IT202100006089A1 - Sistema e metodo per la rimozione di microplastiche da acque marine - Google Patents
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Description
?SISTEMA E METODO PER LA RIMOZIONE DI MICROPLASTICHE DA ACQUE MARINE?
CAMPO DELL?INVENZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema da installare su unit? galleggianti per la rimozione di microplastiche dall?acqua di mari e oceani, cos? come ad un metodo per operare il sistema.
STATO DELLA TECNICA
Con il termine ?microplastiche? si intendono frammenti di piccole dimensioni di materiali polimerici di produzione industriale. Sebbene la definizione sia generica, per convenzione (adottata per esempio dalla National Oceanic and Atmospheric Administration statunitense, NOAA, e dall?Agenzia Europea delle Sostanze Chimiche, ECHA) questo termine indica particelle di plastica di dimensioni comprese tra 0,1 e 5000 micrometri (cio? tra 0,0001 e 5 millimetri).
Le microplastiche sono poi divise in primarie, quando hanno le dimensioni sopra indicate gi? al momento della produzione, e secondarie quando derivano dalla frammentazione di oggetti plastici di dimensioni maggiori. Le microplastiche primarie sono presenti soprattutto in prodotti igienici e cosmetici (per esempio, in forma di microgranuli abrasivi in dentifrici e creme cosmetiche), mentre microplastiche secondarie possono derivare per esempio dall?usura di pneumatici o di capi di abbigliamento in tessuti sintetici, o dalla degradazione di bottiglie o buste in materiale plastico.
Queste particelle sono considerate tra le principali responsabili dell?inquinamento delle acque, in particolare di mari e oceani: le microplastiche nei prodotti per la cura personale, cos? come quelle generate dal lavaggio di capi di abbigliamento, arrivano nei mari attraverso gli scarichi domestici, mentre microplastiche secondarie possono essere prodotte sulla terraferma ed essere poi trasportate nelle acque marine da agenti atmosferici (vento, oppure pioggia che trasporta particelle nella rete fognaria) oppure possono formarsi direttamente in mare.
? oramai riconosciuto dalla comunit? scientifica internazionale che le microplastiche costituiscono un serio problema per l?ambiente di mari e oceani perch? vengono ingerite dalla fauna marina, dalle specie pi? semplici fino a pesci e mammiferi marini di grandi dimensioni, causando in primo luogo problemi a questa fauna (squilibri ormonali, alterazioni della crescita e delle capacit? natatorie ?) e contaminando l?intera catena alimentare fino all?uomo; per brevit?, nel resto della descrizione si user? la definizione ?acqua di mare? intendendo anche quella degli oceani.
Per risolvere il problema, o almeno alleviarlo, alcuni studi hanno proposto di inserire dei filtri fisici negli impianti terrestri di trattamento delle acque reflue. Questi filtri sono generalmente costituiti da reti metalliche fissate su un telaio posto trasversalmente ad una condotta dell?acqua da filtrare, e sono caratterizzati dalle dimensioni delle aperture, convenzionalmente indicate con l?unit? ?mesh? che corrisponde al numero di maglie della rete per pollice lineare.
Studi su sistemi di questo tipo sono riportati per esempio negli articoli ?Solutions to microplastic pollution - Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies?, J. Talvitie et al., Water Res., vol. 123, ottobre 2017, pagg. 401-407, e ?Removal of > 10 ?m microplastic particles from treated wastewater by a disc filter?, M. Simon et al., Water (open access journal) 2019, 11(9), 1935.
Un problema dei sistemi terrestri di questo tipo ? che non possono intervenire sulle microplastiche rilasciate direttamente in mare (primarie) o formate in mare per usura e degradazione di rifiuti macroscopici (secondarie), n? sull?enorme quantit? di microplastiche gi? oggi presenti in mari e oceani.
