IT9020823A1 - Impianto di depurazione con dispositivo per il miglioramento dell'aerazione del liquido o liquame da trattare - Google Patents

Description

Descrizione di un'invenzione

Forma oggetto della presente invenzione un impianto per la depurazione di liquidi inquinati o liquami civili o indusriali del tipo comprendente una vasca atta a contenere tali liquami, mezzi atti a generare un flusso d'aria entro tale liquido, almeno parte di detti mezzi essendo generalmente disposti in corrispondenza del fondo di tale vasca, e mezzi atti a consentire l'invio a quest'ultima del liquido da depurare.

In tali impianti, entro il liquame sono disciolti particolari batteri (fanghi) il cui compito è quello di disgregare le sostanze inquinanti presenti nel liquido da depurare sino a mineralizzarle nei processi più spinti.

Al fine di attivare tali fanghi, durante l'esecuzione dei processi biologici di depurazione (siano essi reflui, urbani o industriali), occorre immettere ossigeno nel liquame, ossigeno che nella maggior parte dei casi viene prelevato direttamente dall'aria e distribuito nella massa di liquido. In altri casi, invece, viene immesso nella vasca direttamente ossigeno puro.

L'aria, a sua volta, viene immessa nel liquame mediante usuali mezzi soffianti e usuali mezzi "diffusori", i quali liberano l'aria sottoforma di bolle di diverse grandezze.

Quanto più le bolle sono piccole tanto più l'ossigeno in esse contenuto viene facilmente assorbito dai fanghi e, perciò, tanto maggiore è il rendimento di questi ultimi sul liquame.

Sono noti diversi dispositivi comprendenti i mezzi soffianti e diffusori dell'aria nel liquido da trattare.

Tali dispositivi generano bolle più o meno grandi che, con velocità differenti, risalgono la massa di liquame nella vasca e, giunti alla sua sommità, si liberano nell’ambiente ove tale vasca è posta.

A questo proposito si può affermare che tanto più le bolle sono di piccole dimensioni, tanto più il loro numero è elevato e tanto più facilmente l'ossigeno in esse contenuto viene assorbito dai fanghi. Di conseguenza, si avrà una loro miglior azione (o resa) sulle sostanze inquinanti disciolte nel liquido da depurare.

Gli impianti noti, pur consentendo di smaltire con maggior o minor efficienza le sostanze inquinanti presenti nel liquido da depurare, non consentono di raggiungere rendimenti elevati (quantità di sostanze inquinanti smaltite per unità di tempo a parità di massa di liquido da trattare). Ciò principalmente a causa del fatto che l'ossigeno che i fanghi riescono ad assimilare è sempre una minima quantità rispetto all'ossigeno che globalmente è diffuso entro la vasca con l'aria introdotta in essa, in quanto tale aria si disperde per la maggior parte nell'ambiente circostante la vasca e perciò ha un breve tempo di contatto con i fanghi.

I rendimenti suddetti possono essere ovviamente migliorati (con modalità in sè note); ma ciò andrebbe a scapito del costo di gestione dell'impianto.

Scopo dell'invenzione è quello di offrire un impianto del tipo sopra citato avente un rendimento superiore agli analoghi impianti noti.

Un ulteriore scopo è quello di fornire un impianto del tipo citato che abbia costi di gestione (a parità di rendimento) inferiori a quelli degli impianti noti.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un impianto di depurazione del tipo sopra citato, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un organo concavo disposto entro la vasca con la concavità rivolta verso il fondo di quest'ultima, detto organo essendo disposto al disopra della zona ove si ha la generazione del flusso d'aria sottoforma di bolle che risalgono il liquame ed essendo atto ad arrestare, almeno momentaneamente, tale risalita, detto organo creando in tal modo, entro il liquido da depurare, una sacca d'aria cosi da consentire una maggior assimilazione dell'ossigeno contenuto in quest'ultima da parte dei fanghi.

Per una miglior comprensione della presente invenzione si allega a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo il seguente disegno in cui:

la figura 1 rappresenta una vista schematica laterale, in sezione trasversale, dell'impianto realizzato secondo l'invenzione; e

la figura 2 rappresenta una sezione secondo la traccia II-II di figura 1.

Con riferimento alle citate figure, limpianto secondo linvenzione comprende una vasca 1, in cui è presente il liquido da trattare o liquame 2 (per es. dell'acqua inquinata), e degli usuali compressori 3 atti ad indirizzare dell'aria lungo rispettivi condotti 4 aprentesi in diffusori 5. Questi ultimi presentano dei fori 6 dai quali l'aria può essere liberata entro il liquame sottoforma di bolle 7.

Nell'esempio i compressori (o altri mezzi soffianti analoghi) sono esterni alla vasca 1; tuttavia si possono prevedere anche compressori (o mezzi similari) realizzati stagni ed introdotti nella vasca 1.

Secondo l'invenzione, al disopra dei diffusori 5 è posto almeno un organo concavo nella cui concavità si raccolgono almeno parte delle bolle 7 sopra citate.

