ITMI981801A1 - Processo di smaltimento di inquinanti di reflui gassosi - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"PROCESSO DI SMALTIMENTO DI INQUINANTI DI REFLUI GASSOSI"

La presente invenzione si riferisce ad un processo di smaltimento di inquinanti di reflui gassosi, particolarmente adatto a depurare l’aria inquinata da vapori di solventi, e ad un impianto per la sua esecuzione.

L'inquinamento da vapori di solventi organici è tipico, ad esempio, dell'aria che circola negli ambienti delle industrie chimiche e degli impianti di verniciatura. La legislazione, sia italiana che della maggior parte degli altri Paesi, fissa dei limiti massimi di concentrazione per gli inquinanti presenti nelle arie industriali.

La tecnica più diffusa per eliminare dall'aria i vapori di solvente consiste nell'uso di filtri a carboni attivi, attraverso cui detta aria viene fatta passare prima della sua immissione nell'atmosfera. Questi filtri sono dei letti di carboni attivi che, grazie all'area superficiale intrinsecamente elevata di queste sostanze, adsorbono gli inquinanti, fino alla saturazione dei propri siti attivi. Tali filtri, pur molto attivi nella rimozione degli inquinanti dal flusso gassoso, presentano tuttavia, dopo la loro saturazione, costi di smaltimento estremamente elevati, sia che vengano rigenerati, sia che vengano distrutti, per esempio per combustione catalitica. Inoltre, tenuto conto che, nella migliore delle ipotesi, il carbone attivo è in grado di adsorbire il 20% del proprio peso in inquinanti, per depurare un'aria contenente g 0,8 di inquinanti per m3, con una portata dell'aria di 10.000 m /ora sono necessari circa 40 kg/ora di carbone attivo, con costi di esercizio evidentemente enormi.

Un altro sistema noto, prevede l'impiego di bruciatori per effettuare la combustione del solvente contenuto nell'aria. Le concentrazioni relativamente basse dei solventi nelle arie reflue impediscono tuttavia l'autosostentamento della combustione, rendendo tale procedimento economicamente proibitivo.

Questi ed altri inconvenienti vengono brillantemente risolti dalla presente invenzione, che riguarda un processo di smaltimento di reflui gassosi, caratterizzato da ciò che comprende una fase di assorbimento con acqua degli inquinanti in una torre di assorbimento a riempimento e una fase di depurazione dell'acqua di assorbimento in una vasca aerobica a biodischi. In una forma di realizzazione preferita, a detta acqua di assorbimento viene aggiunta una quantità moderata di un solido ad alta area superficiale in polvere .

Preferibilmente, il rapporto dell'aggiunta di polvere di solido ad alta area superficiale rispetto alla portata dell'aria da trattare e di kg 0,500 per ogni 1.000 m /ora di aria.

Una realizzazione particolarmente vantaggiosa del processo secondo la presente invenzione prevede di associare alla vasca di depurazione aerobica con biodischi una vasca di depurazione anaerobica, prima di riciclare l'acqua alla torre di assorbimento.

La presente invenzione riguarda, infine, anche un impianto per realizzare il processo di smaltimento appena descritto.

La presente invenzione viene ora descritta in maggiore dettaglio, facendo riferimento all'unica figura del disegno, che è una rappresentazione schematica dell'impianto che realizza il processo, secondo una forma d'esecuzione preferita della presente invenzione.

L'impianto secondo la presente invenzione prevede una torre di assorbimento 1, una vasca a biodischi 2 per la depurazione aerobica dell'acqua, una conduttura 3 di alimentazione dell'acqua per 1'assorbimento alla torre 1 e una conduttura 4 per portare l'acqua in uscita dalla torre 1 alla depurazione. Secondo la forma d'esecuzione illustrata nella figura, a valle della vasca a biodischi 2, è prevista una vasca di decantazione 5, per la depurazione anaerobica dell'acqua in uscita dalla torre 1. La torre di assorbimento 1 è una torre a riempimento, contenente due letti 6A, 6B di anelli, per esempio anelli Raschig o anelli PAL. La torre 1 comprende anche un ingresso 7 per l'aria da depurare, due spruzzatori 8A, 8B per l'acqua di assorbimento e un'uscita 9 per l'acqua da far ricircolare. Alla conduttura 3 è associata una pompa 10 per ottenere il ricircolo della stessa acqua. In generale, si prevede anche una conduttura 11 di alimentazione dell'acqua di rabbocco, qui rappresentata in corrispondenza della vasca di decantazione 5, ma che può essere disposta in qualsiasi punto del ciclo dell'acqua.