Scopo della presente invenzione ? di fornire un sistema in grado di rimuovere microplastiche dall?acqua di mare da installare su unit? galleggianti, e il metodo per utilizzare il sistema.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Questi scopi vengono raggiunti tramite la presente invenzione, che in un suo primo aspetto riguarda un sistema, installato su unit? galleggianti, per la rimozione di microplastiche dall?acqua di mare, comprendente:
- una prima linea di collegamento tra una prima apertura su una parete dell?unit? galleggiante per il carico di acqua di mare e una seconda apertura sulla parete dell?unit? galleggiante per lo scarico di acqua in mare; - su detta prima linea, in sequenza da detta prima apertura a detta seconda apertura, una prima valvola di intercettazione, un primo filtro, una prima pompa per il carico di acqua di mare, una seconda valvola di intercettazione, una prima valvola di non ritorno, almeno una cassa di zavorra, una terza valvola di intercettazione, una seconda pompa per lo scarico di acqua dalla almeno una cassa di zavorra in mare, una terza valvola di non ritorno e una quarta valvola di intercettazione;
caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre:
- su detta prima linea in sequenza da detta prima apertura a detta seconda apertura, tra detta prima valvola di non ritorno e detta almeno una cassa di zavorra, un dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche e una seconda valvola di non ritorno;
- una seconda linea che collega detto dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche a detta seconda apertura su cui sono presenti, in sequenza da detto dispositivo di filtrazione di acqua a detta seconda apertura, un serbatoio per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche e una quarta valvola di non ritorno, in cui detto serbatoio per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche ? dotato, in corrispondenza della sua apertura di uscita verso detta seconda apertura, di un elemento filtrante con dimensioni delle luci uguali o inferiori a quelle di elementi filtranti presenti in detto dispositivo di filtrazione di acqua;
- una terza linea tra detto dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche e detta almeno una cassa di zavorra, su cui ? presente una terza pompa.
Nel suo secondo aspetto l?invenzione riguarda il metodo per operare il sistema sopra descritto per rimuovere le microplastiche dall?acqua di mare e stoccarle in un serbatoio temporaneo fino alla loro eliminazione in condizioni di sicurezza.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
- la Fig. 1 rappresenta in modo schematico il sistema dell?invenzione in una sua prima forma di realizzazione;
- la Fig. 2 rappresenta in modo schematico il sistema dell?invenzione in una sua seconda forma di realizzazione, specifica per navi;
- la Fig. 3 mostra una vista in sezione di un possibile dispositivo di filtrazione di acqua di mare da impiegare nei sistemi delle Figg. 1 o 2;
- la Fig. 4 mostra una vista in sezione di un dispositivo preferito per la filtrazione di acqua di mare da impiegare nei sistemi delle Figg. 1 o 2.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Nel suo primo aspetto, l?invenzione riguarda il sistema prima descritto nei suoi componenti essenziali, da installare su unit? galleggianti, che consente la rimozione di microplastiche dall?acqua di mare.
Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni, con il termine ?unit? galleggianti? si intendono sia unit? adibite al trasporto secondo il Codice della Navigazione, ossia mezzi dotati di autopropulsione, quindi navi di varie dimensioni, sia strutture galleggianti non dotate di autopropulsione come per esempio le piattaforme off-shore.
Inoltre, nella descrizione e nelle rivendicazioni si fa riferimento ad ?almeno una cassa di zavorra?, ma di norma nelle unit? galleggianti (siano queste navi o piattaforme) sono presenti pi? casse di zavorra disposte simmetricamente nell?unit?, destinate al riempimento con acqua di mare denominata zavorra, cio? quella voce di peso che incrementa il peso dell?unit? stessa; nel caso di navi, ci? ha lo scopo di conferire una migliore attitudine alla navigazione e una maggiore sicurezza in assenza del peso del carico o per entit? del peso del carico ridotta. Il sistema dell?invenzione non richiede una modifica profonda delle attuali modalit? di costruzione delle unit? galleggianti; piuttosto, la parte caratterizzante sopra descritta, formata dal filtro per microplastiche, dal serbatoio per lo stoccaggio temporaneo delle stesse, e da un sistema di lavaggio in controflusso del filtro (oltre alle linee di acqua e alle necessarie valvole e pompe), pu? essere integrata in modalit? di retrofitting nei sistemi di circolazione di acqua di mare gi? attualmente presente su dette unit? galleggianti per il caricamento e lo svuotamento della almeno una (ma normalmente pi? di una) cassa di zavorra.
