IT202100009695A1 - "rimozione di anidride carbonica attraverso l’integrazione di un processo biologico di depurazione delle acque ed un processo di coltura vegetale in idroponia" - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale avente per TITOLO: ?Rimozione di anidride carbonica attraverso l?integrazione di un processo biologico di depurazione delle acque ed un processo di coltura vegetale in idroponia?,

Negli ultimi anni i fenomeni climatici sono cresciuti sia di intensit? che di frequenza tanto da diventare in molti casi fenomeni estremi. Da diversi anni ? diventato impossibile osservare il ripetersi delle regolari stagioni. I vari studi che si sono susseguiti nel tempo hanno individuato nell?aumento della concentrazione dell?anidride carbonica atmosferica la causa principale di questi fenomeni. ? noto dalle scienze che l?anidride carbonica contenuta nell?atmosfera interagisce con la radiazione termica solare e che questa interazione genera una conservazione e accumulazione di buona parte dell?energia termica solare che d? vita ad un fenomeno simile a quello che avviene nelle serre dal quale prende il nome di ?effetto serra?. L?effetto serra consiste quindi nel surriscaldamento dell?aria contenuta nell?atmosfera. La situazione sembra progredire negativamente all?aumentare della concentrazione dell?anidride nell?atmosfera come si vede nel passare degli anni. Per cominciare a risolvere tali problemi saranno quindi necessari interventi radicali.

A livello tecnologico non esiste ancora una tecnologia ottimale per la rimozione della anidride carbonica perch? si ? sempre fatto affidamento sulla capacit? di assorbimento delle piante presenti sul pianeta e sulla dissoluzione del gas negli oceani. Le soluzioni ingegneristiche ad oggi proposte risultano, poi, imponenti e molto costose. Ad esempio, ? stato proposto il pompaggio dell?anidride carbonica nel sottosuolo al posto del petrolio nei giacimenti vuoti. Questa tecnologia per? per funzionare necessit? di una certa energia necessaria a fare funzionare i compressori che a sua volta viene generata tramite altre fonti, in genere fossili, (le quali a loro volta producono ulteriore anidride carbonica). ? noto che i trasporti e le attivit? industriali costituiscono le fonti maggiori di immissioni artificiali di anidride carbonica in atmosfera, meno noto ? che accanto a queste vi sono altre fonti altrettanto importanti quali i processi aerobici, anaerobici e di fermentazione che degradano la materia organica. L?apporto di queste ? molto importante e sicuramente non trascurabile per la soluzione del problema. Tra questi processi la depurazione biologica delle acque costituisce una voce molto importante. Va messo in risalto sin d?ora che i processi di depurazione biologica riproducono, in un ambiente confinato, opportunamente strutturato, il fenomeno della degradazione naturale intensificato, ossia i processi di degradazione della materia organica avvengono in modo accelerato. Gli impianti biologici per il trattamento dei reflui possono quindi essere considerati, a ragione, come ecosistemi artificiali sottoposti a condizioni estreme la cui scelta deve essere orientata alla migliore efficacia ambientale dell?opera, operando con efficienza ed economicit?. La depurazione avviene per mezzo di reazioni biochimiche, dove il chimismo trasforma le sostanze organiche complesse in sostanze semplici, il tutto concentrato nel tempo e nello spazio. Considerando le emissioni relative al funzionamento dell?impianto biologico queste si possono suddividere in:

? Emissioni in atmosfera: trattasi di azoto, anidride carbonica e vapore acqueo.

? Scarichi liquidi: trattasi dei volumi d?acqua in uscita dall?impianto a valle del trattamento.

? Residui solidi: trattasi dei fanghi solidi composti da massa batterica e dei prodotti generati dalle reazioni biochimiche avvenute all?interno nell?impianto biologico.

? Emissioni termiche: trattasi del calore generato dalle reazioni biologiche che sono esotermiche e dagli apparati degli impianti (motori elettrici e compressori).

? Rumori: trattasi principalmente del rumore generato dai compressori che insufflano aria.

