ITVI20090003A1 - Metodo di depurazione delle acque reflue ed impianto atto a realizzare tale metodo - Google Patents

Description

METODO DI DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE ED IMPIANTO ATTO A REALIZZARE TALE METODO.

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un metodo di depurazione delle acque reflue contenenti residui sia organici sia inorganici, particolarmente ma non esclusivamente indicato per le acque reflue provenienti dagli impianti industriali.

La presente invenzione è relativa altresì ad un impianto di depurazione delle acque reflue atto a realizzare tale metodo.

È noto che le acque reflue provenienti dagli impianti industriali contengono una notevole quantità di sostanze inquinanti come coloranti, per quanto concerne le acque provenienti dalle industrie tessili, oppure solfati, cloruri, oli e grassi per quanto concerne le acque provenienti dall'industria zootecnica.

Tali acque devono essere depurate mediante impianti aventi caratteristiche specifiche, a seconda del tipo di inquinante che devono trattare.

Gli impianti di depurazione di tipo noto presentano però alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente è relativo aH’utilizzo di enzimi e batteri negli impianti di depurazione biologica che implica un preciso controllo della temperatura del processo di depurazione stesso. Tale controllo, che viene effettuato tramite termostati o altri sistemi, è spesso di difficile attuazione e comporta la difficoltà di mantenere costante la temperatura di esercizio.

Un ulteriore inconveniente degli impianti di depurazione di tipo noto è dovuta al loro rendimento non sempre ottimale, per cui le sostanze inquinanti rimangono spesso ancora presenti nelle acque, talvolta in quantità elevata anche dopo la depurazione.

Scopo della presente invenzione è superare i suddetti inconvenienti. In particolare, scopo principale della presente invenzione è realizzare un metodo per la depurazione delle acque reflue ed un impianto atto a realizzare tale metodo che eviti la necessità di controllare la temperatura durante il processo di depurazione delle acque stesse. Ulteriore scopo della presente invenzione è realizzare un metodo per la depurazione delle acque reflue che ottimizzi il rendimento dell’impianto che utilizza tale metodo,

I suddetti scopi sono raggiunti dalla presente invenzione relativa ad un metodo per la depurazione delle acque reflue le cui caratteristiche principali sono in accordo con gli insegnamenti della prima rivendicazione.

I suddetti scopi sono altresì raggiunti dalla presente invenzione relativa ad un impianto per la depurazione delle acque reflue atto a realizzare tale metodo, le cui caratteristiche principali sono in accordo con gli insegnamenti della ottava rivendicazione.

Vantaggiosamente il metodo di depurazione secondo la presente invenzione è più facile da gestire ed inoltre consente una migliore qualità della depurazione.

Ancora vantaggiosamente, in base a quanto verrà descritto più avanti, l’impianto di depurazione secondo la presente invenzione presenta caratteristiche tali da poter essere ridotto a dimensioni sufficientemente piccole da poter essere trasportabile.

Ancora vantaggiosamente l'impianto secondo la presente invenzione può essere dimensionato a seconda delle esigenze del cliente.

I suddetti scopi e vantaggi saranno meglio evidenziati durante la descrizione di una preferita forma esecutiva, che viene data a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate in cui:

- la fig. 1 mostra il diagramma a blocchi del metodo di depurazione secondo la presente invenzione;

- la fig. 2 mostra una vista d’insieme dell’impianto di depurazione secondo la presente invenzione;

- la fig. 3 mostra una vista schematica che illustra un particolare dell’impianto di fig. 2;

- la fig. 4 mostra una vista schematica che illustra un ulteriore particolare dell’impianto di fig. 2;

- la fig. 5 mostra una vista schematica che illustra un ulteriore particolare dell’impianto di fig. 2;

- la fig. 6 mostra una vista in pianta del particolare di fig. 5;

- la fig. 7 mostra un vista schematica che illustra un ulteriore particolare dell’impianto di fig. 2.

Il metodo di depurazione secondo la presente invenzione viene qui descritto facendo riferimento alla fig. 1 che ne rappresenta un diagramma a blocchi della sequenza delle fasi.

