IT202000012517A1 - Procedimento per la sanificazione in continuo di acque reflue - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
Nel suo aspetto pi? generale, la presente invenzione riguarda un procedimento per la sanificazione in continuo di acque reflue che possono includere componenti patogeni.
Arte nota
E? stato dimostrato che le acque reflue normalmente generate all?interno di strutture quali allevamenti, ospedali, impianti industriali ecc, se immesse nella rete fognaria senza alcun preventivo trattamento di sanificazione all?origine, possono determinare la presenza nelle fognature di germi patogeni, quali batteri e virus, potenzialmente molto pericolosi per la salute pubblica, specialmente se queste acque diventano superficiali con la possibilit? di generare aerosol.
Di ci? si ? avuto conferma recentemente nel contesto della pandemia da Covid-19 con le rilevazioni effettuate nella rete fognaria di alcune citt?, quali Parigi, Amsterdam, Roma e anche negli USA e in Australia, che hanno messo in evidenza la presenza di tracce del materiale genetico del SARS-CoV-2 (Rna), indicative della presenza del Coronavirus.
Sono noti procedimenti di sanificazione di acque reflue basati sul trattamento di tali acque con agenti chimici. Tra questi i pi? utilizzati sono il cloro e i suoi derivati, quali ipoclorito di sodio e biossido di cloro. L?efficacia di questi agenti a base di cloro ? pero variabile in funzione del contenuto di ammoniaca delle acque reflue, che porta alla formazione di clorammine primarie, secondarie e terziarie con efficacia germicida decrescente. In presenza di elevate concentrazioni di cloro si formano soprattutto clorammine terziarie instabili e con scarso potere di disinfezione.
Inoltre, gli agenti chimici usati per la disinfezione delle acque, in particolare il cloro e i suoi derivati, reagiscono con la sostanza organica e con bromuri e ioduri naturalmente presenti nelle acque per formare sottoprodotti della disinfezione (noti come ?DBP?), quali ad esempio trialometani (THM) e acidi alogenoacetici (HAA), pericolosi per la salute umana.
Questi sistemi sono difficilmente applicabili laddove nelle acque reflue vi siano dei residui organici solidi di media o grossa dimensione E? stato proposta anche l?applicazione di raggi UV-C emessi da lampade a vapori di mercurio ma i costi ad essa associati sono molto elevati. Lo stesso vale per l?applicazione di raggi gamma.
E? pertanto particolarmente sentita l?esigenza di avere a disposizione un procedimento per la sanificazione in continuo delle acque reflue generate dalle strutture summenzionate, prima che queste acque vengano immesse nella rete fognaria generale, che non presenti gli inconvenienti evidenziati con riferimento ai procedimenti noti, che utilizzano agenti chimici o radiazioni
Lo scopo della presente invenzione ? per l?appunto quello di mettere a disposizione tale procedimento, che deve inoltre poter essere realizzato con apparecchiature installate nelle immediate adiacenze del punto di contaminazione o, nel peggiore dei casi, prima dell?impianto di depurazione e che possa essere gestito in condizioni di massima sicurezza per gli operatori addetti.
Sommario dell'invenzione
Questo scopo ? raggiunto, secondo l?invenzione, da un procedimento per la sanificazione di acque reflue che comprende la fase di sottoporre un flusso continuo di dette acque reflue a riscaldamento ad una temperatura di almeno 80?C.
Preferibilmente il suddetto flusso continuo di acque reflue ? sottoposto a detta fase di riscaldamento in condizione di strato sottile e turbolento.
Il suddetto strato sottile e turbolento di acque reflue ? preferibilmente fatto scorrere in contatto con una parete riscaldata alla suddetta temperatura di almeno 80?C.
