IT201800004943A1 - Chiarificatore a pacchi lamellari - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Chiarificatore a pacchi lamellari”

La presente invenzione riguarda il campo del trattamento di acque reflue industriali contenenti particelle o sedimenti in uno stato finemente disperso.

In particolare, la presente invenzione riguarda un chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue.

I sedimentatori a pacchi lamellari noti sono costituiti da una struttura a pacchi lamellari disposti sopra a una vasca di deposito.

Il loro funzionamento prevede il passaggio delle acque reflue da chiarificare nella vasca di deposito e, successivamente, la loro risalita all’interno di apposite canaline inclinate rispetto alla verticale definite dalla struttura a pacchi lamellari.

La conformazione delle canaline è tale da impedire il rimescolamento del liquido, che si mantiene quindi sviluppato secondo un flusso laminare, caratterizzato da una maggior velocità del liquido al centro di ciascuna canalina e da una minor velocità in corrispondenza delle pareti della stessa.

A causa dell’inclinazione delle canaline, le particelle sospese nel liquido e di peso specifico maggiore di esso, quando dotate di massa sufficiente seguono una traiettoria maggiormente inclinata rispetto al liquido stesso e tendono a raccogliersi sulla parete inferiore della canalina e a formare uno strato fangoso su di essa.

La minor velocità del flusso in prossimità della parete e l’accumulo di particelle che tendono ad aggregarsi tra loro consente allo strato di fango di scorrere verso il basso controcorrente rispetto al liquido e di precipitare sul fondo della vasca di deposito sottostante.

Per poter trattare acque reflue contenenti particelle finemente disperse con questo tipo di sedimentatori è necessario aggiungere dei flocculanti al liquido in ingresso per stimolare l’aggregazione reciproca delle particelle necessaria a provocarne la precipitazione.

Svantaggiosamente, i sedimentatori noti sfruttano in modo poco efficiente i flocculanti dispersi nel liquido in fase di chiarificazione e ne determinano un uso in quantità relativamente elevate.

Questo inconveniente risulta particolarmente indesiderabile a causa del prezzo relativamente alto dei flocculanti sul mercato e del loro impatto ambientale.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue che superino almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue in grado di ridurre il quantitativo di flocculante necessario alla chiarificazione delle acque reflue.

Ulteriore scopo della presente invenzione è proporre un chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue in grado di migliorare la chiarificazione delle acque reflue rispetto ai dispositivi noti.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili differenti forme di realizzazione dell'invenzione. 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 chiarificatore a pacchi lamellari e un relativo metodo per la chiarificazione di acque reflue.

Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista schematizzata di un chiarificatore a pacchi lamellari realizzato in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una configurazione d’uso del chiarificatore di figura 1;

- la figura 2A mostra un particolare ingrandito del chiarificatore di figura 2;

Con riferimento alle figure, un chiarificatore a pacchi lamellari è indicato genericamente con 1 e ad esso si farà di seguito genericamente riferimento come “chiarificatore 1”.

Il chiarificatore 1 è configurato per depurare acque reflue industriali contenti sostanze finemente disperse.

Il chiarificatore 1 comprende dei mezzi di adduzione 10 configurati per prelevare acque reflue, ad esempio da un pozzo 5 o altro spazio di stoccaggio temporaneo e per riversare le suddette acque reflue in una vasca di chiarificazione 20.

Preferibilmente, i mezzi di adduzione 10 comprendono un sistema di miscelazione 15 configurato per miscelare le acque reflue ad agenti flocculanti, provenienti ad esempio da un serbatoio separato 16, prima dell’immissione delle acque reflue nella vasca di chiarificazione 20.

Vantaggiosamente, gli agenti flocculanti favoriscono l’aggregazione tra le sostanze disperse, facilitandone la successiva precipitazione.

I mezzi di adduzione 10 immettono le acque reflue in corrispondenza di una porzione di ingresso 22 della vasca di chiarificazione 20, preferibilmente disposta in una posizione sostanzialmente intermedia in senso verticale rispetto alla vasca di chiarificazione 20 stesso. Preferibilmente, la porzione di ingresso 22 è collocata in corrispondenza o in prossimità di un centro geometrico della vasca di chiarificazione 20.

La vasca di chiarificazione 20 è sviluppata verticalmente rispetto alla porzione di ingresso 22 e presenta, inferiormente alla stessa, una porzione inferiore 23 definente un volume di deposito 24 configurato per raccogliere i precipitati provenienti dalle porzioni superiori, ad esempio particelle, detriti o ammassi coagulati a seguito della flocculazione.

Il chiarificatore 1 comprende inoltre un sedimentatore 40 a pacchi lamellari disposto superiormente alla vasca di chiarificazione 20 e configurato per ricevere acque reflue provenienti dalla vasca di chiarificazione 20 attraverso una pluralità di aperture inferiori 42 rivolte verso la stessa e per determinare l’uscita di acque depurate attraverso un’apertura superiore 44.