Più in particolare, l'impianto delle figure comprende quattro organi concavi 8 (che in seguito definiremo campane) poggianti su e vincolati a strutture o gambe di supporto 9 fissate, in modo noto qualsiasi, al fondo 10 della vasca 1.

Ogni campana 7 presenta una struttura 11 definente una concavità rivolta verso il fondo 10 suddetto e delimitante un volume 13 in cui si raccolgono almeno parte delle bolle 7 liberantesi dal diffusore 5 corrispondente.

Le strutture di supporto 9 presentano piedi d'appoggio 14 e sono disposte, nell'esempio delle figure 1 e 2, in corrispondenza dei vertici di un triangolo ideale. Tali strutture 9, in alternativa, possono essere sostituite da barre trasversali portanti o da tiranti vincolati alle pareti 15 della vasca 1. Come ulteriore variante, ogni campana 8 può essere disposta galleggiante in corrispondenza della sommità della massa di liquame 2 e vincolata alle pareti 15 della vasca 1 per es. mediante tiranti.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, alle campane 8 sono associati mezzi rilevatori 20 atti a rilevare la quantità d'aria presente nei volumi 13 definiti delle campane stesse.

Tali mezzi rilevatori possono essere degli usuali pressostati, dei sensori ottici che rilevano le variazioni del coefficiente di assorbimento della luce nel liquame 2, dei sensori ottici che valutano la trasparenza del fluido (aria e liquame) presente nel volume 13 o mezzi analoghi in sè noti.

Tali rilevatori 20 sono connessi ad una o più unità di controllo corrispondenti 21 (vantaggiosamente a microprocessore) atte ad operare sui compressori 3, arrestandone il funzionamento, quando entro il volume 13 della campana 8, posta in corispondenza del diffusore 5 connesso a tale macchina, è presente una opportuna quantità d'aria e quindi di ossigeno).

Da ultimo, in corrispondenza di ogni campana 8 si apre un corrispondente condotto 23 connesso ad un collettore 24 portante liquame "fresco" entro la vasca 1. Con la realizzazione mostrata, tale liquame viene direttamente indirizzato nelle zone ove vi è più ossigeno e quindi ove i fanghi sono più attivi.

Supponiamo ora di utilizzare l’impianto delie figure.

Ponendo in azione i compressori 3, da ogni diffusore 5 si liberano le bolle 7 che, almeno per la maggior parte, vengono raccolte nella concavità delle campane 8.

E' noto, infatti che le bolle d'aria 7, generate in prossimità del fondo 10 della vasca 1, hanno la tendenza a salire in verticale sino a disperdersi in corrispondenza della sommità di tale vasca nell'ambiente.

Durante la risalita, le bolle 7 si raccolgono sotto ogni campana 8 e qui sostano sino a saturazione del volume 13; solamente dopo la completa saturazione di tale volume le suddette bolle potranno liberarsi dai lembi inferiori di detta campana e risalire ulteriormente verso la sommità della massa di liquame 2.

L'aria immessa nel liquame 2 viene così arrestata nel suo moto ascendente e rimane a disposizione dei fanghi biologici affinchè questi assimilino e metabolizzino l'ossigeno in tale aria presente.

Tali fanghi vengono cosi "attivati" ed iniziano a disgregare le sostanze inquinanti presenti in tale liquame; l'aria nel volume 13 (o sacca) di ogni campana si riduce infine man mano e che prosegue l'assimilazione da parte dei fanghi.

A questo proposito, una riduzione della sacca d'aria nel volume del 29% circa (rilevato dai mezzi 20 sopra citati) sta a significare la completa metabolizzazione di tutto l'ossigeno presente nell'aria immessa. Occorre a tal punto liberare i gas residui presenti nella campana 8 e riprendere Vimmissione d'aria (e quindi di altro ossigeno) entro la vasca.

Per ottenere ciò, è sufficiente aprire (manualmente o automaticamente) delle valvole di sfiato (in sè note e non rappresentate) poste sopra le campane 8 per liberare tali gas; nel contempo, il volume occupato da questi gas viene occupato dal liquame presente nella vasca. Immettendo ora nuova aria si ritorna alla situazione sopra citata.

Viceversa quando l’aria presente nella sacca 13 ha raggiunto un particolare e predefinito valore di saturazione, ciò viene rilevato dai mezzi 20 i quali inviano un segnale corrispondente alla relativa unità di controllo 21. In entrambi i casi (volume d'aria in valore prefissato o diminuzione di tale volume), quest'ultima, secondo un programma preimpostato, opera sul compressore 3 corrispondente e ne arresta il funzionamento (o lo riattiva) finché il valore dell'aria nella sacca 13 suddetto non raggiunge un livello predefinito.

Ovviamente l'unità 21 può essere del tipo che controlla, in modo continuo, il livello d'aria sotto la rispettiva campana 8; anche in tal caso, non appena tale livello supera un valore di soglia l'unità 21 opera sul corrispondente compresone 3, arrestandolo o riattivandolo.