In un suo aspetto particolare, il procedimento secondo la presente invenzione comprende le fasi di:
- mettere a disposizione un turbosanificatore, comprendente un corpo tubolare cilindrico, con parete interna riscaldabile, chiuso alle contrapposte estremit? da fondi, munito di almeno un?apertura di ingresso e un?apertura di scarico e al cui interno ? girevolmente supportato un rotore palettato coassiale, le cui pale sono disposte elicoidalmente;
- alimentare un flusso continuo di dette acque reflue nel suddetto turbosanificatore, in cui il rotore palettato ? azionato in rotazione;
- centrifugare, mediante l?azione di detto rotore palettato, detto flusso continuo contro la parete interna del turbosanificatore, con formazione di uno strato fluido, tubolare, sottile, dinamico, altamente turbolento, composto da minute gocce di dette acque reflue, che avanzano in sostanziale contatto con detta parete interna del turbosanificatore, riscaldata ad almeno 80?C, verso detta apertura di scarico
- scaricare da detta apertura di scarico un flusso continuo di acque reflue sanificate.
La parete interna del corpo tubolare cilindrico del turbosanificatore pu? essere riscaldata mediante mezzi riscaldanti costituiti da resistenze elettriche o sorgenti di radiofrequenza applicate sulla superficie esterna del corpo tubolare cilindrico o da una camicia esterna coassiale destinata ad essere percorsa da un fluido riscaldante, preferibilmente costituito da vapore acqueo, acqua surriscaldata o olio diatermico.
La temperatura della parete interna del suddetto turbosanificatore ? generalmente di almeno 80?C e preferibilmente di 85?C-300?C.
Il flusso di acque reflue sanificate in uscita dal turbosanificatore viene immesso nella rete fognaria.
Preferibilmente, per?, tale flusso di acque reflue sanificate in uscita dal turbosanificatore viene sottoposto a scambio termico con le acque reflue, prima che queste ultime vengano alimentate al turbosanificatore.
La velocit? di rotazione del rotore palettato deve essere tale da determinare una turbolenza che provoca shock termici, causati dall?innalzamento della temperatura non lineare ma ad elevata frequenza, ci? che condurr? le cellule dei microorganismi presenti nelle acque reflue alla loro lisi, cos? come determiner? la distruzione di microorganismi non cellulari quali i virus.
Inoltre il trattamento colpisce anche eventuali solidi organici presenti nelle acque reflue.
Tale velocit? di rotazione ? indicativamente superiore o uguale a 120 giri/minuto.
Il tempo medio di permanenza delle acque reflue all?interno del turbosanificatore ? preferibilmente compreso fra 1 e 30, convenientemente tra 1 e 10 minuti.
La presente invenzione, in un suo aspetto, si riferisce ad un impianto per l?esecuzione del procedimento sopra descritto, che comprende:
un turbosanificatore, comprendente
un corpo tubolare cilindrico, con parete interna riscaldabile, chiuso alle contrapposte estremit? da fondi, munito di aperture di ingresso e di scarico e al cui interno ? girevolmente supportato un rotore palettato coassiale, le cui pale sono disposte elicoidalmente e che ? atto ad essere posto in rotazione ad una velocit? tale da creare un film d?acqua contro la parete interna riscaldata;
mezzi riscaldanti per il riscaldamento della suddetta parete interna, costituiti da resistenze elettriche o sorgenti di radiofrequenza applicate sulla superficie esterna di detto corpo tubolare cilindrico o da una camicia esterna coassiale destinata ad essere percorsa da un fluido riscaldante.
Preferibilmente, l?impianto comprende ulteriormente uno scambiatore di calore, in cui le acque reflue sanificate in uscita dal turbosanificatore vengono sottoposte a scambio termico con le acque reflue da sanificare, prima che queste ultime vengano alimentate al turbosanificatore. Ci? fornisce anche un notevole recupero di calore, con conseguente vantaggiosa riduzione dei costi di gestione dell?impianto.
La presente invenzione sar? ulteriormente descritta facendo riferimento al disegno allegato e ad un esempio fornito a titolo illustrativo e non limitativo.
Breve descrizione dei disegni
La Figura 1 ? una rappresentazione schematica in sezione di un impianto per l?esecuzione del procedimento secondo la presente invenzione.