I microrganismi che svolgono la depurazione biologica, noti come flora batterica, sono individui monocellulari visibili al microscopio, che operano in condizioni di pH intorno alla neutralit? e a temperature non troppo elevate in ambiente ricco di ossigeno e formano spontaneamente il fango biologico. In detto ambiente ricco di ossigeno quale quello delle vasche di aerazione, si instaurano processi fisici, chimici e soprattutto biologici complessi: si sviluppa innanzitutto una ossidazione chimica dei composti riducenti quali idrogeno solforato, solfuri, solfiti. Caratteristica principale dei processi biologici ? per? quella di riuscire a ?bloccare? e processare le sostanze organiche disciolte, e proprio per questo pervengono a rendimenti depurativi elevati nella rimozione del BOD (domanda biologica di ossigeno) superiori a quelli ottenibili dai trattamenti chimici. Come tutti i processi biologici che avvengono in un mezzo liquido, l?ossigeno occorrente ai microrganismi deve essere reso disponibile allo stato disciolto e questo, a causa dell?elevatissima concentrazione di microrganismi, richiede una energica aerazione artificiale. L? ossigeno viene utilizzato dai microrganismi per lo sviluppo dei loro processi di assimilazione, e di degradazione della sostanza organica, di sviluppo e per generare energia utilizzando parte delle sostanze organiche solubili presenti nei liquami previa loro solubilizzazione attraverso particolari enzimi extracellulari, processi che possono essere tanto pi? spinti quanto pi? lunghi sono i tempi di aerazione. La cinetica della digestione aerobica, ovvero quella inerente al ciclo del carbonio, con produzione di fanghi attivi, si pu? riassumere in maniera semplificata come segue: attraverso particolari ceppi batterici di tipo aerobico, ossia che operano in presenza d?ossigeno disciolto, la sostanza organica ? metabolizzata producendo altra biomassa pi? semplice, anidride carbonica e acqua, secondo lo schema di seguito riportato.

Schema della reazione di fermentazione aerobica.

Dove;

Materia organica : convenzionalmente ? considerata come B.O.D.5 presente

O2 : l?ossigeno fornito dagli aeratori e disciolto nel refluo;

Batteri aerobici : rappresentano i vari microrganismi che si sviluppano e che hanno come

accettore energetico il carbonio;

Nuova biomassa : sostanzialmente rappresenta la situazione della materia organica, compresa la flora batterica che l?ha formata (comunemente detta fango attivo), dopo la reazione di ossidazione;

CO2 : anidride carbonica, metabolita della reazione;

H2O : acqua, metabolita della reazione.

L?energia necessaria allo svolgimento dei processi di sintesi viene ottenuta attraverso reazioni esotermiche di ossidazione biochimica della sostanza organica, con produzione di anidride carbonica, nitrati, solfati, fosfati che permangono nell?acqua (processo catabolico). I depuratori biologici fanno parte di questa categoria in cui i processi di degradazione batterica operano delle ossidazioni pi? o meno spinte producendo del biossido di carbonio e saranno trattati come esempio per la descrizione della tecnologia oggetto della presente domanda.

Dalla pratica della depurazione biologica si trova che la parte di COD (domanda chimica di ossigeno) rilasciata nell?atmosfera ? riconducibile mediamente a una trasformazione dell?80% rispetto al valore di COD presente in ingresso all?impianto. Per definizione, il COD corrisponde ai mg di O2 necessari per ossidare le sostanze organiche presenti nell?acqua e si ricava utilizzando il dicromato di potassio come agente titolante e ossidante in ambiente di acido solforico concentrato.

Per avere un?idea delle emissioni, consideriamo un impianto per la depurazione dei reflui domestici per circa 30.000 abitanti equivalenti con un COD medio di (500 mgO2/l) e una portata media di 6.000 mc al giorno. Da un semplice calcolo possiamo ricavare che come anidride carbonica queste corrispondono a 55 grammi di CO2 per metro cubo trattato e che quindi per 6.000 mc daranno origine ad una emissione complessiva di 330 Kg di anidride carbonica al giorno.

Nel caso di impianti di depurazione collegati a processi industriali, i valori in ingresso come carico inquinante sono molto pi? elevati e dipendono dal particolare ciclo tecnologico industriale. Questo chiaramente d? origine a emissioni pi? elevate di anidride carbonica in atmosfera.

Considerando che in Italia sono presenti migliaia di impianti di depurazione civili e industriali, e inoltre esistono altre migliaia di impianti biotecnologici, le loro emissioni complessive sono nell?ordine delle migliaia di tonnellate al giorno. Su scala europea dette emissioni aumentano ulteriormente per via del grande utilizzo delle tecnologie biologiche, specie nei paesi pi? industrializzati quali Germania, Svizzera e Francia.

