ITBO20130476A1 - Impianto per la depurazione di acque reflue e simili - Google Patents

Description

Titolo: IMPIANTO PER LA DEPURAZIONE DI ACQUE REFLUE E SIMILI

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un impianto per la depurazione di acque reflue e simili.

Si definisce depurazione delle acque reflue il processo di rimozione dei contaminanti di origine urbana o industriale, (ovvero di un effluente che è stato contaminato da inquinanti organici e/o inorganici).

Le acque reflue non possono essere infatti reimmesse direttamente nell'ambiente poichè fortemente inquinanti.

Il trattamento di depurazione delle acque reflue è costituito da diverse fasi (o processi) durante le quali, dall'acqua reflua vengono rimosse le diverse sostanze indesiderate o inquinanti.

Sono noti impianti che realizzano la depurazione delle acque reflue, i quali possono essere sostanzialmente di due tipologie o di tipo biologico o di tipo chimico-fisico.

Gli impianti di tipo biologico, sono generalmente provvisti di un comparto i trattamento primario o preliminare, che consiste in uno o più trattamenti, quali sedimentazione primaria, flottazione, trattamenti meccanici come grigliatura, rotostacciatura, dissabbiatura, disoleatura o altro, almeno un comparto per trattamenti preferibilmente scelto fra trattamenti di tipo chimico, chimico-fisico e biologici, almeno un comparto di ossidazione e un comparto di sedimentazione secondaria.

I trattamenti preliminari consistono in unità di trattamento nelle quali si attua una decantazione o una flottazione per la separazione dei solidi in sospensione, ottenendo una riduzione del carico inquinante in un range compreso fra il 20% e il 75% la rimozione della restante parte è demandato ai successivi trattamenti.

La fase di ossidazione sfrutta invece le capacità di alcune popolazioni di microrganismi aerobi, naturalmente contenute nei reflui, di utilizzare per il proprio metabolismo il contaminante organico.

Questo trattamento avviene nella vasca (o vasche) di ossidazione e prevede un'abbondante aerazione perché, i batteri presenti nel refluo stesso, hanno bisogno di ossigeno per degradare la sostanza organica biodegradabile presente, e più è alto il carico organico e maggiore sarà la richiesta di ossigeno da parte dei batteri aerobi. L'aerazione del liquame può essere effettuata mediante aerazione meccanica, insufflamento d'aria o insufflamento di ossigeno.

Durante questa fase avvengono numerosissime reazioni di biodegradazione della materia organica biodegradabile, dove a partire da composti organici complessi si arriva a composti inorganici semplici.

La sedimentazione secondaria segue la fase ossidativa e ha il compito di separare i fanghi biologici dal resto del refluo chiarificato o trattato.

Infatti, dopo un tempo opportuno di permanenza nella vasca di ossidazione, i fanghi biologici o attivi passano al sedimentatore secondario dove, sedimentando, si separano dal refluo trattato o chiarificato.

Sul fondo del sedimentatore secondario avremo fanghi biologici sedimentati e sopra avremo il refluo chiarificato o trattato cioè l'acqua depurata.

I fanghi secondari o biologici sono diversi dai fanghi primari i quali vengono separati dal liquame grezzo senza subire alcuna trasformazione da parte dei batteri.

Le acque reflue provenienti dai trattamenti preliminari prima di essere inviati al comparto di ossidazione possono subire uno o più trattamenti preferibilmente di tipo chimico-fisico o biologico di natura accessoria, i quali permettono una depurazione ancora più efficace e spinta.

Tali trattamenti, a monte della vasca di ossidazione, migliorano le caratteristiche del fango biologico con il conseguente aumento della resa dell'ossidazione biologica.

I trattamenti possono essere, a titolo esemplificativo, del tipo di trattamenti chimicofisici (chiariflocculazione), trattamenti meccanici (filtrazione su carboni attivi o su filtri a sabbia) trattamenti biologico-naturali (fitodepurazione, lagunaggio) trattamenti biologici (sgrossatura, nitrificazione, denitrificazione e defosfatazione) trattamenti di disinfezione, trattamenti specifici per la rottura di molecole recalcitranti ai trattamenti biologici e simili.

Gli impianti di depurazione delle acque reflue, indipendentemente dal fatto che siano di tipo biologico o di tipo chimico-fisico, sono costituiti da una pluralità di bacini e vasche, all'interno delle quali, sono realizzati i diversi procedimenti di depurazione, a seconda del tipo di refluo da trattare (urbano o industriale).

Questo implica che la superficie richiesta per realizzazione e l'installazione degli impianti sia piuttosto ampia.