Descrizione dettagliata
Con riferimento a tale figura, un?apparecchiatura per l?esecuzione del procedimento secondo la presente invenzione comprende un turbosanificatore T, comprendente un corpo tubolare cilindrico 1, con parete interna 2 riscaldabile, chiuso alle contrapposte estremit? da fondi 3, 4, munito di aperture di ingresso 5 e di scarico 6 e al cui interno ? girevolmente supportato un rotore palettato 7 coassiale, le cui pale 8 sono disposte elicoidalmente. Coassialmente ed esternamente al corpo tubolare cilindrico 1 sono disposti mezzi riscaldanti 9, rappresentati schematicamente e costituiti da resistenze elettriche o sorgenti di radiofrequenza applicate sulla superficie esterna del corpo tubolare cilindrico 1 o da una camicia esterna coassiale destinata ad essere percorsa da un fluido riscaldante, preferibilmente costituito da vapore acqueo, acqua surriscaldata o olio diatermico.
Con l?utilizzo delle apparecchiature sopra descritte, il procedimento secondo la presente invenzione, in una sua forma di realizzazione non limitativa, pu? essere eseguito, come nell?esempio seguente, nell?ambito di una struttura ospedaliera.
Acque reflue di un reparto ospedaliero destinato al trattamento di pazienti affetti da malattie infettive vengono alimentate come flusso continuo nel turbosanificatore T, in cui il rotore palettato 7 ? posto in rotazione ad una velocit? tale da creare un film d?acqua ad alta turbolenza contro la parete riscaldata (ad esempio a una velocit? di 200-800 giri/minuto), attraverso l?apertura d?ingresso 5.
Tale flusso continuo di acque reflue grazie all?intensa azione meccanica esercitata dalle pale 8 del rotore 7, viene centrifugato contro la parete interna 2 del turbosanificatore, con formazione di uno strato fluido, tubolare, sottile, dinamico, altamente turbolento, in cui le minutissime goccioline di acque reflue avanzano, sospinte dalle pale 8, in sostanziale contatto con la parete interna del turbosanificatore, riscaldata ad una temperatura di 150?-300?C, verso l?apertura di scarico 6.
L?energia cinetica impartita dalle pale del rotore unitamente all?energia termica fornita dall?intimo contatto con la parete riscaldata 2 del corpo tubolare cilindrico 1 determinano la riduzione della carica microbiologica totale ed eliminazione di patogeni e virus di tali acque reflue, al quale contribuisce anche il vapore generato all?interno del turbosanificatore.
L?orientazione elicoidale delle pale 8 del rotore 7 fa s? che lo strato fluido, tubolare, sottile e turbolento venga sospinto verso l?apertura di scarico dopo un tempo di 1-30 minuti, preferibilmente circa 10 minuti, di permanenza delle gocce di acque reflue all?interno del turbosanificatore, tale da assicurare il raggiungimento della totale sanificazione microbiologica.
Dopo tale tempo, dall?apertura di scarico 6 viene scaricato un flusso continuo di acque reflue sanificate che cede il suo calore, in fase di raffreddamento, alle acque reflue in ingresso al turbosanificatore.
Le acque reflue sanificate vengono immesse nella rete fognaria. Tale esempio pu? essere applicato a qualsiasi altro tipo di reflui infetti.
La presente invenzione viene ulteriormente descritta con riferimento ad un esempio di attuazione del procedimento, fornito a mero titolo illustrativo e non limitativo.
ESEMPIO
Acque reflue di un reparto di infettivologia di una struttura ospedaliera sono state alimentate come flusso continuo con portata di 100 l/h nel turbosanificatore T, in cui il rotore palettato 7 era posto in rotazione ad una velocit? di 200 giri/minuto, attraverso l?apertura d?ingresso 5. La temperatura della parete interna 2 del turbosanificatore T era mantenuta a circa 200?C tramite riscaldamento ad opera di olio diatermico circolante nella camicia riscaldante del corpo tubolare cilindrico 1.
Il turbosanificatore T era installato in prossimit? dell?uscita del collettore delle acque reflue.
Dopo un tempo medio di permanenza di 10 minuti, attraverso l?apertura 6 di scarico ? stato scaricato un flusso continuo di acque reflue sanificate.
