ITVI990032A1 - Impianto per il trattamento di reflui. - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo-.ΊΜΡΙΑΝΤΟ PER IL TRATTAMENTO DI REFLUI".

DESCRIZIONE

L’invenzione concerne un impianto per il trattamento di reflui, particolarmente adatto ad essere utilizzato nei processi di ossigenazione delle acque sottoposte a depurazione.

Come è noto le acque reflue provenienti da processi industriali o più semplicemente dagli scarichi di abitazioni civili vengono sottoposte a depurazione prima di essere immesse nei corsi d’acqua.

Il processo di depurazione prevede che l'acqua venga sottoposta ad una molteplicità di trattamenti sia meccanici che chimici che si sviluppano secondo cinque fasi principali. In primo luogo l’acqua viene prima fatta passare attraverso una griglia che trattiene i componenti solidi di maggiori dimensioni e poi viene fatta affluire in vasche dove le particelle solide più piccole sedimentano e si raccolgono nel fondo dove, grazie ad una pala meccanica girevole disposta sul fondo, vengono raccolte.

Successivamente l’acqua viene sottoposta a trattamenti chimici che portano alla precipitazione di metalli ad azione tossica quali il cromo, il piombo, il mercurio ed altri per essere poi convogliata su vasche all’interno delle quali ha luogo la trasformazione dei componenti organici in metano, anidride carbonica, ecc. ad opera di batteri.

Infine l’acqua viene filtrata e saturata d’aria in modo da poter essere immessa senza pericolo nel mare o in corsi d’acqua dove sono presenti organismi viventi.

I dispositivi di ossigenazione noti prevedono che nell’acqua, raccolta in una vasca di trattamento, venga fatta gorgogliare dell’aria proveniente generalmente dall'ambiente esterno. In particolare l’aria, viene convogliata attraverso dei soffianti, verso dei gorgogliatori disposti sul fondo della vasca, costituiti sostanzialmente da sacche presentanti una pluralità di fori che rilasciano gradualmente l’aria sotto forma di bollicine.

Le bollicine d'aria liberate nel liquido percorrendo il tragitto dal fondo alla superficie, consentono all'ossigeno presente, di ricombinarsi con le particelle del liquido, ossigenandolo. Il processo di ricombinazione dell'ossigeno con il liquido dipende principalmente del tempo di permanenza del l’aria all’interno del liquido: maggiore è il tempo di permanenza, maggiore sono le ricombinazioni che si realizzano e quindi superiore è il rendimento dell'intero processo.

Il principale inconveniente presentato dagli impianti per l’ossigenazione del tipo descritto è il rendimento, inteso come quantitativo di ossigeno insufflato e quantitativo di ossigeno assorbito, che è assai contenuto e si quantifica nell’ordine del 13%.

Un ulteriore inconveniente è dovuto al deposito di particelle solide presenti all'interno del liquido le quali muovendosi per gravità verso il fondo della vasca, tendono ad ostruire i fori del gorgogliatore, limitando il rilascio dell'aria nel liquido e quindi il rendimento dell'intero processo.

Un ulteriore inconveniente presentato dall'impianto per l’ossigenazione descritto, è la rumorosità dovuta sostanzialmente al gorgogliare dell'aria liberata sul fondo della vasca ed alla presenza della soffiante.

Un altro inconveniente è dovuto alla difficoltà di manutenzione dell’intero impianto che prevede un controllo periodico della sacca che, come precedentemente descritto, è posta sul fondo della vasca, ed è quindi di difficile raggiungimento.

Dal brevetto tedesco a nome

è noto un dispositivo di ossigenazione che supera sostanzialmente gli inconvenienti sopra detti.

In particolare, l'impianto di ossigenazione prevede che l’aria venga convogliata e rilasciata gradualmente sotto forma di bollicine tramite una pluralità di camere a tazza presentanti opportune aperture ed applicate ad una coppia di catene chiuse racchiudenti tre tamburi aventi l'asse di rotazione solidale alla vasca, distanziati e sovrapposti tra loro.