Quando si voglia realizzare il processo secondo la presente invenzione, si procede a riempire con acqua la vasca a biodischi 2 e a coltivare nella vasca 2 e nei letti 6A, 6B i microorganismi necessari alla depurazione dell'acqua. Solitamente, si impiegano microorganismi di origine petrolifera. Perché il processo possa essere avviato, la coltivazione deve essere protratta a impianto fermo per circa un mese. Il massimo del rendimento, tuttavia, si ottiene solo dopo circa quattro mesi dall'inizio della coltivazione. Vantaggiosamente, detti microorganismi possono essere coltivati anche nella vasca di sedimentazione 5.

Al momento dell'avviamento del processo, secondo la presente invenzione, si aggiunge nella vasca a biodischi 2 una polvere di un solido ad alta area superficiale (generalmente superiore a 100 m /g). Come solidi si possono impiegare zeoliti o carboni attivi. L'elevata area superficiale (anche più di 1.000 m /g) rende particolarmente preferibile il carbone attivo. La polvere viene aggiunta in sospensione (la granulometria deve essere sufficientemente fine a che il solido non affondi nell'acqua) nella vasca 2. La quantità di polvere aggiunta è estremamente modesta: per un impianto installato per depurare aria ad una portata di 1.000 m /ora si aggiungono generalmente kg 0,500 di polvere. Si avvia la pompa 10 che fa prima riempire la vasca di sedimentazione 5 - grazie anche all'acqua rabboccata dalla conduttura 11 - poi fa avanzare l'acqua, contenente anche i microorganismi e la polvere del solido ad alta area superficiale, nella tubatura 3. Da qui, la sospensione viene alimentata agli spruzzatori 8A, 8B, costituiti da una pluralità di ugelli. Gli ugelli provvedono a spruzzarla sugli anelli dei riempimenti 6A, 6B. I microorganismi coltivati nei letti 6A, 6B formano una pellicola appiccicosa - detta in gergo film adeso - che, venendo adsorbita dalla polvere del solido ad alta area superficiale, trattiene quest'ultima sulla superficie degli anelli. A sua volta, la superficie del solido adsorbe ancora, grazie alla sua alta area superficiale, una buona quantità di microorganismi, e ricopre completamente la superficie degli anelli dei riempimenti. Si ha, in questo modo un netto aumento della superficie di contatto fra l'acqua di depurazione e l'aria da depurare.

A questo punto, si invia l'aria dall'ingresso 7, in controcorrente rispetto all'acqua. I vapori dei solventi contenuti nell'aria si comporteranno in maniera diversa, a seconda della loro solubilità in acqua. I solventi più solubili si scioglieranno immediatamente in acqua e verranno da essa trascinati verso le fasi successive. Per quanto riguarda gli altri, solo una piccola parte di essi viene immediatamente rimossa dall'acqua spruzzata. I microorganismi presenti sulla superficie della polvere del solido ad alta area superficiale che aderisce, a sua volta, agli anelli presentano il vantaggio di decomporre immediatamente a sostanze non dannose questi solventi insolubili già nella torre.

L'acqua stacca anche una parte dei microorganismi dalla superficie del solido, che però vengono reintegrati da quelli provenienti dalle vasche 2 e 5.

L'acqua proveniente dai riempimenti 6A, 6B esce dall’uscita 9 e, attraverso la conduttura 4, viene inviata alla vasca a biodischi 2, dove la maggioranza dei solventi contenuti in essa viene decomposta per azione aerobica dei microorganismi contenuti nei biodischi, depurando l'acqua in larghissima misura. La depurazione viene ulteriormente spinta inviando l'acqua in uscita dalla vasca a biodischi 2 alla vasca di sedimentazione 5, dove si ha il completamento della decomposizione per via anaerobica.