Come detto in precedenza, ad oggi la rimozione dell?anidride carbonica dalle emissioni degli impianti di depurazione ? un problema che non ? ancora stato n? considerato n? affrontato e quindi nessuna tecnologia nello specifico ? mai stata proposta.

Dalla pratica delle scienze e dell?ingegneria ambientale si nota che, quando riusciamo a realizzare per i vari elementi chimici di un certo sistema un ciclo (nel senso che le sostanze vengono trasformate e ritornano ad essere le stesse dopo un certo numero di passaggi), allora il sistema risulta virtuoso e del tutto sostenibile. La natura ci insegna che nei sistemi naturali (in equilibrio e non intaccati dalle attivit? umane) sostanze quali per esempio il carbonio ritornano al punto di origine dopo essere state trasformate in vari passaggi del ciclo. Nel caso specifico del carbonio, questo viene fissato come elemento strutturale dagli organismi vegetali che lo ottengono dall?anidride carbonica presente nell?atmosfera la quale viene trasformata in carboidrati per mezzo dell?acqua e della luce solare (fotosintesi). Lo stesso carbonio fissato nelle piante, quando queste vengono consumate dagli organismi animali, viene trasformato nuovamente in anidride carbonica che viene emessa in atmosfera e diventa nuovamente disponibile per essere di nuovo fissata nelle piante. Con l?avvento della civilt? industriale, la trasformazione del carbonio vegetale (e fossile) in anidride carbonica ha superato la sua reintegrazione in carboidrati e di fatto ha spezzato la chiusura del suo ciclo generando un aumento del biossido di carbonio in atmosfera.

Per poter ripristinare nuovamente i cicli sono possibili due soluzioni di massima: diminuire l?emissione di anidride carbonica in atmosfera (permettendo alle piante disponibili di riassorbirla integralmente) oppure accelerare la velocit? delle reazioni che fissano l?anidride carbonica come carboidrati o come carboni fossili in una massa solida rimuovendola dall?atmosfera. Anche la dissoluzione negli oceani potrebbe in parte contribuire a mantenere una certa inerzia negli equilibri ma ha come contropartita una acidificazione delle acque che va a danneggiare altri equilibri molto delicati della fauna e flora ittica. Altre tecnologie si mostrano invece non economicamente percorribili. Essendo di fatto impossibile fermare le attivit? industriali e civili (e quindi le emissioni in atmosfera di anidride carbonica) l?unica soluzione percorribile rimane accelerare la velocit? di fissazione dell?anidride carbonica sui vegetali.

Questa idea sta alla base della presente invenzione. Tale accelerazione viene ottenuta integrando sinergicamente un ciclo di cultura idroponico ed un impianto di depurazione biologico a fanghi attivi (o un impianto biotecnologico) in modo tale da ottenere una intensificazione di ambo i processi. Infatti, la sinergia tra un processo di demolizione della materia organica quale la depurazione biologica delle acque e quello di formazione della materia organica quale quello della crescita delle piante (in questo caso in coltura idroponica), integrati in un unico processo, consente di ottenere un ciclo chiuso.

Nello specifico la volont? ? quella di utilizzare i prodotti del processo di depurazione biologica come reagenti per l?agricoltura idroponica in quanto si trovano nel giusto range di concentrazione richiesto per la crescita delle piante. In particolare, si intende utilizzare parte dell?anidride carbonica per creare un ambiente pi? favorevole allo sviluppo delle piante modificando la concentrazione di questa nell?atmosfera a contatto con le piante e sfruttando la capacit? della stessa di mantenere il calore anche nei periodi invernali.

Questa integrazione offre una serie di vantaggi che ? utile analizzare nella seguente trattazione; in particolare si vuole focalizzare l?attenzione sul fatto che tale sistema oltre ad ottenere una rimozione molto spinta della anidride carbonica incrementa anche il grado di depurazione delle acque ed in particolare dei composti azotati e dei fosfati (i quali sono i nutrienti principali per la crescita delle piante) agendo positivamente sull?eliminazione dell?eutrofizzazione delle alghe a valle dell?impianto di depurazione. Infatti le acque che alla fine del processo verranno scaricate dal sistema avranno una concentrazione di azoto e fosforo cos? basse da non permetteranno la crescita eutrofica delle alghe che necessitano proprio di questi due elementi per prolificare.

