ITRM20090272A1 - Impianto per la depurazione delle acque. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

"IMPIANTO PER LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE"

La presente invenzione ha per oggetto un impianto per la depurazione delle acque.

In particolare, la presente invenzione si presta ad essere utilizzata per la depurazione di acque di vario genere, quali ad esempio acque potabili,reflui civili, reflui industriali od acque utilizzate nelle piscine e nei parchi acquatici.

Come noto, l'acqua proveniente da fonti naturali quali fiumi o laghi vengono usate, a seconda della loro destinazione, direttamente o indirettamente dopo aver subito opportuni trattamenti.

Tali trattamenti, quali la depurazione, vengono realizzati per eliminare dall'acqua sostanze estranee o inquinanti.

Generalmente, la depurazione degli scarichi urbani viene attuata mediante un processo a stadi successivi nei quali avvengono specifiche azioni e reazioni: ossidazioni (fisico, meccaniche, microbiologiche), riduzioni (microbiologiche), filtraggi, disinfezioni (ipoclorito di sodio, acido per acetico, raggi ultravioletti ecc..).

In particolare,negli impianti adottati per la depurazione di acque potabili, l'acqua viene fatta passare attraverso una griglia di varie dimensioni per trattenere ramaglie e prodotti solidi di grandi dimensioni.

L'acqua filtrata viene fatta confluire in un accumulo dove avviene la omogeneizzazione della stessa.

Dall'accumulo, l'acqua viene fatta passare attraverso un disoleatore che ha il compito di separare gli oli eventualmente presenti gli idrocarburi in genere. In questa fase si crea una prima fase inquinante in quanto il filtro disoleatore deve essere pulito periodicamente (sostituzione filtri e/o altri accessori) e l'olio e/o gli idrocarburi devono essere raccolti a parte e smaltiti separatamente.

Dopo la disoleazione l'acqua passa attraverso un filtro desabbiatore che ha il compito di trattenere le particelle solide quali: terra, sabbia, sassi, ecc... Questo trattamento induce un ulteriore fase inquinante dovuta alla notevole quantità d'acqua che serve per il controlavaggio del filtro, la quale deve essere conferita ad altro depuratore. Va altresì considerato che la quarzite presente nei filtri deve essere periodicamente sostituita e smaltita in discarica.

A questo punto l'acqua passa ad una o più vasche di sedimentazione che hanno lo scopo di trattenere le particelle fini mediante un processo di flocculazione. In particolare vengono introdotti prodotti chimici per formare un letto flottante atto a trattenere le microparticelle da rimuovere. Vengono inoltre introdotti prodotti chimici per controllare il valore di "pH".

Tale fase determina una ulteriore fase inquinante data dalla formazione di fanghi che devono essere smaltiti in discarica con i conseguenti costi aggiuntivi di impiantistica, approvvigionamenti e controlli.

Può essere inoltre prevista una fase di denitrificazione e di de-ferrizzazione, ottenute entrambe mediante un sistema a resine a scambio ionico.

Anche tale fase determina la formazione di inquinamento data dalla sostituzione periodica delle resine che esauste vanno smaltite in discarica. Viene inoltre richiesta una notevole quantità d'acqua per il controlavaggio che deve essere conferita e smaltita presso un altro depuratore.

Ancora, l'acqua subisce inoltre una fase di ossidazione per un primo abbattimento della carica batterica; in questa fase vengono utilizzati cloro e/o formulati vari a base di cloro.

L'eccesso di cloro, o similari, deve essere tolto dall'acqua insieme ai residui di reazione che ha prodotto, con i conseguenti svantaggi in termini di inquinamento. Inoltre, il carbone attivo viene sostituito periodicamente e smaltito in discarica oppure inviato alla rigenerazione.

Le particelle solide non trattenute dal filtro a carbone attivo vengono fermate da un ulteriore filtro a sabbia, anch'esso sostituito periodicamente e smaltito in discarica.

