumi, dei torrenti e delle acque costiere di Yokohama è migliorata grazie al sistema fognario. Il miglioramento della qualità dell'acqua ha portato anche a un aumento della diversità dei pesci nei fiumi principali. Gli studi hanno dimostrato il ritorno di pesci come il killifish, il salmone e i pesciolini d'acqua dolce. Circa il 20% delle emissioni di gas serra prodotte dalle attività e dai servizi gestiti dalla città di Yokohama deriva dalla gestione delle acque reflue.
Beneficiari
- Residenti della città di Yokohama
- Aziende private nella città di Yokohama
Obiettivi di sviluppo sostenibile
SDG 6 - Acqua pulita e servizi igienici
SDG 7 - Energia pulita e accessibile
SDG 11 - Città e comunità sostenibili
SDG 14 - Vita sott'acqua