La Fig. 1 mostra in modo schematico un possibile sistema di trattamento di acqua di mare dell?invenzione. Le frecce in figura indicano la direzione dei flussi di acqua nel sistema.
Il sistema, 100, comprende una prima linea 101, una seconda linea 116 e una terza linea 119.
La prima linea, 101, collega una prima apertura (102) su una parete dell?unit? galleggiante ad una seconda apertura (103) su una parete dell?unit? galleggiante; la prima apertura serve per il carico di acqua di mare per costituire una zavorra, mentre la seconda apertura consente lo scarico in mare dell?acqua di zavorra. Su questa prima linea 101 sono presenti gli elementi funzionali allo scopo, ed elementi che garantiscono che il flusso di acqua possa avvenire solo nella direzione dalla prima apertura 102 alla seconda apertura 103. Questi elementi sono, in sequenza dalla prima alla seconda apertura, una prima valvola di intercettazione 104, un primo filtro 105, una prima pompa 106 per il carico di acqua di mare, una seconda valvola di intercettazione 107, una prima valvola di non ritorno 108, un dispositivo 109 di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche, una seconda valvola di non ritorno 110, almeno una cassa di zavorra 111, una terza valvola di intercettazione 112, una seconda pompa 113 per lo scarico della almeno una cassa di zavorra, una terza valvola di non ritorno 114, e una quarta valvola di intercettazione 115. Sulla prima linea 101 sono inoltre presenti alcuni degli elementi caratteristici della presente invenzione, non necessari alla funzione di carico e scarico di acqua di zavorra e non presenti nei sistemi noti; questi elementi aggiuntivi, disposti tra la prima valvola di non ritorno 108 e la almeno una cassa di zavorra 111, sono un dispositivo 109 di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche e una seconda valvola di non ritorno 110.
La seconda linea, 116, collega il dispositivo di filtrazione 109 a detta seconda apertura 103. Sulla linea 116 sono presenti, in sequenza dal dispositivo di filtrazione 109 alla seconda apertura 103, un serbatoio 117 per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche e una quarta valvola di non ritorno 118. Come descritto in seguito, su questa seconda linea pu? inoltre essere presente un?ulteriore valvola di intercettazione (non mostrata in Fig. 1), in dipendenza del tipo di dispositivo di filtrazione 109 adottato nel sistema.
Infine, la terza linea 119 collega il dispositivo di filtrazione 109 e detta almeno una cassa di zavorra 111; in questa terza linea, l?acqua si muove in controflusso rispetto alla direzione del flusso nella linea 101; la direzione del flusso di acqua nella terza linea 119 ? garantita da una terza pompa 120.
La maggior parte degli elementi sulla linea 101 come detto sono gi? presenti nei sistemi tradizionali di carico di acqua di zavorra, e non necessitano di una descrizione dettagliata. In breve, le valvole di intercettazione 104, 107, 112 e 115 consentono di chiudere il sistema o sue parti, ed isolarli dall?acqua di mare quando necessario; le valvole di non ritorno 108 e 114 sono elementi di sicurezza che assicurano la direzione del flusso di acqua nel sistema nel caso di malfunzionamenti di altri elementi dello stesso; il filtro 105 ha aperture di dimensioni relativamente grandi, generalmente tra 3 e 12 mm, per evitare di costituire un ostacolo eccessivo al carico di acqua, ed ha lo scopo di impedire l?ingresso nel sistema di animali marini superiori, alghe o detriti di grosse dimensioni; la prima pompa 106 ? l?elemento essenziale per il carico dell?acqua di zavorra; e la seconda pompa, 113, ha lo scopo di favorire lo scarico dell?acqua dalla almeno una cassa di zavorra 111.