In particolare il tamburo inferiore e il tamburo intermedio presentano il medesimo diametro e sono rispettivamente uno completamente immerso nel liquido e l’altro parzialmente immerso.

il tamburo superiore presenta un diametro inferiore rispetto agli altri due, è posto completamente al di sopra del liquido, ed è associato, tramite opportuni cinematismi, un motore atto a porlo in rotazione. Esso e le catene disposte sulla periferia di entrambi li pongono in rotazione all'interno della vasca trascinandoli per attrito.

La circolazione delle camere a tazza aventi sezione trasversale con l'apertura rivolta nel senso di movimento delle camere consente a queste ultime di immagazzinare l'aria quando si trovano al di sopra de! fluido e di rilasciarla nella fase di immersione sotto forma di bolle che risalendo verso la superficie e penetrando all'interno di ciascun tamburo, consentono all’ossigeno di ricombinarsi con il liquido.

Il principale inconveniente che l'impianto descritto nel sopra citato brevetto presenta, è costituito dalla poca affidabilità dovuta alla notevole complessità dei cinematismi necessari al buon funzionamento dell’intero impianto. In particolare si è riscontrato che con l’andar del tempo le catene supportanti le tazze, rilassandosi, introducono laschi nel sistema di trasmissione tali da compromettere il buon funzionamento dell'intero impianto.

Lo scopo della presente invenzione è di superare gli inconvenienti che la tecnica nota descritta presenta.

Più precisamente, è scopo principale della presente invenzione realizzare un impianto per il trattamento di reflui più affidabile rispetto ad impianti noti.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di realizzare un impianto per il trattamento di reflui che consenta un’agevole manutenzione riducendo la frequenza di intervento ed i costi.

E’ non ultimo scopo dell’invenzione realizzare un impianto per il trattamento di reflui che consenta di ottenere una maggiore rendimento in termini di aria insufflata all'interno del liquido ed aria assorbita dal liquido stesso.

Gli scopi detti sono raggiunti da un impianto per il trattamento di reflui che in accordo con la rivendicazione principale comprende:

almeno una vasca di raccolta avente, almeno un condotto di adduzione del liquido da ossigenare, ed almeno un condotto di uscita del liquido ossigenato;

almeno una coppia di tamburi sovrapposti uno all’altro così da individuare almeno un tamburo inferiore immerso in detto liquido ed almeno uno superiore parzialmente immerso nei liquido presente in detta vasca di raccolta; - almeno un organo flessibile avvolto ad anello chiuso attorno a detti tamburi il quale viene posto in movim dalla rotazione di almeno uno di detti tamburi;

una pluralità di recipienti collegati a detto organo flessibile aventi almeno un’apertura rivolta secondo il verso di avanzamento di detto almeno un organo flessibile, atti a trascinare nel liquido da ossigenare l’aria raccolta dall’ambiente esterno ed a rilasciarla gradualmente durante la fase di immersione;

che si caratterizza per il fatto che detto tamburo inferiore è sospeso nel liquido da ossigenare essendo appeso a detto tamburo superiore tramite detto organo flessibile, quest’ultimo essendo atto a porlo in rotazione per attrito. Vantaggiosamente l'impianto di trattamento di reflui oggetto dell'invenzione consente di aumentare notevolmente il rendimento dell’intero processo di ossigenazione, applicando soluzioni particolarmente semplici e robuste.

Ancora vantaggiosamente l'impianto per il trattamento di reflui oggetto dell’invenzione consente l’utilizzo di vasche di trattamento di dimensioni inferiori se confrontate alle dimensioni degli impianti noti descritti.

Ancora vantaggiosamente l'impianto per il trattamento di reflui oggetto dell’invenzione consente di ridurre i consumi energetici a parità di liquido da trattare se confrontato con impianti di tipo noto.