Grazie alla disposizione dei condotti 23, inoltre, ogni introduzione di nuovo liquido inquinato nella vasca 1 viene effettuata in corrispondenza della zona ove i fanghi biologici sono particolarmente attivi. Ne consegue un più rapido ed efficiente attacco, da parte di tali fanghi, a tale liquido e quindi una sua più rapida ed efficace depurazione.

E' stato descritto un impianto comprendente quattro organi o campane concave 8 di raccolta delle bolle disposti in modo da formare uno strato di raccolta in corrispondenza del fondo 10 della vasca.

Tuttavia, possono prevedersi anche più strati di organi 8 tra loro sovrapposti (o almeno una campana superiore a quella prossima a detto fondo) e sfalsati di quel tanto che basta da poter arrestare le bolle 7 che sfuggono dai lembi inferiori delle campane 8 prossime al fondo suddetto (come rappresentato a tratto interrotto in figura 1).

Queste ulteriori campane 8A sono trattenute entro la vasca in modo noto qualsiasi, per es. attraverso tiranti 45 vincolati alle pareti 15 di tale vasca.

Un impianto realizzato secondo l'invenzione consente di trattenere una quantità d'aria non trascurabile per un lungo tempo entro la vasca 1 consentendo ai fanghi biologici di metabolizzare tutto l'ossigeno presente nell'aria insufflata.

Questo è ottenuto in modo semplice e con costi contenuti e presenta doti di affidabilità e di adattabilità non indifferenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Impianto per la depurazione di liquidi inquinati o liquami del tipo comprendente una vasca atta a contenere tali liquami, mezzi atti a generare un flusso d'aria, entro tale liquido, almeno parte di detti mezzi essendo disposti in corrispondenza del fondo di detta vasca, e mezzi atti a consentire l'invio a quest'ultima del liquido da depurare, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un organo concavo (8) disposto entro la vasca (1) con la concavità rivolta verso il fondo (10) di quest'ultima, detto organo (8) essendo disposto al disopra della zona ove si ha la generazione del flusso d'aria sottoforma di bolle (7) che risalgono il liquame (2) ed essendo atto ad arrestare, almeno momentaneamente, tale risalita, detto organo (8) creando in tal modo entro il liquido da depurare, una sacca d'aria (13) cosi da consentire una maggior assimilazione dell'ossigeno contenuto in quest'ultima da parte dei fanghi.
2. 2) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto che l'organo concavo (8) presenta una struttura (11) definente la concavità rivolta verso il fondo (10) della vasca (1) e delimitante un volume atto ad accogliere le bolle risalenti il liquame (2), tale struttura (11) essendo portata da mezzi di supporto (9) vincolati alla vasca (1) ed essendo disposte in corrispondenza di un rispettivo e noto mezzo (5) atto ad inviare l'aria entro la vasca (1).
3. 3) Impianto di cui alla riv. 2, caratterizzato dal fatto che la struttura (11) dell'organo concavo (8) è portata da e vincolata a piedi d'appoggio (9) fissati, in modo noto, al fondo (10) della vasca (1).
4. 4) Impianto di cui alla riv. 2, caratterizzato dal fatto che la struttura (11) dell'organo concavo (8) è associata a barre e/o tiranti fissati alle pareti (15) della vasca (1).
5. 5) Impianti di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto che l'organo concavo (8) è disposto galleggiante in corrispondenza della sommità della massa di liquame 2 e vantaggiosamente vincolato da tiranti alle pareti (15) della vasca (1).
6. 6) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto che all'organo concavo (8) sono associati mezzi (20) rilevatori della quantità d'aria presente nella concavità di tale organo (8), detti mezzi essendo vantaggiosamente connessi con almeno una corrispondente unità di controllo (11) connessa ai mezzi (3) atti a generare il flusso d'aria nella vasca (1).
7. 7) Impianto di cui alla riv. 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi rilevatori sono un pressostato.
8. 8) Impianto di cui alla riv. 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi rilevatori sono un sensore ottico.
9. 9) Impianto di cui alla riv. 6, caratterizzato dal fatto che l'unità di controllo è un circuito a microprocessore.
10. 10) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto che 1 mezzi atti a consentire l'invio di liquame (2) nella vasca sono un condotto (23) connesso ad un collettore (24) ed aprentesi nella vasca (1) in corrispondenza della concavità dell'organo concavo (8).
11. 11) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto di presentare più organi concavi (8) affiancati e disposti sostanzialmente su uno stesso piano.
12. 12) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto di presentare più organi concavi (8) disposti su piani differenti, detti organi (8) di ciascun piano essendo vantaggiosamente realizzati sfalsati tra loro.
13. 13) Impianto di cui alla riv. 1, caratterizzato dal fatto che ad ogni organo concavo (8) è associato un elemento valvolare di sfiato dell'aria presente nella concavità di tale organo.