Nel caso di navi, sulla linea 101 ? inoltre presente un sistema di biotrattamento dell?acqua di mare per eliminare da questa i microrganismi. Il motivo della presenza di questo ulteriore elemento del sistema ? che il carico di acqua di mare in una prima area geografica, e il suo scarico in un?area differente, crea il rischio di contaminazioni biologiche dovute al trasporto di microrganismi tipici di un ecosistema ad uno diverso. Per ovviare al problema, la ?International Convention for the Control and Management of Ships? Ballast Water and Sediments? adottata dalla IMO (International Maritime Organization) nel febbraio 2004 ed entrata in vigore nel settembre 2017, obbliga le navi che si muovono su rotte transoceaniche a dotarsi di un sistema per il trattamento biologico delle acque imbarcate, finalizzato all?estinzione dei microrganismi caricati sulla nave con l?acqua di zavorra.
Il dispositivo di biotrattamento di acqua di mare pu? essere di vari tipi e basato su principi di trattamento chimici, elettrochimici o fisici. Possibili processi chimici consistono nell?aggiunta nel dispositivo di biossido di cloro, ClO2, che ha un?azione biocida superiore a quella del semplice cloro ed ? meno corrosivo in acqua di quest?ultimo, oppure l?ozonizzazione, che consiste nell?aggiungere all?acqua l?ozono, un potente ossidante dotato di azione biocida (l?ozono pu? essere prodotto in appositi dispositivi, detti ozonizzatori, in cui viene formato un plasma freddo che determina la formazione del gas a partire dall?ossigeno atmosferico). I processi elettrochimici possono consistere in elettrocatalisi o nell?elettrolisi dell?acqua di mare che genera cloro gassoso in situ. Infine, un dispositivo di biotrattamento di acqua di mare pu? funzionare grazie a lampade che emettono radiazioni ultraviolette, a loro volta note per avere azione biocida.
Un sistema dell?invenzione per l?impiego su navi, comprendente un dispositivo di biotrattamento di acqua di mare ? mostrato schematicamente in Fig.2; il sistema, 200, ? analogo a quello della Fig.1 (nelle Figg. 1 e 2 a numero uguale corrisponde un elemento uguale), ma comprende il dispositivo di biotrattamento 201 posizionato tra la valvola di intercettazione 107 e la valvola di non ritorno 108.
Secondo la presente invenzione, agli elementi noti sopra descritti e gi? presenti o previsti sulle unit? galleggianti viene aggiunto il sistema di rimozione e stoccaggio temporaneo di microplastiche, costituito dalla seconda linea 116, dalla terza linea 119, e dagli elementi presenti su queste.
In particolare, gli elementi caratteristici dell?invenzione sono il dispositivo 109 di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche, inserito sulla linea 101 e da cui parte la linea 116 sulla quale sono inoltre presenti il serbatoio 117 per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche e una quarta valvola di non ritorno 118; e la terza pompa 120 sulla terza linea 119.
La Fig. 3 illustra in modo schematico e in sezione un dispositivo di filtrazione di acqua 300 per uso nell?invenzione nella sua configurazione pi? semplice possibile; questa configurazione viene descritta essenzialmente per illustrare il principio di funzionamento del dispositivo filtrante. Il dispositivo, 300, ? diviso in due compartimenti, 301 e 302, da almeno un elemento filtrante 303; l?elemento 303 comprende una maglia (generalmente metallica) fissata ad un telaio collegato alle pareti interne del dispositivo 300. Le microplastiche in entrata nel dispositivo attraverso il flusso di acqua in arrivo dalla linea 101 vengono trattenute nel compartimento 301, fino a quando non vengono scaricate da questo compartimento tramite l?apertura della valvola di intercettazione 304 (la valvola 304 non ? mostrata nelle Figg. 1 e 2 in quanto ? richiesta solo quando si impiega questa forma semplice di dispositivo di filtrazione); l?acqua depurata dalle microplastiche passa attraverso l?elemento filtrante 303, e dal compartimento 302 prosegue lungo la linea 101 verso la cassa di zavorra 111 (quest?ultima non mostrata in figura).