Inoltre, il sedimentatore 40 è configurato per consentire la precipitazione per gravità all’interno della vasca di chiarificazione 20 delle sostanze e dei sedimenti che si depositano al suo interno.

La vasca di chiarificazione 20 definisce un volume di risalita 26 tra la porzione di ingresso 22 e il sedimentatore 40 ed è configurata per determinare la formazione di un flusso ascendente “F1” di almeno una parte delle acque reflue provenienti dalla porzione di ingresso 22 fino al sedimentatore 40 attraverso il suddetto volume di risalita 26.

In particolare, il flusso ascendente “F1” è determinato dalla pressione delle acque reflue in ingresso e dall’assenza di aperture in grado di smaltire il flusso entrante dalla porzione di ingresso 22 attraverso le pareti della vasca di chiarificazione 20.

Il volume di risalita 26 è inoltre interessato dalla precipitazione dei sedimenti raccolti nel sedimentatore 40 che attraversano il volume di risalita 26 in direzione opposta rispetto il flusso ascendente “F1” diretti verso il volume di deposito 24.

Inferiormente al volume di risalita 26, tra la porzione di ingresso 22 e il volume di deposito 24, la vasca di chiarificazione 20 definisce un volume di precipitazione 28, destinato, in uso, a essere riempito da acque reflue e configurato per determinare o consentire la precipitazione di particelle, sedimenti e/o aggregati dal volume di risalita 26 al volume di deposito 24. Inoltre, il chiarificatore 1 comprende dei mezzi di risucchio 50 agenti sulla porzione inferiore 23 della vasca di chiarificazione 20 per rimuovere almeno parte del fango depositato nel volume di deposito 24, composto da un accumulo dei suddetti particelle, sedimenti e/o aggregati.

Nella forma realizzativa preferita i mezzi di risucchio 50 agiscono a intervalli discreti, rimuovendo una limitata quantità di fanghi e sedimenti per ciascuna fase di risucchio.

Vantaggiosamente, il chiarificatore 1 comprende dei mezzi di agitazione 60 agenti sul volume di deposito 24 per agitare i fanghi depositati sulla porzione inferiore 23 della vasca di chiarificazione 20 in modo da riportare in sospensione nel volume di risalita 26 almeno parte delle suddette particelle, sedimenti e/o aggregati.

Preferibilmente, i mezzi di agitazione 60 sono configurati per dirigere un flusso perturbante “F2” verso il volume di deposito 24 in modo da agitare i fanghi ivi depositati.

Nella forma realizzativa preferita, i mezzi di agitazione 60 sono configurati per reimmettere nella vasca di chiarificazione 20 parte dei fanghi e/o sedimenti prelevati in precedenza dai mezzi di risucchio 50, generando così il flusso perturbante “F2”.

Preferibilmente, la re-immissione di fanghi e/o sedimenti nella vasca di chiarificazione 20 è effettuata ad intervalli temporali discreti, in alternanza con le suddette fasi di risucchio. In particolare, i mezzi di risucchio 50 e di agitazione 60 sono configurati effettuare una fase di re-immissione successivamente a un determinato numero di fasi di risucchio.

Preferibilmente, il chiarificatore 1 comprende ameno un organo di raccordo 72 (nella soluzione illustrata ne comprende due) collegato ai mezzi di agitazione 60 e configurato per orientare il flusso perturbante “F2” contiguamente ad una o più pareti della porzione inferiore 23 della vasca di chiarificazione 20 per agitare i fanghi e sedimenti depositati su di essa. Vantaggiosamente, ciascun organo di raccordo 72 determina la struttura laminare del flusso perturbante “F2” contro e parallelamente alla rispettiva parete della porzione inferiore 23, in modo da massimizzare la quantità di fango riportata in sospensione.

Inoltre, la porzione inferiore 23 presenta una forma convergente verso gli organi di raccordo 72, preferibilmente di forma tronco-piramidale, in modo da convogliare verso di essi i precipitati provenienti dal volume di precipitazione 28.

Preferibilmente, il chiarificatore 1 comprende una o più condutture inferiori 70, connesse agli organi di raccordo 72 e, attraverso di essi, in comunicazione di flusso con l’interno della vasca di chiarificazione 20. Nella forma di realizzazione preferita, sia i mezzi di risucchio 50 che i mezzi di agitazione 60 agiscono sulle stesse condutture inferiori 70 e sugli stessi organi di raccordo 72 per asportare e reimmettere alternativamente fanghi e sedimenti dal e nel volume di deposito 24.

Nella forma realizzativa preferita, i mezzi di risucchio 50 comprendono una o più condutture di risucchio 55 collegate alle condutture inferiori 70 e una pompa di risucchio 57 agente su tale conduttura di risucchio 55 per azionare attraverso di essa l’asportazione di fanghi dal volume di deposito 24.