Ancora vantaggiosamente l’impianto di trattamento di reflui oggetto dell’invenzione consente di realizzare vasche non interrate realizzate in lamiera metallica di forma preferibilmente cilindrica le quali consentono di ridurre i problemi strutturali di tenuta statica.

Ancora vantaggiosamente l'impianto per il trattamento di reflui oggetto dell'invenzione presenta rumorosità assai inferiori, se confrontate con gli impianti di tipo noto.

Ancora vantaggiosamente l'impianto per il trattamento di reflui oggetto dell'invenzione consente di sottoporre i reflui trattati oltre che al trattamento di ossigenazione descritto anche al trattamento di denitrificazione.

Gli scopi ed i vantaggi detti verranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma di esecuzione dell’invenzione data a titolo indicativo ma non limitativo e rappresentata nelle allegate tavole di disegno ove:

la fig. 1 rappresenta una vista in assonometria dell’impianto per il trattamento di reflui oggetto dell’invenzione:

la fig. 2 rappresenta una sezione parziale di una vista laterale dell’impianto per il trattamento di reflui di fig. 1 ; la fig. 3 rappresenta una vista assonometrica parziale di un elemento dell’impianto rappresentato in fig. 1 ;

la fig. 4 rappresenta una vista in pianta dell'impianto per il trattamento di reflui rappresentato in fig. 1 ;

- la fig. 5 rappresenta la vista frontale parzialmente sezionata di una parte dell'impianto di fig. 1. L'impianto per il trattamento di reflui, oggetto dell'invenzione, è rappresentato in fig. 1 ove è indicato nel suo complesso con 1 e comprende una vasca di raccolta 2 avente un condotto di adduzione 3 del liquido da ossigenare L ed un condotto di uscita 4 del liquido ossigenato O.

All'interno della vasca di raccolta 2 sono presenti una coppia di tamburi sovrapposti uno sull’altro così da individuare un tamburo inferiore 6 totalmente immerso nel liquido L ed un tamburo superiore 5 parzialmente immerso nel liquido L, aventi gli assi di rotazione, indicati rispettivamente con 51 e 61 disposti, orizzontalmente.

Un organo flessibile 7 avvolto ad anello chiuso attorno ai tamburi 5, 6, viene posto in movimento delia rotazione del tamburo superiore 5. All’organo flessibile 7 sono applicati una pluralità di recipienti 8 aventi almeno un’apertura 9, visibile in dettaglio in fig. 3, rivolta secondo il verso di avanzamento 70 dell'organo flessibile 7 stesso, ciascuno dei quali atto a trascinare nel liquido da ossigenare L l’aria raccolta dall'ambiente.

L’invenzione prevede che il tamburo inferiore 6 sia sospeso nel liquido da ossigenare L essendo appeso al tamburo superiore 5 tramite l’organo flessibile 7 atto a porlo in rotazione per attrito.

Il tamburo inferiore 6 è quindi libero di fluttuare nel liquido da ossigenare L e l’organo flessibile 7 è tenuto teso tra i due tamburi 5 e 6 grazie al peso del tamburo inferiore 6. Per quanto riguarda i tamburi 5 e 6 essi presentano sulla superficie esterna 52 e 62 fori passanti 53 e 63 ed internamente, come rappresentato in dettaglio in fig. 5, una pluralità di percorsi tortuosi tra loro comunicanti. Tali percorsi tortuosi sono atti ad aumentare il tempo di contatto dell’aria rilasciata dai recipienti 8 con il liquido da ossigenare L e sono definiti da corpi di riempimento 54 provvisti di superfici intersecantesi in modo casuale e caotico.

Preferibilmente tali corpi di riempimento 54 sono costituiti da cilindri cavi 18 di piccole dimensioni aventi le superfici forate ed irregolari.

Per quanto concerne l’organo flessibile 7 esso è costituito, nella preferita forma dì esecuzione descritta, da una coppia di catene ad anelli 71 , di cui una è visibile in dettaglio in fig.