Il serbatoio 117 per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche riceve le microplastiche dal compartimento 301 tramite la linea 116 durante la pulizia del filtro 303 (come descritto in seguito con riferimento al metodo dell?invenzione). In corrispondenza dell?apertura di uscita del serbatoio 117 ? presente un elemento filtrante 305 con dimensioni delle luci uguali o inferiori a quelle del filtro 303, di modo che l?acqua nel serbatoio 117 possa defluire verso l?apertura di scarico 103, ma le microplastiche (indicate in figura con M) siano trattenute nel serbatoio stesso.
La fig.4 illustra in modo schematico e in sezione un dispositivo di filtrazione di acqua per uso nell?invenzione in una configurazione preferita, che aumenta l?area della superficie filtrante, e quindi l?efficienza del dispositivo, a parit? di volume dello stesso. Il dispositivo, 400, ha una geometria cilindrica e contiene elementi filtranti 403, 403?, ?, che dividono il suo volume interno in primi compartimenti 401, 401?, 401??, 401??? e un secondo compartimento 402.
La linea 101, che alimenta l?acqua contenente microplastiche all?interno del dispositivo, presenta aperture in corrispondenza dei primi compartimenti 401, 401?, 401??, 401???; nella parte in uscita verso la cassa di zavorra, la linea 101 ? in comunicazione con il secondo compartimento 402. Una linea 119 ? a sua volta in comunicazione fluida con il secondo compartimento 402 tramite derivazioni 404, 404?, ? di detta linea, a cui sono collegati spruzzatori 405, 405?, 405??, ?; in figura per semplicit? ? mostrato un solo spruzzatore per ogni derivazione, ma il numero di spruzzatori collegato ad ogni derivazione di tipo 404 potrebbe essere superiore (per esempio, da tre a cinque). All?interno della linea 101 ? presente un collettore 406 aperto superiormente per l?acqua di lavaggio contenente microplastiche (l?apertura superiore ? indicata dalla linea tratteggiata in figura); il collettore 406 fa parte della linea 116 in uscita dal dispositivo 400, collegata al serbatoio 117.
I sistemi e dispositivi dell?invenzione sono stati descritti sopra con riferimento alle Figg. 1, 2, 3 e 4 a titolo esemplificativo, ma risulter? evidente al tecnico del settore che a questi sistemi possono essere apportate modifiche strutturali che non ne alterano il funzionamento, e che vanno considerate comprese nell?invenzione.
Solo per fare alcuni esempi di possibili modifiche, nel sistema rappresentato in Fig. 1 le posizioni di alcune valvole, per esempio le valvole 114, 115 potrebbero essere invertite, cos? come la valvola 118 potrebbe essere posizionata a monte del serbatoio 117; e il dispositivo di filtrazione 400 potrebbe contenere un numero diverso di primi compartimenti di tipo 401, per esempio da 2 a 15.
Nel suo secondo aspetto l?invenzione riguarda il metodo per rimuovere le microplastiche dall?acqua di mare e stoccarle nel serbatoio 117 fino alla loro eliminazione in condizioni di sicurezza. Con riferimento alle Figg. 1 e 2, secondo la normale operativit? del sistema di zavorra di una unit? galleggiante (una nave nel caso specifico della Fig. 2), aprendo la valvola di intercettazione 104 e azionando la pompa 106 viene caricata acqua di mare dall?apertura 102; l?acqua ? filtrata dal filtro 105 per rimuovere animali superiori e detriti di grosse dimensioni e viene inviata lungo la linea 101 per andare a riempire il serbatoio di zavorra 111. Dalla cassa di zavorra 111, quando necessario, l?acqua viene scaricata in mare attraverso l?apertura 103 aprendo le valvole di intercettazione 112 e 115, e azionando la pompa 113.