Schematicamente le operazioni del metodo illustrato in fig. 1 sono le seguenti:

- raccogliere le acque reflue in un corpo collettore;

- effettuare una prima separazione delle parti solide presenti nelle acque reflue;

- effettuare una seconda separazione mediante flocculazione delle parti solide residuali presenti nelle acque reflue dopo la prima separazione;

- effettuare una terza separazione mediante trattamento elettromagnetochimico delle parti solide residuali presenti nelle acque reflue dopo la seconda separazione;

- effettuare una quarta separazione mediante filtropressatura meccanica delle parti solide residuali presenti nelle acque reflue dopo la terza separazione;

raccogliere le parti provenienti dalle separazioni precedenti;

- inertizzare le parti solide raccolte.

Il metodo suddetto viene realizzato tramite l'impianto rappresentato in fig. 2 e nei particolari delle figg. da 3 a 7.

Come si osserva nella vista d’insieme di fig. 2, l'impianto di depurazione secondo l’invenzione, indicato complessivamente con I, comprende:

una vasca 1 di raccolta delle acque reflue;

- un filtro centrifugo 2;

- un depuratore 3;

- un coagulatore 4;

- una pluralità di filtropresse 5;

- una centrifuga 6.

In particolare, la vasca 1 di raccolta è provvista di un miscelatore 1a immerso nelle acque reflue in essa raccolte. Esso provvede a miscelare tali acque e, tramite un sistema di pompaggio, a convogliarle al filtro centrifugo 2, schematizzato in fig. 3.

Come si vede dalla fig. 3, il filtro centrifugo 2 comprende una condotta 2a di adduzione delle acque reflue provenienti dalla vasca 1 ed effettua una prima separazione meccanica delle parti solide delle acque reflue ricevute.

Il filtro centrifugo 2 è a disco orizzontale e ruota su un asse verticale fino a raggiungere una velocità preferenziale di 6.000 giri/min e, tramite una pluralità di membrane 7 di tipo coniforme e a grandezza variabile, provvede a filtrare le parti solide presenti nelle acque.

Il filtro centrifugo 2, essendo a disco orizzontale, presenta il vantaggio di rimanere sempre in asse durante il funzionamento e di non necessitare di interruzioni periodiche di servizio, a differenza dei filtri centrifughi di tipo noto.

Le membrane a grandezza variabile consentono vantaggiosamente il trattenimento di parti solide di dimensioni diverse tra di loro.

Le parti solide ottenute con tale prima separazione meccanica vengono scaricate lungo le direzioni indicate con X e convogliate verso il depuratore 3; le parti solide invece vengono fatte fuoriuscire lungo le direzioni Y per essere convogliate direttamente verso la centrifuga 6 per l’inertizzazione.

Il depuratore 3, visibile schematicamente in fig. 4, è costituito da un recipiente 8 centrale e da due sostegni 9 laterali.

Le acque reflue provenienti dal filtro centrifugo 2 vengono convogliate tramite mezzi di pompaggio 10 e lungo una linea di carico 11 verso il depuratore 3.

Nel depuratore 3 avviene una seconda separazione meccanica delle parti solide provenienti dal filtro centrifugo 2, le quali vengono poi scaricate in un serbatoio 12 esterno al depuratore 3.

Le acque reflue residuali da tale seconda separazione meccanica vengono invece scaricate in un serbatoio 13 anch’esso esterno al depuratore 3.

Osservando il particolare di fig. 5, notiamo che il depuratore 3 è provvisto di una tubazione 14 di adduzione delle acque, le quali vengono convogliate all’interno di canali 15 tramite ugelli 16.

Successivamente a tale seconda separazione meccanica, le parti solide raccolte vengono scaricate tramite le condotte 21 verso la centrifuga 6 per l’inertizzazione. Le acque residuali vengono invece scaricate tramite le tubazioni 22 per essere convogliate verso un coagulatore 4.

Notiamo sempre in fig. 5 che all’interno del recipiente 8 è presente anche un sistema di ricircolo delle acque, indicato con 23, e che il recipiente 8 presenta un fondo tronco-conico 24.

Come accennato in precedenza, le acque reflue residuali da tale seconda separazione meccanica vengono convogliate verso un coagulatone 4, che effettua una terza separazione delle parti solide delle acque reflue provenienti dal depuratore 3.

Tale terza separazione viene effettuata mediante un trattamento elettromagnetochimico secondo la tecnica nota, il quale consiste nella creazione di un nuovo campo elettrico tale da aggregare gli ioni delle parti solide inquinanti ancora presenti in soluzione e residuali dalla seconda separazione.