Una conduttura di espulsione 80 è collegata alla conduttura di risucchio 55 per riceverne parte dei fanghi e sedimenti da essa trasportati e convogliarli verso un essiccatore 85, dove tali fanghi vengono trattati per formare, ad esempio delle tavolette di fango disidratato da smaltire.

Preferibilmente, i mezzi di agitazione 60 comprendono una o più condutture di re-immissione 65 collegate da un lato alla conduttura di risucchio 55 per riceverne parte dei fanghi e sedimenti estratti dal volume di deposito 24 e dall’altro lato alle condutture inferiori 70.

Nella forma realizzativa preferita i mezzi di agitazione 60 comprendono inoltre una pompa di re-immissione 67 che agisce sulle condutture di reimmissione 65 per azionare il prelevo di fanghi e sedimenti dalle condutture di risucchio 55 e la movimentazione degli stessi attraverso le condutture di re-immissione 65, le condutture inferiori 70 e gli organi di raccordo 72, fino al volume di deposito 24.

Vantaggiosamente, i mezzi di agitazione 60 sono configurati per reimmettere fanghi e/o sedimenti nel volume di deposito 24 in modo da riportare in sospensione nelle acque reflue nella vasca di chiarificazione 20 sia i fanghi re-immessi nella vasca di chiarificazione 20 che i fanghi già depositati sulla sua porzione inferiore 23.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un metodo per la chiarificazione di acque reflue industriali effettuabile mediante il chiarificatore 1 descritto sopra.

Il suddetto metodo comprende una prima fase di movimentare delle acque reflue contenenti delle sostanze disperse, e preferibilmente dei flocculanti aggiunti, attraverso il volume di risalita 26 della vasca di chiarificazione 20 per determinare un flusso ascendente “F1” di acque reflue verso e attraverso il sedimentatore 40.

Tale fase determina una precipitazione per gravità di particelle e/o sedimenti contenuti nelle acque reflue verso il volume di deposito 24 inferiore, dovuta all’aggregazione reciproca delle particelle nella vasca di chiarificazione 20 e nel sedimentatore 40 e una raccolta di fango e sedimenti nel volume di deposito 24 stesso.

Il metodo comprende inoltre una fase di estrarre i fanghi e/o sedimenti dal volume di deposito 24 per mezzo dei mezzi di risucchio 50 sopra descritti, preferibilmente a fasi alterne a intervalli di tempo discreti.

Il metodo comprende inoltre una fase di agitare i fanghi e/o sedimenti depositati nel volume di deposito 24 in modo da riportare in sospensione parte degli stessi nelle acque reflue contenute nella vasca di chiarificazione 20, in particolare nell’area interessata dal flusso ascendente “F1”.

Preferibilmente, la fase di agitare fanghi e/o sedimenti comprende la sopra descritta fase di estrarre i fanghi e/o sedimenti dal volume di deposito 24 e una fase di reimmettere parte degli stessi fanghi e/o sedimenti nel volume di deposito 24, in modo da agitare i fanghi ivi depositati e mandare in sospensione sia i fanghi depositati che quelli reimmessi Preferibilmente, la fase di estrarre i fanghi e sedimenti e la fase di reimmetterli vengono effettuate in successione tra loro, in modo tale che ciascuna fase di re-immissione segua una o più fasi di estrazione.

Preferibilmente, la fase di agitare i fanghi e i sedimenti viene effettuata in modo da determinare la formazione di uno strato fangoso “S” in sospensione nelle acque reflue nel volume di risalita 26 e la fase di movimentare le acque reflue per determinare il flusso ascendente “F1” viene effettuata in modo che il flusso ascendente “F1” attraversi lo strato fangoso “S”.

La presente invenzione raggiunge lo scopo proposto, superando gli inconvenienti lamentati nella tecnica nota.