Sulla linea 101 ? posizionato il dispositivo di filtrazione delle microplastiche (109; 300; 400), che impedisce che queste raggiungano il serbatoio di zavorra 111 e che quindi possano essere riscaricate in mare. Dal dispositivo di filtrazione, tramite un suo lavaggio in controcorrente, le microplastiche vengono trasferite, con modalit? descritte in dettaglio nel seguito, al serbatoio di stoccaggio temporaneo 117. Il serbatoio 117 pu? essere svuotato, anche manualmente, quando contiene quantit? eccessive di microplastiche oppure, nel caso delle navi, anche ogni volta che la nave ? ferma in porto.
Il modo in cui il dispositivo di filtrazione delle microplastiche viene ripulito dalle stesse dipende dalla sua configurazione specifica.
Nel caso pi? semplice possibile, il dispositivo, 300, comprende due soli compartimenti 301 e 302 separati da un elemento filtrante 303. Col tempo l?elemento filtrante 303 viene intasato dalle microplastiche, e il flusso di acqua attraverso lo stesso risulta ostacolato, creando problemi all?operativit? del sistema di zavorra; la condizione di intasamento del filtro pu? essere controllata in modo automatizzato, per esempio, collegando due manometri ai due compartimenti 301 e 302 e monitorando in continuo o a intervalli di tempo prefissati la caduta di pressione ai due capi del filtro. Quando si rileva che l?elemento filtrante 303 ? intasato lo stesso pu? essere rigenerato lavandolo in controflusso. Allo scopo viene azionata la pompa 120 che spinge acqua dal serbatoio di zavorra 111 verso il compartimento 302; l?acqua attraversa l?elemento filtrante 303 nella direzione dal compartimento 302 al 301, spostando le microplastiche aderenti alla superficie dell?elemento filtrante 303 rivolta verso il compartimento 301; la valvola di non ritorno 108 impedisce che il flusso di acqua ritorni nella linea 101 in direzione della prima apertura 102. Aprendo la valvola di intercettazione 304 l?acqua contenente le microplastiche rimosse dal filtro viene diretta verso il serbatoio 117; all?interno di questo, le microplastiche vengono fermate dall?elemento filtrante 305, mentre l?acqua pu? defluire lungo la linea 116 verso l?apertura di scarico 103.
Nel caso del dispositivo filtrante 400, l?acqua segue la direzione indicata dalle frecce in Fig. 4, e quindi fluisce (o pu? fluire) contemporaneamente nella direzione di carico della cassa di zavorra e nella direzione (in controflusso rispetto a quella di carico) di lavaggio del filtro.
In questo caso, l?acqua da trattare entra nel dispositivo attraverso la linea 101, arriva nella parte inferiore dei compartimenti 401, 401?, 401??, 401??? e da qui pu? passare nel compartimento 402 solo attraversando gli elementi filtranti 403, 403?, ?, che trattengono le microplastiche. L?acqua passata nel compartimento 402 raggiunge il serbatoio di zavorra attraverso la linea 101 in uscita.
Il dispositivo 400 opera in modo che il livello di acqua al suo interno non superi (o superi solo di poco) il suo asse, di modo che la parte superiore dei compartimenti 401, 401?, 401??, 401??? e degli elementi filtranti 403, 403?, ?, cos? come l?apertura superiore del collettore 406, non siano immersi in acqua.
Le superfici degli elementi filtranti (403, 403?, ?) rivolte verso i compartimenti 401, 401?, 401??, 401??? devono essere pulite dalle microplastiche, periodicamente o in continuo. La pulizia viene effettuata ruotando gli elementi filtranti intorno al loro asse, di modo da portare la loro parte inizialmente nella parte inferiore del dispositivo nella parte superiore dello stesso, in corrispondenza degli spruzzatori 405, 405?, 405??, ? che ricevono l?acqua di lavaggio tramite la linea 119 e le derivazioni 404, 404?, ...