3, sulle quali sono applicati dei supporti 13 a forma di L, supportanti i recipienti 8.

Le catene 7 vengono poste in movimento dal primo tamburo 5 il quale è parzialmente immerso nel liquido da ossigenare L e viene posto in rotazione dai mezzi di motorizzazione, indicati complessivamente con 10, calettati al suo asse 51 , i quali comprendono un motore elettrico 11 e cinematismi 12 cooperanti con l’asse di rotazione.

Le catene 71 vengono accolte ciascuna in rispettive sedi anulari 14 presenti alle estremità di ciascun tamburo 5 e 6 visibili in fig. 5, e trasmettono il moto al tamburo inferiore 6. Per quanto concerne i recipienti 8, rappresentati in dettaglio in fig. 3, essi sono di forma sostanzialmente prismatica e presentano sulle superfici laterali 82 una pluralità di fori passanti 83 atti a rilasciare gradualmente l'aria raccolta quando essi si trovano sopra il pelo libero.

In una variante dell’invenzione i tamburi 5 e 6 potranno presentare forma qualsivoglia ed avere sia la superficie laterale che le basi forate.

Va inoltre notato che sul fondo della vasca 2, come mostrato nella vista in pianta di fig. 4, sono presenti mezzi di agitazione del liquido L da ossigenare, costituiti preferibilmente da un’elica 15 posta in rotazione da un motore elettrico 16 ad essa calettato.

Il tamburo 5, ruotando, trascina in rotazione i recipienti 8 i quali raccolgono l'aria dell'ambiente esterno presente sopra il pelo libero, imprigionandola per rilasciarla gradualmente quando si trovano nella fase di immersione nel liquido da ossigenare L.

L’aria fuoriuscendo dai fori 83 presenti sui recipienti 8, genera delle bollicine 17 le quali tendono naturalmente ad andare in superficie, combinandosi con il liquido L, ossigenandolo.

Le bollicine d'aria 17 visibili in dettaglio in fig.2, grazie ai fori passanti 53 e 63, entrano all’interno di ciascun tamburo 5 e 6 ove sono così costrette, seguendo i percorsi tortuosi definiti dai cilindri 18 posti all'interno di ciascun tamburo 5 e 6, ad aumentare il tempo di permanenza di ogni singola bollicina d’aria 17 all'interno del liquido L. In tal modo si aumenta il rendimento dell'intero processo di ossigenazione che, in taluni casi, arriva a valori dell'ordine del 25%.

Contemporaneamente l’elica 15 posta in rotazione dal motore 16 ad essa associato, crea una corrente all’interno della vasca 2 che favorisce la ricombinazione delle particelle solide nel liquido L, il quale fuoriuscendo dalla vasca di raccolta 2 attraverso la condotta di uscita 4 del liquido ossigenato 0, elimina indesiderati depositi sul fondo della vasca 2 stessa. In questo modo si riduce considerevolmente la frequenza degli interventi periodici di manutenzione e si favorisce ulteriormente il processo di ossigenazione.

Vantaggiosamente l’impianto per il trattamento di reflui oggetto dell'invenzione consente di sottoporre il refluo anche ad un trattamento di denitrificazione.

Come è noto la denitrificazione ad opera di batteri consiste nell’asportare dal refluo l’azoto presente sotto forma di nitrati che si formano durante il processo di ossigenazione quando, la presenza di ammoniaca all’interno dei fanghi contenuti nel refluo, è maggiore delle quantità normalmente amovibile per sintesi cellulare.

In questo caso l'impianto viene utilizzato invertendo il verso di rotazione del tamburo 5, in modo che durante la rotazione del tamburo 5 le superfici esterne dei recipienti 8 all’interno dei liquido L fungano da semplici agitatori. In tal modo si favorisce l'opera dei batteri i quali, inglobano ossigeno proveniente dai nitrati e non più fornito dall'impianto, liberando così l'azoto sotto forma gassosa.