Come affermato precedentemente, un impianto di depurazione biologico, attraverso l?ossigeno atmosferico ed i batteri presenti nelle vasche di ossidazione, consente di convertire buona parte della massa organica in anidride carbonica. Gli stessi fenomeni di ossidazione liberano contemporaneamente nell?acqua una serie di composti azotati (ammine, ammoniaca, nitriti e nitrati), fosfati e solfati oltre a microelementi organici in piccola quantit?. Le stesse acque possiedono anche un proprio contenuto di calcio, potassio e magnesio che viene integrato dai processi di degradazione delle masse organiche processate. ? da notare anche che le reazioni di ossidazione sono esotermiche e le acque di processo nell?ossidazione si riscaldano e si trovano sempre ad una temperatura prossima o superiore ai 20?C.

Utilizzando questo processo il calore generato dai compressori d?aria che alimentano l?impianto, si unisce alla reazione esotermica biochimica e all?effetto serra e viene unitamente utilizzato per favorire il processo in qualsiasi stagione dell?anno, creando un ambiente simile a quello subtropicale.

Ora la botanica ci insegna che le piante dal punto di vista fisico necessitano di 2 elementi fondamentali: la luce ed il calore; dal punto di vista chimico invece richiedono per la maggior parte acqua e anidride carbonica a cui vanno aggiunti elementi fertilizzanti quali potassio, fosforo e azoto (in genere come nitrati o ammine o urea). Anche il calcio e magnesio, insieme a una serie di microelementi presenti nelle acque, contribuiscono in modo importante alla crescita delle piante. Va notato che tutti questi elementi, ad esclusione della anidride carbonica (che ? un gas), sono presenti nelle acque trattate dei processi di depurazione organica.

? ora evidente che se captiamo la anidride carbonica prodotta dall?impianto di depurazione e la utilizziamo per realizzare un?atmosfera ricca della stessa per utilizzarla come fonte di carbonio per le piante e forniamo alle stesse l?acqua depurata a valle del processo di ossidazione (che ? ricca di oligoelementi e sostanze nutritive), questo ci fornisce un sistema ottimizzato per praticare l?idroponia intensiva; essendo poi l?acqua del processo di depurazione tiepida, per via del calore generato dai compressori utilizzati per l?aerazione del sistema, manteniamo tiepida l?acqua anche nei periodi invernali, ci? permette di praticare le colture anche nella stagione fredda e quindi consente di ottenere un processo che lavora tutto l?anno, creando un ambiente simile a quello subtropicale.

DESCRIZIONE DELLE TAVOLE

La TAVOLA 1 rappresenta una delle possibili configurazioni del sistema. In questa configurazione sopra la vasca di ossidazione (D) viene costruita una struttura con un materiale trasparente tipo serra (H) nella quale verranno alloggiate delle piante inserite in supporti sospesi (O) in modo tale che le radici possano attingere i vari nutrienti direttamente dal liquido in vasche di ossidazione (D). L'anidride carbonica generata dalle reazioni biologiche di ossidazione rester? quindi confinata all'interno di questa struttura per diventare disponibile alle piante per le reazioni di fotosintesi. Con questa configurazione, le temperature all'interno della serra (H) saranno pi? elevate per via del riscaldamento dovuto all?effetto serra ed alla minore dissipazione del calore nell'ambiente. Le reazioni di depurazione e la crescita delle piante procederanno quindi in modo pi? spedito con rendimenti pi? elevati.

La TAVOLA 2 rappresenta una seconda configurazione possibile, dove le strutture trasparenti con funzione di serra (H) riguardanti le piante e la coltivazione idroponica sono costruite all'esterno dell'impianto di depurazione acque. In questa configurazione viene pertanto costruita una copertura (E) sopra la vasca di ossidazione (D) che ha il compito di captare i gas sviluppati dal processo e convogliarli nella serra (H), destinata alla cultura idroponica tramite una canalizzazione realizzata con tubi in acciaio (G). Essendo i gas in leggera sovrappressione rispetto all'atmosfera, in quanto l'aria viene pompata nella vasca di ossidazione tramite compressori, non sar? necessario un sistema di pompaggio dedicato. Per quanto riguarda le acque, queste, dopo essere state separate dai solidi in un sedimentatore, verranno convogliate all'interno della struttura, sotto le piante in modo tale che le radici possano attingere i nutrienti. Una volta che le acque avranno svolto il loro compito di fertirrigazione saranno quindi convogliate allo scarico finale.