A tale proposito, è da sottolineare che il trattamento elettromagnetochimico sopra citato si rivela necessario particolarmente nel caso dei reflui provenienti dall'industria galvanica. Le parti solide vengono poi espulse tramite il canale 28 e convogliate verso la centrifuga 6, mentre le acque depurate vengono convogliate tramite il canale 29 verso una pluralità di filtropresse 5, che realizzano una quarta separazione di tipo meccanico.

Le filtropresse 5 sono costituite da filtri di tipo noto presentanti setti in quarzite e carbone attivo, le quali trattengono le poche parti solide ormai rimaste presenti nelle acque depurate provenienti dal coagulatore 4. In particolare, i carboni attivi presenti nei suddetti setti hanno la funzione di adsorbire i tensioattivi.

Infine, una centrifuga 6 automatica a ciclo continuo raccoglie le parti solide provenienti dalle separazioni precedenti vengono rese inerti utilizzando prodotti chimici inertizzanti di tipo noto.

Con riferimento alla fig. 5 e in accordo con la presente invenzione, all’interno del depuratore 3 viene generato un campo elettrico tramite una coppia di elettrodi 17 in posizione ravvicinata tra di loro, dove la base 18 del corpo centrale 8 del depuratore 3 è collegata al polo negativo.

Questa seconda separazione meccanica avviene solamente tramite l’azione di un campo elettrico a corrente continua, generato mettendo catodo ed anodo in posizione ravvicinata al fine di risparmiare energia (mediamente si ipotizza un consumo di 350 W/m<3>).

Il campo elettrico generato per produrre idrogeno molecolare deve essere di intensità tale da annullare le forze di Van der Vaals, che tenderebbero a respingere le parti solide delle acque reflue e a mantenerle distanti tra di loro, per poter aggregare le parti solide. Dopo una prima fase di flocculazione, in cui le parti solide si aggregano in fiocchi, avviene una seconda fase di flottazione secondo la quale le parti solide aggregate in fiocchi risalgono verso la superficie lungo i canali 19 finché esse vengono raccolte in una camera di tracimazione 20 contigua al recipiente 8.

L’idrogeno molecolare prodotto ha una duplice funzione: dare luogo al processo di flottazione delle parti solide e sterilizzare le parti solide stesse.

Per potenziare l’aggregazione in fiocchi delle parti solide separate tramite l’azione dell’idrogeno molecolare, il campo elettrico appena generato viene fatto interagire con uno o più agenti catalizzatori.

Tali agenti catalizzatori sono composti chimici costituiti da una miscela di polimeri di acidi organici esterificati e da ossidi di metalli alcalino-terrosi, che comprendono ossidi di calcio e di magnesio.

I polimeri di acidi organici esterificati sono polimeri che si dividono quando vengono sciolti in acqua e, grazie alle loro proprietà chimiche, potenziano l’azione di aggregazione delle parti solide effettuata con il campo elettrico e riescono perciò ad aggregare le particelle solide in maggiore quantità.

Tali agenti catalizzatori si presentano sottoforma di pastiglie 25, le quali vengono inserite in astucci 26 interni al depuratore 3 e con sviluppo verticale lungo l’intero recipiente 8 del depuratore 3, che vengono rappresentati in fig. 6.

In una forma esecutiva preferita, tali astucci 26 sono sedici e in ciascuno di essi viene inserita una pastiglia 25.

Il caricamento delle pastiglie 25 avviene in modo continuo, in modo tale che, quando una pastiglia finisce, viene automaticamente rimpiazzata da una pastiglia successiva.

Naturalmente il numero di astucci 26 potrà variare a seconda delle dimensioni dell’impianto, della portata del refluo e in base alle caratteristiche del refluo da trattare.

In questa seconda separazione è prevista anche una tubazione 27 di sicurezza connessa ai serbatoi 12 e 13 che raccoglie sia l’acqua sia le parti solide che eventualmente sversano dai serbatoi 12 e 13 e le riportano al punto di partenza del ciclo depurativo.

Operativamente la realizzazione dell’impianto di depurazione secondo la presente invenzione evita l’utilizzo di un sistema di regolazione della temperatura, ad esempio un termostato.

Oltre ad avvenire a temperatura costante, il metodo di depurazione appena descritto, applicato all’impianto secondo la presente invenzione, consente di depurare le acque reflue a temperatura ambiente grazie all’utilizzo degli agenti catalizzatori sopra descritti. Inoltre, l’intero impianto di depurazione secondo la presente invenzione ha un rendimento molto alto, pari al 99%, e presenta dimensioni ridotte tali da consentirne il trasporto agevole.