Nella figura, la vasca di sedimentazione 5 è stata rappresentata come una vasca separata. E' evidente che, laddove particolari esigenze lo richiedano, la vasca a biodischi 2 e la vasca di sedimentazione 5 possono essere costituite da un'unica vasca, nella quale siano presenti due aree separate in qualsiasi modo.

Dalla descrizione precedente, risulta evidente che il processo secondo la presente invenzione consente la depurazione del-1 'aria inquinata da vapori di solventi vari in maniera estremamente efficace. La continua depurazione dell'acqua impedisce che, dopo la sua saturazione, si verifichi un desorbimento degli inquinanti col conseguente arricchimento della concentrazione dei solventi nell'aria trattata.

L'aggiunta del carbone attivo, o di un altro solido ad alta area superficiale, aumenta di molto la presenza dei microorganismi nella zona degli anelli e l'area di contatto fra aria e acqua, così da aumentare notevolmente la capacita di assorbimento dell'acqua e da depurare 1'aria anche dagli inquinanti insolubili in acqua per contatto diretto. Le quantità di carbone attivo, o altro solido ad alta area superficiale, sono estremamente modeste e neppur lontanamente confrontabili con quelle necessarie per i filtri a carbone attivo della tecnica nota. Inoltre, queste quantità non richiedono di essere smaltite, essendo solamente necessaria una piccola aggiunta periodica - circa una volta all'anno -per reintegrare quella parte che fosse stata trascinata dall’acqua di assorbimento. I costi di impianto e di gestione del processo secondo la presente invenzione risultano perciò estremamente inferiori di quelli degli impianti a filtri o a bruciatori della tecnica nota.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Processo di smaltimento di inquinanti di reflui gassosi, caratterizzato da ciò che comprende una fase di assorbimento con acqua degli inquinanti in una torre di assorbimento (1) a riempimento (6A, 6B) e una fase di depurazione dell'acqua di assorbimento in una vasca aerobica a biodischi (2}.
2. 2) Processo come in 1), caratterizzato da ciò che a detta acqua di assorbimento viene aggiunta una quantità moderata di un solido ad alta area superficiale in polvere.
3. 3) Processo come in 1) o in 2), in cui detta fase di depurazione dell'acqua di assorbimento comprende inoltre una fase di sedimentazione (3) anaerobica, successiva a detta fase di depurazione nella vasca aerobica a biodischi (2).
4. 4) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da ciò che detto solido ad alta area superficiale ha un'area superficiale superiore a 100 m /g.
5. 5) Processo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto solido ad alta area superficiale viene scelto dal gruppo costituito dalle zeoliti e dai carboni attivi.
6. 6) Processo come in 5), in cui detto solido ad alta area superficiale è un carbone attivo.
7. 7) Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il rapporto dell'aggiunta di polvere di solido ad alta area superficiale rispetto alla portata dell'aria da trattare e di kg 0,500 per ogni 1.000 m /ora di aria.
8. 8) Processo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedènti, in cui detti biodischi contengono microorganismi di origine petrolifera.
9. 9) Impianto per eseguire il processo per lo smaltimento di reflui gassosi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1) a 8), caratterizzato da ciò che comprende una torre di assorbimento (1) a riempimento (6A, 6B), una vasca a biodischi (2) per raccogliere e depurare per via aerobica l'acqua in uscita dalla torre di assorbimento (1) e una pompa {10} per rinviare l'acqua in uscita dalla vasca (2) agli spruzzatori (8A, 8B) della torre (1). 10) impianto come in 9), caratterizzato da ciò che comprende inoltre una vasca di sedimentazione (5), a valle di detta vasca a biodischi (2) per l'ulteriore depurazione per via anaerobica dell'acqua in uscita da detta vasca (2). 11) Impianto come in 10), in cui detta vasca di sedimentazione (3) anaerobica è integrata con la vasca aerobica a biodischi (2), occupando aree separate della vasca comune. 12) Impianto come in 10), in cui detta vasca aerobica a biodischi (2) e detta vasca di sedimentazione (3) anaerobica sono separate e collegate da condutture.