Infine, l'acqua trattata viene raccolta in una o più cisterne di accumulo dove si immette ancora del cloro per dare una disinfezione all'acqua pronta alla distribuzione mediante le condutture dell'acquedotto. Tali impianti presentano importanti inconvenienti derivati dall'uso combinato di sostanze chimiche.

Infatti, come sopra citato, le operazioni di depurazione producono degli agenti inquinanti che devono essere smaltiti con i conseguenti inconvenienti in termini economici e di gestione.

Si consideri inoltre che l'uso di additivi chimici determina alti consumi elettrici, alti costi di impianto e soprattutto di gestione di tali prodotti chimici.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un impianto per la depurazione delle acque che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un impianto per la depurazione di acque in grado di eliminare l'uso di prodotti chimici immessi nell'acqua e la relativa gestione di tali prodotti.

Ulteriore scopo della presente invenzione è proporre un impianto per la depurazione delle acque in grado di eliminare la produzione di residui inquinanti che necessitano ulteriori operazioni di smaltimento.

Altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un impianto per la depurazione delle acque in grado di ridurre gli spazi ed i volumi impiegati.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un impianto per la depurazione delle acque, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un impianto per la depurazione delle acque,come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 mostra una vista schematica e laterale di un impianto per la depurazione delle acque in accordo con la presente invenzione; e

la figura 2 mostra uno schema a blocchi di funzionamento dell'impianto di depurazione di figura 1. Con riferimento alla figura 1 allegata, con il numero 1 di riferimento è indicato nel suo complesso un impianto per la depurazione delle acque, ad esempio per la depurazione di reflui civili.

In particolare, in figura 1 viene illustrato a titolo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, un impianto per la depurazione di acque di vario genere, quali ad esempio acque potabili.

L'impianto 1 comprendente almeno un organo di filtrazione (non illustrato in quanto di tipo noto) di una predefinita quantità di acqua da depurare. Tale organo di filtrazione è atto a rimuovere particelle solide dall'acqua da depurare, ed alimentata verso una pluralità di vasche di raccolta 2 disposte in successione ed opportunamente collegate da rispettivi condotti di collegamento 3.

Vantaggiosamente, l'organo di filtrazione comprende una coppia di elementi filtranti, rispettivamente disposti a monte ed a valle delle vasche 2.

Come viene esemplificativamente illustrato in figura 1, l'organo di filtrazione a valle delle vasche 2 è costituito da un filtro tangenziale, utilizzante un doppio sistema di filtrazione 9 e 9a per realizzare una filtrazione fine migliorando la qualità dell'acqua.

In maggiore dettaglio, secondo la sequenza illustrata nelle unite figure, l'acqua viene dapprima convogliata in una vasca di accumulo 4, atta alla disgregazione di oli, grassi, ed idrocarburi presenti nell'acqua da depurare.

A valle della vasca di accumulo 4 si sviluppano in successione una pluralità di vasche di ossidazione 5a, 5b, 5c per una sequenza programmata di fasi di ossidazione. Vantaggiosamente, vengono previste tre vasche di ossidazione 5a, 5b, 5c, ciascuna delle quali atta ad una specifica fase di ossidazione. A seguito della terza vasca di ossidazione si sviluppa una vasca di sedimentazione 6, in cui inizia maggiormente il processo di disinfezione.

La vasca di sedimentazione 6 è dotata di un condotto di ricircolo 10a estendentesi dalla vasca di sedimentazione 6 stessa verso la prima vasca di ossidazione 5a. In questo modo, viene realizzato un collegamento a circuito chiuso per riportare a monte delle vasche di ossidazione 5a, 5b, 5c una quantità predefinita di acqua in uscita dalla vasca di sedimentazione 6, tale da equalizzare il contenuto dell'ossidazione.

Vantaggiosamente, l'acqua che viene riportata alle vasche di ossidazione 5a, 5b, 5c viene ulteriormente miscelata per equalizzare il contenuto dell'ossidazione ed avere la stessa concentrazione di biomassa e di ozono.