Inoltre, un impianto secondo l’invenzione di dimensioni medie ha una portata di 10 m<3>/giorno pari a 500 l/h.

È da sottolineare anche che l’acqua trattata con l’impianto di depurazione secondo l’invenzione può essere successivamente riutilizzata, anche in settori come quello della tintoria.

Da quanto descritto, il metodo e l'impianto di depurazione secondo la presente invenzione raggiungono gli scopi prefissati.

All’impianto e al metodo di depurazione secondo la presente invenzione potranno essere apportate varianti le quali, se dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere protette dal presente brevetto.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Metodo per la depurazione delle acque reflue comprendente le seguenti operazioni: - raccogliere dette acque in un corpo collettore; - effettuare una prima separazione delle parti solide presenti in dette acque reflue; - effettuare una seconda separazione mediante flocculazione delle parti solide residuali presenti in dette acque reflue dopo detta prima separazione; effettuare una terza separazione mediante trattamento elettromagnetochimico delle parti solide residuali presenti in dette acque reflue dopo detta seconda separazione; - effettuare una quarta separazione mediante filtropressatura meccanica delle parti solide residuali presenti in dette acque reflue dopo detta terza separazione; - raccogliere dette parti provenienti da dette separazioni; - inertizzare dette parti solide raccolte, caratterizzato dal fatto che detta flocculazione comprende l’interazione di dette parti solide contenute in dette acque con almeno un agente catalizzatore.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detto almeno un agente catalizzatore è una miscela di polimeri di acidi organici esterificati e di ossidi di metalli alcalino-terrosi.
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che detta miscela di polimeri di acidi organici esterificati e di ossidi di metalli alcalino-terrosi è confezionata a forma di pastiglia (25).
4. 4) Metodo secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta prima separazione meccanica consiste in una filtrazione tramite una o più membrane (7).
5. 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto trattamento elettromagnetochimico di dette acque reflue consiste nell’applicare un campo elettrico per aggregare tra loro le parti solide inquinanti residuali da detta seconda separazione.
6. 6) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta filtropressatura di dette acque reflue viene effettuata mediante filtrazione su carbone attivo.
7. 7) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta inertizzazione avviene mediante centrifugazione automatica di dette parti solide residuali da dette separazioni.
8. 8) Impianto (I) di depurazione delle acque reflue utilizzante il metodo secondo la rivendicazione 1 ), comprendente: - un corpo collettore di dette acque; - un filtro centrifugo (2) atto ad effettuare una prima separazione meccanica di dette acque reflue provenienti da detto corpo collettore; - un depuratore (3) atto ad effettuare una seconda separazione mediante flocculazione delle parti solide di dette acque reflue residuali da detta prima separazione meccanica; - un coagulatore (4) atto ad effettuare una terza separazione mediante trattamento elettromagnetochimico delle parti solide di dette acque reflue residuali da detta seconda separazione; - una pluralità di filtropresse (5) atte ad effettuare una quarta separazione meccanica delle parti solide di dette acque reflue residuali da detta terza separazione; - una centrifuga (6) atta ad effettuare l’inertizzazione delle parti solide provenienti da dette separazioni, caratterizzato dal fatto che detto depuratore comprende un generatore di campo elettrico per la produzione di idrogeno.
9. 9) Impianto (I) secondo la rivendicazione 8), caratterizzato dal fatto che detto generatore di campo elettrico comprende una coppia di elettrodi (17) tra loro contrapposti.
10. 10) Impianto (I) secondo la rivendicazione 8), caratterizzato dal fatto che detto corpo collettore comprende una vasca (1) provvista di miscelatore (1a).
11. 11) Impianto (I) secondo la rivendicazione 8), caratterizzato dal fatto che detto filtro centrifugo comprende una o più membrane (7) a geometria variabile per la filtrazione di dette acque reflue.
12. 12) Impianto (I) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8) a 11), caratterizzato dal fatto che detto depuratore comprende una camera di tracimazione (20) per la raccolta delle parti solide separate in detto depuratore (3).
13. 13) Impianto (I) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8) a 12), caratterizzato dal fatto che detta pluralità di filtropresse (5) è provvista di setti in quarzite e carbone attivo per l’adsorbimento di tensioattivi.
14. 14) Impianto (I) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8) a 13), caratterizzato dal fatto che detta centrifuga (6) è una centrifuga automatica a ciclo continuo. Per incarico.