IT201800010775A1

IT201800010775A1 - Dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi

Info

Publication number: IT201800010775A1
Application number: IT102018000010775A
Authority: IT
Inventors: Salvatore Teti; Marco Nava
Original assignee: Biomarine Srl
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-06-04
Also published as: WO2020115675A1

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

TITOLO

DISPOSITIVO PER IL TRATTAMENTO E CONSERVAZIONE TEMPORANEA DI

LIQUIDI

SETTORE TECNICO

La presente invenzione si riferisce ad un serbatoio per il contenimento e trattamento dei liquidi.

In particolare, l’invenzione riguarda un serbatoio adatto alla preparazione e conservazione temporanea di acqua di trattamento in un impianto per la depurazione di acque di zavorra di navi mediante trattamento di ozonizzazione.

STATO DELL’ARTE

Come noto, la depurazione delle acque può avvenire mediante l’impiego di impianti di miscelazione costituiti da porzioni di tubazioni comprendenti internamente elementi di varia geometria in cui è fatto scorrere liquido da depurare e fluido di trattamento. Generalmente il fluido di trattamento è composto da acqua arricchita di ozono, in cui l’ozono, grazie al suo potere ossidante, è in grado di inattivare i microrganismi indesiderati, come ad esempio batteri, virus, funghi, e trasformare molte sostanze non biodegradabili in forme biodegradabili. Un esempio di impianto di miscelazione è dato dai miscelatori statici, entro i quali viene addotta acqua di trattamento addizionata di ozono. All’interno dei miscelatori, l’acqua di trattamento ed il liquido da depurare incontrano resistenze al moto causate dalla geometria dei condotti. Tali resistenze imposte, in termini di variazione di velocità e direzione del moto, migliorano la miscelazione dei i fluidi.

Tuttavia, l’acqua di trattamento che arriva all’impianto di miscelazione, solitamente è un’acqua già precedentemente ozonizzata in cui l’ozono o non è ben disciolto in essa, oppure è disciolto ma secondo un rapporto stechiometrico eccessivo rispetto alla solubilità dell’acqua.

Può succedere, infatti, che la quantità di ozono non disciolta in acqua prosegua nelle successive camere di depurazione le quali, essendo a cielo aperto, non impediscono all’ozono di liberarsi nell’aria, comportando problemi di inquinamento di ozono.

Inoltre, molto spesso, la bassa solubilità gas/liquido comporta un trattamento non ottimale del liquido da depurare, in quanto può accadere che acqua ed ozono non subiscano un processo di miscelazione ottimale, rimanendo in due fasi separate.

È pertanto sentita l’esigenza di migliorare sia il discioglimento di ozono con acqua di trattamento, e perciò fare arrivare all’impianto di miscelazione un’acqua di trattamento migliore, sia impedire all’ozono gassoso presente in acqua di non proseguire il suo percorso nell’impianto.

è noto l’impiego di serbatoi di degassificazione, nella forma di contenitori al cui interno è favorita la miscelazione liquido/gas.

Tuttavia tali dispositivi noti non si dimostrano efficaci.

Ad esempio, nel settore navale, l’acqua di zavorra, che è necessaria a fornire stabilità alle imbarcazioni, viene generalmente prelevata in una zona sotto la costa e, una volta che la nave giunge a destinazione, viene scaricata in porto. Tale acqua, essendo ricca di e microrganismi, necessita un processo di depurazione prima di essere scaricata. Pertanto, anche nel settore navale è indispensabile che l’acqua sia depurata in maniera ottimale ed evitando problemi di inquinamento da ozono.

SINTESI DELL’INVENZIONE

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi che impedisca all’ozono non disciolto in acqua di ritornare in fase gassosa ed essere eliminato.

È inoltre scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi che sia affidabile e nello stesso tempo di semplice realizzazione.

È anche scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi in grado di ottimizzare l’efficacia di trattamento dei liquidi in esso contenuti.