Nella TAVOLA 3 invece ? rappresentato il flusso di processo basato sulla configurazione della TAVOLA 2 dove si pu? vedere che le acque in arrivo all'impianto affluiscono alla vasca di accumulo (B) dalla quale poi vengono convogliate alle vasche di ossidazione (D) in cui avvengono le reazioni di depurazione biologica. Le acque depurate vengono quindi inviate ad un chiarificatore (K) che separa i solidi sospesi dal liquido. Il liquido finale viene a sua volta inviato alle vasche delle piante in cultura idroponica presenti nella serra (H). I gas sviluppati nella vasca di ossidazione (D) verranno invece captati tramite una cupola (E) posta sopra la vasca (D) e convogliati con tubazioni (G) in acciaio o materiale plastico nelle serre (H) in cui viene praticata la cultura idroponica.

Sia le acque sia i gas, dopo aver svolto la loro funzione, verranno rilasciati nell?ambiente.

? poi importante notare che combinando i fenomeni si ottengono ulteriori vantaggi. Quando andiamo a costruire una struttura trasparente sopra queste piante per poter captare la luce e mantenere il calore all?interno (come raffigurato nella FIG.2 oppure nella FIG.4), e andiamo a convogliare in questa struttura l?anidride carbonica sviluppata dall?impianto depurativo, captata da una copertura e raccolta attraverso una tubazione in acciaio inossidabile, otteniamo all?interno di questa struttura trasparente un?atmosfera particolarmente ricca in anidride carbonica. Questa atmosfera si riscalda facilmente con la luce solare e permette una sorta di autoriscaldamento all?interno della struttura stessa. Dal punto di vista chimico, questa atmosfera, ricca in anidride carbonica, consente una accelerazione delle reazioni di fissazione della stessa anidride carbonica nella massa organica delle piante per via della maggiore concentrazione dei reagenti (anidride carbonica e acqua). I nutrienti contenuti nell?acqua depurata, che presenta temperature da zona climatica temperata o tropicale, ? fattore ideale per la crescita idroponica rapida. Le piante si svilupperanno pi? velocemente in tali condizioni e soprattutto pi? come fusto che come radice, essendo tutti i nutrienti gi? disponibili in abbondanza nell?acqua che alimenta le piante. Le temperature moderatamente elevate dell?acqua aiutano anche i fenomeni di assorbimento dei nutrienti. In agricoltura idroponica ? gi? possibile ottenere diversi raccolti all?anno con le attuali tecnologie, ma con questa integrazione sar? possibile moltiplicare ulteriormente questi raccolti grazie alla possibilit? di operare anche durante la stagione fredda (per via dell?acqua tiepida e del fatto che la presenza di anidride carbonica nelle serre favorisce il riscaldamento dell?atmosfera interna presente per via dell?assorbimento della radiazione solare). Pertanto questo tipo di processo combinato, idroponia depurazione, permette la realizzazione di culture massive (con la contemporanea rimozione della anidride carbonica sviluppata dai processi di depurazione) e un miglioramento della qualit? dell?acqua allo scarico dell?impianto (le piante, infatti, rimuovono i nutrienti necessari in particolare azoto e fosforo).

Per ottenere un sistema che possa sfruttare questa sinergia ci sono due possibili configurazioni. La prima, raffigurata in TAVOLA 1, prevede l?utilizzo della stessa vasca (D) per l?ossidazione e l?idroponia e richiede quindi la costruzione di una struttura trasparente (H) sopra detta vasca (D). Le piante verranno collocate su supporti che possono essere galleggianti o sospesi (O) che permettono alle radici di restare immerse nel liquido della vasca (D). Nella seconda configurazione, raffigurata in TAVOLA 2, ? invece prevista la costruzione di una struttura trasparente tipo serra (H) esterna alla vasca di ossidazione (D). in questa struttura (H) saranno presenti delle vasche per svolgere la coltivazione idroponica e queste saranno alimentate dalle acque provenienti dalla vasca di ossidazione (D) attraverso una tubazione (G), opportunamente filtrate. Nella struttura verr? inoltre convogliata l?anidride carbonica sviluppata dalla vasca di ossidazione (D) opportunamente captata mediante la copertura (E) della vasca stessa e convogliata alla serra (H).