Successivamente, l'acqua viene convogliata in una vasca di disinfezione 7, disposta a valle della vasca di sedimentazione 6, per l'abbattimento di virus e batteri presenti nell'acqua da depurare.

A questo punto, l'acqua può essere defluita attraverso il condotto 8 per scarichi superficiali ad esempio come l'utilizzo per irrorazione (figura 2).

In alternativa, l'acqua viene fatta defluire attraverso il citato filtro tangenziale 9 per ottenere acqua potabile. A questo punto, si ottiene un modesto concentrato che può essere gestito rimettendolo in testa alla depurazione attraverso il condotto 10 meglio illustrato nello schema di figura 2.

Si noti in particolare che con il detto doppio sistema di filtro tangenziale (9, 9a) l'acqua può essere rimessa in testa all'impianto 1 mediante il citato condotto (10). Nel dettaglio i detti filtri tangenziali lavorano a cicli alterni; ad esempio quando un filtro tangenziale è esaurito o peggio ancora guasto viene chiuso automaticamente e l'acqua viene dirottatta sull'altro filtro .

In alternativa, l'acqua potabile può essere defluita verso una ulteriore vasca di accumulo finale 20, atta alla distribuzione dell'acqua depurata "oligominerale". Vantaggiosamente, ciascuna vasca 2 è dotata di almeno un dispositivo di ossidazione preferibilmente costituito da almeno un generatore di ozono 11.

Tale generatore di ozono 11 è costituito da un generatore ad effetto corona, del tipo noto e pertanto non ulteriormente descritto nel dettaglio, ed è atto ad erogare ozono preferibilmente ricavato dall'ossigeno dell'aria.

In particolare, a ciascuna vasca 2 è montato il rispettivo generatore do ozono 2 in prossimità di un suo bordo. Il generatore posto in prossimità del bordo vasca 2 è provvisto di un elemento di insufflazione dell'ozono 12, estendentesi all'interno della rispettiva vasca 2. Di conseguenza, la presenza a bordo vasca del generatore 11 evita che l'ozono si decomponga prima di arrivare a contatto con l'acqua e quindi di perdere la forza del trattamento. Di conseguenza, disponendo il generatore 11 accostato alla rispettiva vasca 2 viene sfruttata totalmente l'efficacia dell'ozono nel momento in cui viene prodotto, cioè allo stato nascente. L'elemento di inslufflazione 12 è costituito da un diffusore resistente all'ozono, del tipo noto e pertanto non descritto nel dettaglio.

Per ogni fase sopra descritta e determinata in una rispettiva vasca 2, avviene pertanto una operazione battericida derivata dall'azione dell'ozono. L'ozono ha inoltre un forte potere ossidante ed una elevata capacità virulicida, garantendo una minore formazione di composti secondari di reazione con sostanze organiche residue nei liquami.

Inoltre, ciascuna vasca 2 è dotata di un emettitore di campi magnetici 13, disposto in corrispondenza di ciascuna vasca 2 per distribuire un campo magnetico nell'acqua da depurare.

Tale emettitore 13 è preferibilmente alloggiato in corrispondenza di un condotto di ricircolo 14, anch'esso provvisto per ciascuna vasca 2.

II condotto di ricircolo 14 ha la funzione di aumentare la velocità dell'acqua al fine di ridurre i tempi di contatto con l'ozono e di diminuire i volumi in gioco dell'impianto.

Inoltre, l'applicazione dei campi magnetici generati dagli emettitori 13 ha lo scopo di preparare i sali contenuti nell'acqua e la stessa molecola d'acqua al trattamento di depurazione. Infatti, i campi magnetici cambiano la struttura molecolare delle sostanze rendendole più reattive alla depurazione.

Si noti inoltre che l'emettitore di campi magnetici 13 può essere previsto anche nel condotto 3 di ingresso alla prima vasca di ossidazione 5a, e nel condotto 3 di ingresso alla vasca di disinfezione.