È un altro scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi che massimizzi la superficie di contato dei fluidi in esso contenuti.

È ancora scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi che sia impiegabile in special modo in impianti per la depurazione di acque di zavorra di navi mediante trattamento di ozonizzazione.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi, il dispositivo comprendendo:

- un serbatoio, operante in pressione, configurato per contenere e trattare fluido per la depurazione di acque di zavorra per navi;

- una bocca di adduzione di ozono, acqua ossigenata ed acqua di trattamento entro il serbatoio;

- una bocca di prelievo del fluido per la depurazione di acque di zavorra dal serbatoio;

- un elemento tubolare, interno al serbatoio, ed in comunicazione di fluido con la bocca di adduzione, l’elemento tubolare essendo configurato per liberare il fluido per la depurazione di acque di zavorra in prossimità del fondo del serbatoio;

la caratteristica del dispositivo consiste nel comprendere, internamente al serbatoio, almeno un elemento a geometria elicoidale coassiale all’elemento tubolare, l’almeno un elemento a geometria elicoidale essendo atto a costringere il flusso di fluido in uscita dall’elemento tubolare a risalire verso la sommità del serbatoio seguendo un predeterminato percorso.

In tal modo, mediante la presente invenzione, il liquido di trattamento, ad esempio acqua proveniente da utenze della nave o dalla sala motori, dopo essere stato arricchito di ozono ed ossigeno, mediante un iniettore di tipo venturi, viene immesso all’interno del serbatoio attraverso la bocca di adduzione. Tale liquido prosegue il suo flusso lungo l’elemento tubolare sino alla parete di fondo del serbatoio. Ozono ed ossigeno, i quali sono stati iniettati nell’acqua di trattamento a monte della bocca di adduzione, fuoriescono dall’elemento tubolare in forma di bolle di gas le quali, risalendo verso l’alto, incontrano superfici di contatto per lo scambio liquido/gas per mezzo dell’elemento a geometria elicoidale. La particolare geometria ad elica fa aumentare il percorso compiuto dal gas e di conseguenza la superficie di contatto liquido/gas. Tale particolare geometria permette perciò di massimizzare la superficie di contatto tra i fluidi interni al serbatoio, favorendo in tal modo il discioglimento dell’ozono gassoso nell’acqua di trattamento.

Inoltre, il fatto di prevedere un serbatoio di contenimento di fluido consente in modo particolare di arricchire l’acqua di trattamento in esso contenuta mediante l’aggiunta di ossigeno ed ozono per un tempo necessario affinché si abbia completa miscelazione di ozono ed acqua di trattamento.

Vantaggiosamente, il dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi comprende una valvola di sfiato, la quale può essere posta ad esempio alla sommità di esso, e che può essere utilizzata per liberare l’ozono non disciolto.

Infatti, al serbatoio arriva acqua ricca di ozono, ma per questioni tipicamente di economicità, non è determinata l’esatta quantità di ozono da insufflare, per cui l’ozono è insufflato in notevole eccesso rispetto alla sua solubilità in acqua. L’ozono insoluto in acqua, poiché presente in quantità superiore al limite di solubilità, tende a ritornare allo stato gassoso, e la presenza della valvola di sfiato permette di la liberazione dell’eccesso di zono nell’aria. Il dispositivo della presente invenzione ha quindi la funzione principale di costituire una trappola per l’zono che, risalendo verso l’alto, è eliminato per mezzo della valvola di sfiato.

In particolare, la bocca di adduzione è posizionata in prossimità della sommità del serbatoio e la bocca di prelievo è posizionata in prossimità del fondo del serbatoio.

Vantaggiosamente, il serbatoio comprende ulteriori due elementi a geometria elicoidale tra loro concentrici.

Questa soluzione consente di massimizzare la superficie di contatto fluido/gas consentendo una migliore miscelazione dell’acqua di trattamento con ozono ed ossigeno.