Vantaggiosamente, i fanghi e i sedimenti riportati in sospensione nella vasca di chiarificazione mediante l’apparato e il metodo descritti favoriscono l’aggregazione di sostanze finemente disperse alle particelle già depositate e riportate in sospensione che, essendo di per sé relativamente pesanti, precipiteranno nuovamente nel volume di deposito, contribuendo a rimuovere dalle acque reflue ulteriori particelle finemente disperse prima che le stesso fluiscano attraverso il sedimentatore. Questo processo riporta inoltre in sospensione i flocculanti depositati sulla porzione inferiore insieme ai fanghi e sedimenti già precipitati, consentendo di sfruttarli più a lungo e di ridurne il dosaggio complessivo. Inoltre, il risucchio e la re-immissione dei fanghi nella porzione inferiore della vasca di chiarificazione contribuiscono a movimentare continuamente i fanghi ivi depositati e quelli presenti nelle condutture, evitando coaguli o blocchi che possono determinare lunghi e onerosi tempi di fermo macchina.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Chiarificatore (1) a pacchi lamellari, comprendente: - una vasca di chiarificazione (20) presentante una porzione inferiore (23) definente un volume di deposito (24) configurato per la raccolta di fanghi o sedimenti; - un sedimentatore (40) a pacchi lamellari montato superiormente a detta vasca di chiarificazione (20); - mezzi di adduzione (10) configurati per immettere acque reflue contenenti sostanze disperse in una porzione di ingresso (22) della vasca di chiarificazione (20), detta porzione di ingresso (22) essendo collocata superiormente al volume di deposito (24); - mezzi di risucchio (50), agenti sul volume di deposito (24) per prelevare fanghi e/o sedimenti da detto volume di deposito (24), detta vasca di chiarificazione (20) definendo un volume di risalita (26) tra detta porzione di ingresso (22) e detto sedimentatore (40) configurato per determinare un flusso ascendente (F1) di almeno una parte delle acque reflue proveniente dai mezzi di adduzione (10) fino al sedimentatore (40), e detta vasca di chiarificazione (20) definendo un volume di precipitazione tra detta porzione di ingresso (22) e detto volume di deposito (24), configurato per determinare la precipitazione dal volume di risalita (26) fino al volume di deposito (24) di particelle e/o sedimenti trasportati dalle acque reflue caratterizzato dal fatto di comprendere - mezzi di agitazione (60) agenti sul volume di deposito (24) per agitare i fanghi o sedimenti depositati sulla porzione inferiore (23) della vasca di chiarificazione (20) in modo da riportare in sospensione nel volume di risalita (26) almeno parte di detti fanghi o sedimenti.
2. 2. Chiarificatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di agitazione (60) sono configurati per dirigere un flusso perturbante (F2) verso il volume di deposito (24) in modo da agitare detti fanghi o sedimenti.
3. 3. Chiarificatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di agitazione (60) sono configurati per reimmettere nella vasca di chiarificazione (20) parte dei fanghi e/o sedimenti prelevati dai mezzi di risucchio (50) per generare detto flusso perturbante (F2), detti mezzi di agitazione (60) essendo collegati a detti mezzi di risucchio (50).
4. 4. Chiarificatore (1) secondo la rivendicazione 3, comprendente una o più condutture inferiori (70) connesse alla vasca di chiarificazione (20) in corrispondenza del volume di deposito (24), detti mezzi di risucchio e di agitazione (50, 60) agendo alternativamente sulle stesse conduttore inferiori (70) in modo da determinare rispettivamente il risucchio o l’agitazione dei fanghi e/o sedimenti nel volume di deposito (24).
5. 5. Chiarificatore (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 4, comprendente ameno un organo di raccordo (72) configurato per orientare detto flusso perturbante (F2) contiguamente ad una o più pareti di detta porzione inferiore (23) per movimentare i fanghi e sedimenti depositati su detta porzione inferiore (23).
6. 6. Chiarificatore (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detta porzione inferiore (23) presenta una forma convergente verso detto almeno un organo di raccordo (72).
7. 7. Chiarificatore (1) secondo la rivendicazione 6 in cui detta porzione inferiore (23) presenta una forma tronco-piramidale.
8. 8. Chiarificatore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di adduzione (10) comprendono un sistema di miscelazione (15) configurato per miscelare le acque reflue ad agenti flocculanti prima dell’immissione delle acque reflue nella vasca di chiarificazione (20).
9. 9. Metodo per la chiarificazione di acque reflue comprendente le fasi di: - movimentare delle acque reflue contenenti delle sostanze disperse per determinare un flusso ascendente (F1) di dette acque reflue verso e attraverso un sedimentatore (40) a pacchi lamellari e una precipitazione per gravità di particelle e/o sedimenti contenuti in dette acque reflue verso un volume di deposito (24) inferiore - agitare fanghi e/o sedimenti depositati in detto volume di deposito (24) in modo da riportare in sospensione nel flusso ascendente (F1) parte di detti fanghi e/o sedimenti.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui la fase di agitare fanghi e/o sedimenti comprende una fase di estrarre i fanghi e/o sedimenti dal volume di deposito (24) e una fase di reimmettere parte di detti fanghi e/o sedimenti nel volume di deposito (24).
11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la fase di estrarre e la fase di reimmettere vengono effettuate in successione tra loro.
12. 12. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dalla 9 alla 11, in cui la fase di agitare fanghi e/o sedimenti viene effettuata in modo da determinare la formazione di uno strato fangoso in sospensione delle acque reflue e la fase di movimentare le acque reflue per determinare un flusso ascendente (F1) viene effettuata in modo che il flusso ascendente (F1) attraversi lo strato fangoso in sospensione.