Per quanto detto l’invenzione raggiunge tutti gli scopi ed i vantaggi detti.

In particolare prove di laboratorio hanno dimostrato che la riduzione delle dimensioni delle vasca di trattamento può raggiungere anche il 70% rispetto ad impianti noti di tipo noto. Inoltre il risparmio energetico, in termini di Kw/h necessari per il funzionamento a regime, è di circa 2/3 rispetto agli impianti noti e la rumorosità misurata in ambiente chiuso è dell’ordine dei 68 db.

Ancora vantaggiosamente l'impianto dell’invenzione può essere installato in superficie riducendo così i tempi ed i costi dell'installazione. Ciò consente inoltre di realizzare strutture con caratteristiche antisismiche, visto che si trovano al di sopra della superficie terrestre. In aggiunta tali strutture sono facilmente controllabili a vista e rendono assai più semplice l'individuazione di eventuali infiltrazioni e perdite di reflui dovute a crepe strutturali presenti nella vasca di trattamento.

In fase esecutiva all'impianto dell'invenzione descritto potranno essere apportate varianti e modifiche comunque rientranti nell'idea inventiva descritta e quindi protette dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Impianto per il trattamento di reflui (1 ) comprendente: almeno una vasca di raccolta (2) avente, almeno un condotto di adduzione (3) del liquido da ossigenare (L), ed almeno un condotto di uscita del liquido ossigenato (O): almeno una coppia di tamburi (5,6) sovrapposti uno all’altro cosi da individuare almeno un tamburo inferiore (6) immerso in detto liquido (L) ed uno superiore (5) parzialmente immerso nel liquido (L) presente in detta vasca di raccolta (2); almeno un organo flessibile (7) avvolto ad anello chiuso attorno a detti tamburi (5,6) il quale viene posto in movimento dalla rotazione di almeno uno di detti tamburi (5. 6); - una pluralità di recipienti (8) collegati a detto organo flessibile (7) aventi almeno un’apertura (9) rivolta secondo il verso di avanzamento (10) di detto almeno un organo flessibile (7), atti a trascinare nel liquido da ossigenare (L) l'aria raccolta dall'ambiente esterno (A) ed a rilasciarla gradualmente durante la fase di immersione (I); caratterizzato dal fatto che detto tamburo inferiore (6) è sospeso nel liquido da ossigenare (L) essendo appeso a detto tamburo superiore (5) tramite detto organo flessibile (7), quest’ultimo essendo atto a porlo in rotazione per attrito.
2. 2) Impianto (1 ) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto tamburo superiore (5) è posto in rotazione da mezzi di motorizzazione (10) calettati all'asse (51 ) dei tamburo stesso comprendenti almeno un motore elettrico (11 ) e cinematismi (12) di trasmissione della rotazione.
3. 3) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detti tamburi (5, 6) presentano la superficie esterna (52, 62) forata.
4. 4) Impianto secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che detti tamburi (5, 6) presentano internamente una pluralità di percorsi tortuosi tra loro comunicanti definiti da corpi di riempimento (54) provvisti di superfici intersecantesi in modo casuale.
5. 5) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto elemento flessibile (7) è costituito da una catena ad anelli (71 ).
6. 6) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che in detta vasca sono presenti mezzi di agitazione del liquido da ossigenare (L) disposti in prossimità del fondo.
7. 7) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 6) caratterizzato dal fatto che detti mezzi di agitazione sono costituiti da un'elica (15) posta in rotazione da un motore elettrico (16).
8. 8) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detti recipienti (8) sono di forma prismatica.
9. 9) Impianto (1 ) secondo la rivendicazione 1 ) o 8) caratterizzato dal fatto che detti recipienti (8) presentano una pluralità di fori passanti (83) distribuiti su di almeno una delle superfici (82) definenti detto prisma.