In particolare, gli elementi a geometria elicoidale sono cilindri, cavi internamente, sulla cui superficie esterna sono riportate una pluralità di pale che si sviluppano lungo l’asse longitudinale dei cilindri secondo una geometria elicoidale.

Questa soluzione ha il vantaggio di obbligare il flusso di fluido che risale dall’elemento tubolare a seguire un predeterminato percorso aumentando la superficie di scambio liquido gas. Inoltre, variando il diametro dei cilindri su cui sono riportate le pale ed il loro numero, è possibile variare il livello di miscelazione del fluido.

Vantaggiosamente, il serbatoio comprende una bocca di scarico, in prossimità della parete di fondo, per lo scarico del fluido in esso contenuto.

Questa soluzione ha il vantaggio di svuotare il serbatoio qualora sia necessario effettuare interventi di manutenzione.

Secondo una variante realizzativa dell’invenzione, il serbatoio è in materiale metallico.

Vantaggiosamente, il serbatoio comprende piedi di stabilizzazione al suolo. Vantaggiosamente, gli elementi a geometria elicoidale comprendono canali di evacuazione del fluido dall’elemento tubolare.

Questo permette al fluido, una volta fuoriuscito dall’elemento tubolare, che si trova posizionato concentrico ed interno rispetto agli elementi a geometria circolare, di investire le pale associate a ciascun elemento a geometria elicoidale e favorire in tal modo la miscelazione del fluido.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 mostra, secondo una vista laterale, un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi;

- la figura 2 mostra una vista in sezione di un dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi;

- la figura 3 mostra, in maniera schematica, una vista laterale di un elemento a geometria elicoidale;

- la figura 4 mostra, in maniera schematica, una vista in sezione dell’elemento a geometria elicoidale di figura 3;

- la figura 5 mostra, secondo una vista in pianta, un esempio relativo a tre elementi concentrici aventi geometria elicoidale;

DESCRIZIONE DELLE FORME REALIZZATIVE PREFERITE

Con riferimento alle figure 1 e 2 è mostrato un esempio di dispositivo 100 per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi. Il dispositivo 100 è progettato per essere applicato in impianti di trattamento per ozonizzazione delle acque di zavorra delle navi.

Il dispositivo 100 comprende un serbatoio 10, operante in pressione, configurato per contenere e trattare fluido per la depurazione di acque di zavorra delle navi. Una volta filtrata l’acqua di trattamento, proveniente dalle utenze della nave, viene spinta attraverso il serbatoio 10 da una pompa booster 20’ (non mostrata in figura) attraverso una bocca di adduzione 10. Nel tratto compreso tra la pompa booster ed il serbatoio 10 un iniettore di ozono provvede e mezzi per l’iniezione di ossigeno (non mostrati in figura) provvedono a immettere ozono ed acqua ossigenata 20’ entro il serbatoio 10 ancora attraverso la bocca di adduzione 20.

Una bocca di prelievo 30, posta in prossimità del fondo del serbatoio 10 provvede all’immissione 30’ dell’acqua trattata, ad esempio verso un miscelatore statico (non mostrato in figura) entro cui scorre acqua di zavorra.

Un elemento tubolare 40, interno al serbatoio 10, è in comunicazione di fluido con la bocca di adduzione 20 ed è configurato per liberare il fluido in ingresso dalla bocca di adduzione 20 all’interno del serbatoio in prossimità della parete di fondo 101.

Il fluido in uscita dall’elemento tubolare 40 risale verso l’alto ed incontra tre elementi a geometria elicoidale 50, 50’, 50”, disposti coassialmente all’elemento tubolare 40. In tal modo, i gas di ozono ed ossigeno che risalgono lungo la sommità 102 del serbatoio 10 seguono un percorso vincolato dalla geometria delle pale elicoidali 55, aumentando in tal modo la superficie di contatto e quindi di scambio liquido/gas.