L?acqua spruzzata sulle superfici degli elementi filtranti 403, 403?, ? (rappresentata in Fig. 4 come elemento 407), rimuove le microplastiche da queste e le trasporta, dalla parte superiore dei compartimenti 401, 401?, 401??, 401???, nella direzione delle frecce verso l?apertura superiore del collettore 406, e da qui defluisce lungo la linea 116 verso il serbatoio 117. Anche in questo caso, come nel caso illustrato con riferimento alla Fig. 3, il lavaggio avviene in controflusso.
Il lavaggio delle superfici degli elementi filtranti 403, 403?, ? tramite rotazione intorno al loro asse pu? avvenire in modo periodico, quando si nota un intasamento eccessivo degli stessi (per esempio, osservando un innalzamento eccessivo dell?acqua nel dispositivo 400), oppure in modo continuo.
Il serbatoio 117 deve essere periodicamente svuotato delle microplastiche accumulate; questo potrebbe essere fatto tramite una o pi? botole disposte sulla parte superiore e/o inferiore del serbatoio stesso (non mostrate in Fig.3), o con altri metodi che risulteranno evidenti al tecnico del settore.
Il sistema e il metodo dell?invenzione consentono quindi di rimuovere microplastiche dall?acqua di mare come parte della normale operativit? del sistema di zavorra di unit? galleggianti.
Claims (8)
1. Sistema (100; 200) installato su unit? galleggianti per la rimozione di microplastiche dall?acqua di mare, comprendente:
- una prima linea (101) di collegamento tra una prima apertura (102) su una parete dell?unit? galleggiante per il carico di acqua di mare e una seconda apertura (103) sulla parete dell?unit? galleggiante per lo scarico di acqua in mare;
- su detta prima linea (101), in sequenza da detta prima apertura (102) a detta seconda apertura (103), una prima valvola di intercettazione (104), un primo filtro (105), una prima pompa (106) per il carico di acqua di mare, una seconda valvola di intercettazione (107), una prima valvola di non ritorno (108), almeno una cassa di zavorra (111), una terza valvola di intercettazione (112), una seconda pompa (113) per lo scarico di acqua dalla almeno una cassa di zavorra in mare, una terza valvola di non ritorno (114) e una quarta valvola di intercettazione (115); caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre:
- su detta prima linea (101) in sequenza da detta prima apertura (102) a detta seconda apertura (103), tra detta prima valvola di non ritorno (108) e detta almeno una cassa di zavorra (111), un dispositivo (109; 300; 400) di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche e una seconda valvola di non ritorno (110);
- una seconda linea (116) che collega detto dispositivo (109; 300; 400) di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche a detta seconda apertura (103) su cui sono presenti, in sequenza da detto dispositivo di filtrazione di acqua (109; 300; 400) a detta seconda apertura (103), un serbatoio (117) per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche e una quarta valvola di non ritorno (118), in cui detto serbatoio (117) per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche ? dotato, in corrispondenza della sua apertura di uscita verso detta seconda apertura (103), di un elemento filtrante (305) con dimensioni delle luci uguali o inferiori a quelle di elementi filtranti (303; 403, 403?, ?) presenti in detto dispositivo di filtrazione di acqua (109; 300; 400);
- una terza linea (119) tra detto dispositivo (109; 300; 400) di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche e detta almeno una cassa di zavorra (111), su cui ? presente una terza pompa (120).
2. Sistema (200) secondo la rivendicazione 1 in cui, quando l?unit? galleggiante ? una nave, tra detta seconda valvola di intercettazione (107) e detta prima valvola di non ritorno (108) ? presente inoltre un sistema (201) di biotrattamento dell?acqua di mare per l?eliminazione di microrganismi.