Le acque reflue sanificate in uscita dal turbosanificatore sono state sottoposte ad analisi microbiologica, per determinare l?eventuale presenza di microorganismi patogeni (batteri, virus) cos? come a test atti a individuare l?eventuale presenza di materiale genetico del SARS-CoV-2 (Rna), indicativa della presenza del Coronavirus. Le analisi e i test di cui sopra hanno dato esito totalmente negativo.
Claims (10)
1. Procedimento per la sanificazione di acque reflue che comprende la fase di sottoporre un flusso continuo di dette acque reflue a riscaldamento ad una temperatura di almeno 80?C.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto flusso continuo di acque reflue ? sottoposto a detta fase di riscaldamento in condizione di strato sottile e turbolento.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detto strato sottile e turbolento di acque reflue ? fatto scorrere in contatto con una parete riscaldata a una temperatura di almeno 80?C.
4. Procedimento per la sanificazione di acque reflue secondo una qualunque delle rivendicazioni 1-3, che comprende le fasi di:
- mettere a disposizione un turbosanificatore (T), comprendente un corpo tubolare cilindrico (1), con parete interna (2) riscaldabile, chiuso alle contrapposte estremit? da fondi (3,4), munito di almeno un?apertura di ingresso (5) e un?apertura di scarico (6) e al cui interno ? girevolmente supportato un rotore palettato (7) coassiale, le cui pale (8) sono disposte elicoidalmente;
- alimentare un flusso continuo di dette acque reflue in detto turbosanificatore (T), in cui il rotore palettato (7) ? azionato in rotazione;
- centrifugare, mediante l?azione di detto rotore palettato, detto flusso continuo contro la parete interna (2) del turbosanificatore (T), con formazione di uno strato fluido, tubolare, sottile, dinamico, altamente turbolento, composto da minute gocce di dette acque reflue, che avanzano in sostanziale contatto con detta parete interna (2) del turbosanificatore (T), riscaldata ad una temperatura di almeno 80?C, verso detta apertura di scarico (6),
- scaricare da detta apertura di scarico (6) un flusso continuo di acque reflue sanificate.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui detta parete interna (2) di detto corpo tubolare cilindrico (1) di detto turbosanificatore (T) ? riscaldata mediante mezzi riscaldanti (9) costituiti da resistenze elettriche o sorgenti di radiofrequenza applicate sulla superficie esterna di detto corpo tubolare cilindrico o da una camicia esterna coassiale destinata ad essere percorsa da un fluido riscaldante, preferibilmente costituito da vapore acqueo o olio diatermico.
6. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni 4 o 5, in cui il tempo medio di permanenza di dette acque reflue all?interno di detto turbosanificatore (T) ? compreso fra 1 e 30, preferibilmente tra 1 e 10, minuti.
7. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni 4-6, in cui la temperatura della parete interna (2) di detto turbosanificatore (T) ? compresa fra 85?C e 300?C.
8. Procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni 4-7, in cui dette acque reflue sanificate in uscita da detto turbosanificatore (T) vengono sottoposte a scambio termico con le acque reflue, prima che queste ultime vengano alimentate a detto turbosanificatore.
9. Impianto per l?esecuzione del procedimento secondo una qualunque delle rivendicazioni da 4 a 8, comprendente:
un turbosanificatore (T), comprendente
un corpo tubolare cilindrico (1), con parete interna (2) riscaldabile, chiuso alle contrapposte estremit? da fondi (3, 4), munito di aperture di ingresso (5) e di scarico (6) e al cui interno ? girevolmente supportato un rotore palettato (7) coassiale, le cui pale (8) sono disposte elicoidalmente;
mezzi riscaldanti (9) per il riscaldamento di detta parete interna, costituiti da resistenze elettriche o sorgenti di radiofrequenza applicate sulla superficie esterna di detto corpo tubolare cilindrico (1) o da una camicia esterna coassiale destinata ad essere percorsa da un fluido riscaldante.
10. Impianto secondo la rivendicazione 9, comprendente ulteriormente uno scambiatore di calore, in cui le acque reflue sanificate in uscita da detto turbosanificatore (T) vengono sottoposte a scambio termico con le acque reflue, prima che queste ultime vengano alimentate a detto turbosanificatore (T).
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