Il serbatoio è inoltre provvisto di una valvola di sfiato 70, posizionata alla. sommità del serbatoio, e la cui apertura è regolata in funzione della quantità di zono insoluto da eliminare.

Alla valvola di sfiato 70 può essere associato un tappo di sicurezza 75.

Piedi di stabilizzazione 80 sono necessari a vincolare al pavimento, in posizione eretta, il serbatoio 10.

Affinché il fluido contenuto all’interno del serbatoio 10, una volta fuoriuscito dall’elemento tubolare 40 possa risalire investendo le pale 55 associate ai cilindri 55,55’,55” sono previsti canali di evacuazione 56 del fluido 56 lungo la base inferiore dei cilindri 55,55’,55”.

In riferimento alle figure 3-5 è mostrato un esempio di dimensionamento di elementi a geometria elicoidale 50,50’,50”. In particolare, sono mostrati tre cilindri cavi concentrici sulla cui superficie esterna sono sviluppate secondo una geometria elicoidale pale 55 per favorire la miscelazione fluido/gas.

Ad esempio, nel caso di cilindri aventi diametro interno di rispettivamente di 88,9mm, 273,10mm e 508mm, è possibile ottenere pale a sviluppo elicoidale aventi 16 rivoluzioni e passo 150mm.

La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo (100) dispositivo per il trattamento e conservazione temporanea di liquidi, detto dispositivo (100) comprendendo: - un serbatoio (10), operante in pressione, configurato per contenere e trattare fluido per la depurazione di acque di zavorra per navi; - una bocca di adduzione (20) di ozono, acqua ossigenata ed acqua di trattamento entro detto serbatoio (10); - una bocca di prelievo (30) di detto fluido per la depurazione di acque di zavorra da detto serbatoio (10); - un elemento tubolare (40), interno a detto serbatoio (10), ed in comunicazione di fluido con detta bocca di adduzione (20), detto elemento tubolare (40) essendo configurato per liberare detto fluido per la depurazione di acque di zavorra in prossimità della parete di fondo (101) di detto serbatoio (10); detto serbatoio (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un elemento a geometria elicoidale (50,50’,50”) coassiale a detto elemento tubolare (40), detto almeno un elemento a geometria elicoidale (50,50’,50”) essendo atto a costringere il flusso di fluido in uscita da detto elemento tubolare (40) a risalire verso la sommità (102) di detto serbatoio (10) seguendo un predeterminato percorso.
2. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una valvola di sfiato (70).
3. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detta bocca di adduzione (20) è posizionata in prossimità della sommità di detto serbatoio (10) e detta bocca di prelievo (30) è posizionata in prossimità del fondo di detto serbatoio (10).
4. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detto serbatoio (10) comprende un secondo ed un terzo elemento a geometria elicoidale (50’,50”), detti elementi a geometria elicoidale (50, 50’,50”) essendo tra loro concentrici.
5. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un elemento a geometria elicoidale (50,50’,50”) è un cilindro internamente cavo sulla cui superficie esterna sono riportate una pluralità di pale (55), detta pluralità di pale (55) sviluppandosi lungo l’asse longitudinale (51) di detto almeno un cilindro (50,50’,50”) secondo detta geometria elicoidale.
6. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detto serbatoio (10) comprende una bocca di scarico (60), in prossimità di detta parete di fondo (101), per lo scarico di detto fluido per la depurazione di acque di zavorra.
7. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detto serbatoio (10) è in materiale metallico.
8. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 2, in cui detta valvola di sfiato è associata ad un tappo di sicurezza (75).
9. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detto serbatoio (10) comprende piedi di stabilizzazione (80) al suolo.
10. Dispositivo (100), secondo la rivendicazione 1, in cui detti elementi a geometria elicoidale (50,50’,50”) comprendono canali di evacuazione 56 di detto fluido da detto elemento tubolare 40.