3. Sistema (100; 200) secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 o 2, in cui il dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche (300) ? diviso in due compartimenti (301, 302) da almeno un elemento filtrante (303) comprendente una maglia fissata ad un telaio collegato alle pareti interne del dispositivo, e il sistema (100; 200) comprende inoltre una quinta valvola di intercettazione (304) tra il dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche (300) e il serbatoio (117) per lo stoccaggio temporaneo delle microplastiche.
4. Sistema (100; 200) secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 o 2, in cui il dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche (400) comprende:
- una serie di elementi filtranti (403, 403?, ?) che dividono il suo volume interno in primi compartimenti (401, 401?, 401??, 401???) in collegamento diretto con la parte di detta prima linea (101) in ingresso in detto dispositivo ed un secondo compartimento (402) in collegamento diretto con la parte di detta prima linea (101) in uscita da detto dispositivo; - una serie di derivazioni (404, 404?, ?) della terza linea (119) disposte nella parte superiore del secondo compartimento (402), ad ognuna delle quali sono collegati uno o pi? spruzzatori (405, 405?, 405??, ?); - aperture nella parte superiore della prima linea (101) in corrispondenza dei primi compartimenti (401, 401?, 401??, 401???), e all?interno della prima linea (101) in corrispondenza dei primi compartimenti (401, 401?, 401??, 401???) un collettore (406) aperto superiormente in collegamento con la seconda linea (116) in uscita dal dispositivo (400).
5. Metodo per la rimozione di microplastiche dall?acqua di mare e il loro stoccaggio temporaneo comprendente le operazioni di:
- caricare acqua di mare in almeno una cassa di zavorra (111) di un?unit? galleggiante da una prima apertura (102) su una parete di detta unit?, aprendo una prima valvola di intercettazione (104) e azionando una prima pompa (106);
- far attraversare l?acqua di mare caricata tramite la prima apertura (102) ad un dispositivo (109; 300; 400) di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche disposto su una prima linea (101) che collega detta prima apertura (102) a detta almeno una cassa di zavorra (111);
- azionando una terza pompa (120), lavare in controcorrente gli elementi filtranti (303; 403, 403?, ?) per rimuovere le microplastiche trattenute da detti elementi filtranti con acqua alimentata da detta almeno una cassa di zavorra attraverso una terza linea (119) e trasferirle ad un serbatoio di stoccaggio temporaneo (117).
6. Metodo secondo la rivendicazione 5 in cui si impiega il sistema della rivendicazione 3, e in cui:
- le fasi di carico di acqua di mare in detta almeno una cassa di zavorra (111) e di lavaggio in controcorrente dell?almeno un elemento filtrante (303) avvengono in modo alternativo;
- durante la fase di carico di acqua di mare in detta almeno una cassa di zavorra (111) detta quinta valvola di intercettazione (304) ? chiusa; - durante la fase di lavaggio in controcorrente dell?almeno un elemento filtrante (303) detta quinta valvola di intercettazione (304) ? aperta.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5 in cui si impiega il sistema della rivendicazione 4, e in cui:
- il lavaggio in controcorrente degli elementi filtranti (403, 403?, ?) avviene periodicamente o in continuo, alternativamente o contemporaneamente alla fase di carico di acqua di mare in detta almeno una cassa di zavorra (111);
- durante il lavaggio in controcorrente degli elementi filtranti (403, 403?, ?) questi vengono fatti ruotare intorno al loro asse, portando la loro parte inizialmente nella parte inferiore del dispositivo di filtrazione di acqua per la rimozione di microplastiche (400) nella parte superiore dello stesso, in corrispondenza di detti spruzzatori (405, 405?, 405??, ?).
8. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui detto serbatoio di stoccaggio temporaneo (117) viene periodicamente svuotato delle microplastiche tramite una o pi? aperture disposte sulla sua parte superiore e/o inferiore.
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2022
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Patent Citations (3)
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| J. TALVITIE ET AL.: "Solutions to microplastic pollution - Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies", WATER RES., YOU. 123, October 2017 (2017-10-01), pages 401 - 407 |
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Also Published As
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