Entrambe le configurazioni consentono rendimenti elevati di depurazione e forniscono culture che possono trovare applicazione come foraggio per animali, biocombustibili o altro. Una applicazione interessante per questa tecnologia ? quella degli stabilimenti zootecnici dove la necessit? di abbattere reflui molto carichi, specie in azoto, trova in questa tecnologia una soluzione sia per il problema della depurazione delle acque, sia per il problema dei nitrati, sia per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Inoltre, l?utilizzo di colture ad alto assorbimento di azoto tipo il mais, compatibile con il foraggio degli animali, consente di realizzare un ciclo non solo virtuoso ma economicamente vantaggioso. Molte altre sono le possibili applicazioni, per esempio nelle industrie alimentari.

Tale sistema pu? anche essere esteso ad altre sorgenti di anidride carbonica di tipo naturale o artificiale (biotecnologico) facendo per? attenzione all?acidit? dei fumi che ? deleteria per le piante.

Va infine fatto notare che simili sistemi non esistono e che sono cosa ben diversa dalla bio-depurazione degli aeriformi praticata sulle coperture degli impianti di depurazione per rimuovere gli odori.

Ad oggi sono stati condotti diversi test in scala ottenendo riscontri positivi.

Per meglio chiarire il processo, nella TAVOLA 3 ? rappresentato il flusso di un impianto utilizzato nella configurazione della TAVOLA 2 e che viene di seguito descritto.

Nella TAVOLA 3 ? rappresentato il flusso di un processo preferito che ? sviluppato secondo la configurazione rappresentata in TAVOLA 2, ovvero un impianto a fanghi attivi standard al quale ? stato connesso un sistema idroponico. In tale impianto (FIG.5) le acque da trattare pervengono alla vasca di accumulo (B) attraverso il condotto (A). Le acque dalla vasca di accumulo, a loro volta, passano alla vasca di ossidazione (D) sulla quale ? presente una copertura (E) per la captazione del gas rilasciato dalla vasca (D). Le acque dopo essere state trattate nella vasca di ossidazione (D) sono convogliate al chiarificatore (K). Le acque, dopo essere state separate dai sospesi nel chiarificatore (K), vengono convogliate alla serra idroponica (H) attraverso il condotto (M) dove verranno utilizzate dalle radici delle piante per ricavare i nutrienti necessari. Le acque, una volta utilizzate dalle piante, saranno convogliate allo scarico delle acque (N). Contemporaneamente il sistema di captazione (E) dei gas rilasciati dalla vasca di ossidazione (D) presente sopra la vasca di ossidazione stessa convoglia i gas prodotti dai processi di ossidazione attraverso il condotto (G) alla serra (H), dove le piante utilizzeranno convenientemente i gas, molto ricchi di anidride carbonica, per i processi di fotosintesi necessari al loro sviluppo. Una volta usati, i gas impoveriti dell?anidride carbonica ed arricchiti in ossigeno verranno poi liberti in atmosfera attraverso lo spurgo (I).

TEST SPERIMENTALE

L?idea base del progetto ? quella di fissare l?anidride carbonica prodotta dai processi di depurazione in organismi vegetali, integrandola con il processo di crescita e sviluppo delle piante.

Il sistema ? quindi funzionale alla cattura, alo stoccaggio e al riutilizzo dell?anidride carbonica (noto gas serra), utilizzandola come risorsa.

Di seguito sono descritti gli step del progetto:

- Analisi di fattibilit?

- Esecuzione di test preliminari di laboratorio

- Progettazione di un impianto pilota

- Sviluppo dell?impianto pilota

- Esecuzione dei test

- Analisi dei dati ottenuti

L?impianto pilota testato consiste in una vasca di circa 50 l completa di coperchio forato che permette di collettare e imprigionare l?anidride carbonica prodotta dalla degradazione aerobica (di una miscela bilanciata di carbonio, azoto e fosforo) e trasportarla a un letto di argilla. Insieme all?anidride carbonica, vengono anche trasportate delle micro gocce di acqua (vapore acqueo che condensa) e gli oligoelementi tramite aerosol, provenineti dalle micro esplosioni delle bollicine d?aria sulla superficie del bagnasciuga (argilla espansa).

Con la crescita delle radici, che si allungano sul pelo libero della vasca, si otterr? un aumento della superficie di scambio e delle velocit? di approvvigionamento sia dei microelementi che dell?acqua.

In tale sistema l?anidride carbonica, che risale dalla vasca di ossidazione, viene a circondare la parte fogliare delle piante con un movimento ascendente; pertanto viene aumentata nel tempo e nello spazio la sua concentrazione che porta a una maggiore efficienza nella crescita delle radici delle piante.