Di conseguenza, l'acqua viene, per ogni vasca trattata mediante i citati campi magnetici, e preparata per ottimizzare l'azione dell'ozono.

L'impianto 1 è inoltre provvisto di un software di gestione (non illustrato e descritto nel dettaglio)che permette di controllare il funzionamento del sistema da remoto e consente di gestire al meglio i tempi di intervento per le manutenzioni.

L'impianto 1 sopra descritto permette pertanto di depurare in maniera efficiente l'acqua, mediante un consumo molto basso di energia, garantendo un miglior risultato ed una riduzione dei volumi di trattamento. Si noti in particolare che non vengono utilizzati prodotti chimici che devono essere gestiti e successivamente smaltiti. Inoltre, l'uso dell'ozono non produce fanghi o concentrati, con i conseguenti vantaggi in termini di costi di gestione dell'impianto.

In altre parole, l'impianto 1 non causa inquinamento secondario in quanto l'ozono, a reazione avvenuta, si degrada ad ossigeno molecolare e non lascia residui nocivi .

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per la depurazione delle acque, comprendente; almeno un organo di filtrazione di una predefinita quantità di acqua da depurare, per rimuovere particelle solide dall'acqua da depurare; almeno una vasca di raccolta (2) di detta acqua da depurare; ed almeno un dispositivo di ossidazione disposto in corrispondenza di detta vasca (2), per ossidare l'acqua contenuta nella vasca stessa; caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di ossidazione comprende almeno un generatore di ozono (11) per erogare ozono allo stato nascente all'interno della vasca (2).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto generatore di ozono (11) è alloggiato in prossimità di un bordo di detta vasca (2) e comprende un elemento di insufflazione (12) dell'ozono estendentesi all'interno di detta vasca (2).
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto generatore di ozono (11) è un generatore ad effetto corona.
4. 4. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di vasche (2), disposte in successione ed in comunicazione di fluido tra loro; ciascuna vasca (2) presentando un rispettivo generatore di ozono (11).
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un emettitore di campi magnetici (13), disposto in corrispondenza di ciascuna vasca (2) per distribuire un campo magnetico nell<1,>acqua da depurare.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che ciascuna vasca comprende inoltre un condotto di ricircolo (14) dell'acqua contenuta nella vasca (2) stessa; detto emettitore di campi magnetici (13) essendo disposto in corrispondenza del condotto di ricircolo (14) della rispettiva vasca (2).
7. 7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che comprende tre vasche di ossidazione (5a, 5b, 5c), per realizzare tre fasi sequenziali di ossidazione dell'acqua da depurare.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre una vasca di accumulo (4), disposta a monte delle vasche di ossidazione (5a, 5b, 5c), per la disgregazione di oli, grassi, ed idrocarburi presenti nell'acqua da depurare.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre una vasca di sedimentazione (6) disposta a valle delle vasche di ossidazione (5a, 5b, 5c).
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre una vasca di disinfezione (7), disposta a valle della vasca di sedimentazione (6), per l'abbattimento di virus e batteri presenti nell'acqua da depurare.
11. 11. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, caratterizzato dal fatto che detto organo di filtrazione comprende una coppia di elementi filtranti (9), rispettivamente disposti a monte ed a valle di dette vasche (2).
12. 12. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un condotto di ricircolo 10a estendentesi dalla vasca di sedimentazione (6) ad una prima vasca dì ossidazione (5a); detto condotto di ricircolo definendo un collegamento a circuito chiuso per riportare a monte delle vasche di ossidazione {5a, 5b, 5c) una quantità predefinita di acqua in uscita dalla vasca di sedimentazione (6}.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un doppio sistema di filtro tangenziale (9, 9a) disposto a valle delle vasche (2) e dotato di un condotto (10) di ricircolo per riportare l'acqua in testa all'impianto (1) per la depurazione.