Il microclima creato all?interno di questa piccola serra (temperatura costante a 25?C, umidit? relativa variabile dal 60 al 80 % e irraggiamento solare) ha mostrato un incremento della crescita delle piante sia come massa che come tempo di maturazione rispetto alla medesima cultura impiantata e alimentata nel modo consueto. ? pertanto risultato sperimentalmente che ? possibile generare raccolti maggiori e pi? frequenti rispetto ai metodi di agricoltura tradizionali e ridurre le emissioni di anidride carbonica in atmosfera nel tempo.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI

1. Un metodo per la rimozione dell?anidride carbonica prodotta dalle emissioni di impianti biotecnologici per la depurazione delle acque caratterizzato dal fatto di accelerare il processo di fissazione del biossido di carbonio nella massa vegetale tramite l?utilizzo di un ambiente arricchito in biossido di carbonio, vapore acqueo e l?acqua depurata dall?impianto, ricca in nutrienti, come ambiente intensificato per il processo di fotosintesi e crescita accelerato caratterizzato dai seguenti passi:

- le emissioni gassose contenenti biossido di carbonio generate dalla vasca di ossidazione (D) (reattore biologico) vengono raccolte tramite una copertura integrale (E) della vasca;

- le emissioni raccolte al di sopra della vasca di ossidazione (D) dalla copertura (E), vengono inviate attraverso un compressore (F) ed un sistema di tubazioni (G) ad una serra costruita in materiale trasparente (H);

- all?interno della serra trasparente (H) sono presenti delle vasche nelle quali vengono realizzate le colture di massa vegetale in ciclo idroponico;

- le acque risultanti dal processo di ossidazione biologica sono raccolte ed inviate alle vasche di coltura, presenti all?interno della serra (H), tramite una pompa (L) e un sistema di tubazioni (M);

- le emissioni gassose, impoverite del biossido di carbonio, vengono poi rilasciate in atmosfera attraverso uno sfiato (I) realizzato nella struttura della serra (H);

- le acque alimentate alle vasche idroponiche, una volta impoverite dei nutrienti, assorbiti dalle piante, vengono poi convogliate allo scarico (N).

2. Un metodo secondo la rivendicazione 1 dove le colture vegetali vengono effettuate in terra anzich? in ciclo idroponico.

3. Un metodo secondo le rivendicazioni 1 e 2 dove i nutrienti presenti nelle acque depurate sono integrati ed ottimizzati tramite aggiunte di prodotti chimici.

4. Un metodo secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 dove le serre (H) sono integrate alle vasche di ossidazione biologica (D);

5. Un impianto per la depurazione di acque reflue, e la contemporanea rimozione dell?anidride carbonica, caratterizzato dal fatto di comprendere un condotto di alimentazione (A) delle acque reflue da trattare connesso ad una vasca di equalizzazione (B) che a sua volta ? connessa tramite una tubazione (C) all?ingresso di una vasca di ossidazione (D) di tipo biologico. La vasca di ossidazione (D) ? chiusa nella parte superiore tramite una copertura (E) che funge da captazione dei gas, che ? dotata di una canalizzazione di collegamento (G) per trasferire i gas captati ad una serra trasparente (H). Detta tubazione pu? essere dotata di un sistema di compressione (F) per il trasferimento dei gas alla serra. La vasca di ossidazione (D) ? dotata inoltre di una canalizzazione (J) che la collega ad una vasca di sedimentazione (K), la quale a sua volta ? provvista di almeno un'uscita connessa ad un condotto di erogazione (M) dell?acqua chiarificata da cui parte del liquido chiarificato viene prelevato attraverso una derivazione ed una pompa (L) ed inviato per mezzo della tubazione (M) alle vasche realizzate all?interno della serra (H) per alimentare le colture vegetali. Dette acque, dopo aver attraversato le vasche, vengono quindi scaricate attraverso lo scarico (N); i gas captati alimentati alla serra (H), dopo aver attraversato tutta la struttura, vengono scaricati in atmosfera attraverso lo sfiato (I);

6. Un impianto secondo la rivendicazione 5 dove la serra (H) ? costruita sulla vasca di ossidazione (D) e ne costituisce la copertura / captazione (E);

7. Un impianto secondo le rivendicazioni 5 e 6 dotato di vasche di ossidazione multiple;

8. Un impianto secondo le rivendicazioni 5, 6 e 7 dotato di serre multiple.