Per tale ragione gli impianti sono generalmente realizzati in zone periferiche, a volte lontano dal luogo di produzione delle acque reflue, con conseguente aumento dei costi di esercizio e gestione.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo un impianto per la depurazione di acque reflue e simili che consenta di occupare una minore superficie di terreno rispetto alle tradizionali disposizioni.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre un impianto per la depurazione di acque reflue e simili ad elevata versatilità.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto per la depurazione di acque reflue e simili di costi contenuti, di relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un impianto per la depurazione di acque reflue e simili, caratterizzato dal fatto di comprendere un condotto di fornitura di acque reflue da trattare connesso ad un rispettivo ingresso di una vasca di trattamento del tipo preferibilmente scelto tra trattamenti chimici, meccanici, chimico-fisici, biologici e simili, una canalizzazione di collegamento fra detta vasca di trattamento ed almeno una vasca di ossidazione, ed una vasca di sedimentazione collegata, attraverso una rispettiva tubazione, a detta vasca di ossidazione, detta vasca di sedimentazione essendo provvista di almeno un'uscita connessa ad un condotto di scarico di acqua chiarificata, almeno due di dette vasche essendo sovrapposte verticalmente.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, dell'impianto per la depurazione di acque reflue e simili, secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la fig.1 rappresenta uno schema dell'impianto per la depurazione di acque reflue e simili in vista dall'alto in pianta;

la fig.2 rappresenta una sezione dello schema di figura 1 in vista dall'alto in pianta;

la fig.3 è una sezione parziale della figura 1 eseguita lungo l'asse III;

la fig.4 è una sezione parziale della figura 1 eseguita lungo l'asse IV.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 un impianto per la depurazione di acque reflue e simili.

L'impianto 1 comprende un condotto di fornitura 2 di acque reflue da trattare connesso ad un rispettivo ingresso di una vasca di trattamento 3 del tipo preferibilmente scelto tra trattamenti chimici, meccanici, chimico-fisici, biologici e simili.

L'impianto 1 comprende, inoltre, una canalizzazione 4 di collegamento fra la vasca di trattamento 3 e almeno una vasca di ossidazione 5, e una vasca di sedimentazione 6, collegata, attraverso una rispettiva tubazione 7, alla vasca di ossidazione 5.

Più particolarmente, la vasca di sedimentazione 6 è provvista di almeno un'uscita connessa ad un condotto di scarico 8 di acqua chiarificata.

La vasca di sedimentazione può essere del tipo preferibilmente scelto fra statico, meccanizzato, a pacchi lamellari e simili.

Almeno due delle vasche 3, 5 e 6 possono essere sovrapposte verticalmente.

Può essere predisposta una struttura 9 con colonne portanti 10 realizzata in materiale preferibilmente scelta tra materiali metallici, materiali compositi, materiale lapideo e simili. Tale struttura 9 può prevede un piano di appoggio 11, disposto superiormente ed a una certa distanza, da una delle vasche 3, 5, e 6 per il sostegno di una diversa vasca 3, 5 e 6.

Inoltre, la struttura 9 può essere provvista di una passerella 12 per facilitare la fruizione da parte dell'operatore alle diverse vasche 3, 5 e 6 per le operazioni di manutenzione e conduzione tecnica dell'impianto 1, e di una scala 13, preferibilmente scelta fra una scala alla “marinara”, a “chiocciola” e simili, per accedere alla passerella 12 stessa.

La distanza fra le due vasche, sovrapposte una all'altra, è tale da consentire le operazioni di controllo, di manutenzione, di pulizia, necessarie per un'efficiente funzionamento dell'impianto 1. Questa particolare disposizione delle vasche 3, 5 e 6 permette quindi di ottenere un ridotto ingombro che consente all'impianto 1 di occupare una minore superficie di terreno rispetto alle tradizionali disposizioni.

L'area disponibile per l'istallazione dell'impianto 1 potrebbe infatti, essere piuttosto limitata, ad esempio a causa del costo della stessa o per l'impossibilità di acquisirne in aree limitrofe, oppure per mancanza di spazio nell'area aziendale.

In tali condizioni, l'installazione di un impianto di tipo noto potrebbe non essere realizzabile a causa dell'elevata superficie occupato dallo stesso.

Secondo una differente soluzione realizzativa, di particolare utilità e praticità, almeno tre delle vasche 3, 5 e 6 possono essere sovrapposte verticalmente.

Secondo una diversa soluzione realizzativa di particolare semplicità, l'impianto di depurazione 1 può comprende una vasca di trattamento 3, due vasche di ossidazione 5, disposte in serie, ed una vasca di sedimentazione 6.

Tali vasche 3, 5 e 6 possono essere sovrapposte verticalmente a due a due.

Almeno una vasca 3, 5 e 6 può essere parzialmente interrata per limitare l'ingombro verticale dell'impianto 1.

Qualora le vasche fra loro sovrapposte fossero almeno tre, l'altezza raggiunta dall'impianto 1 potrebbe, infatti, risultare proibitiva.

Tale disposizione della vasca 3, 5 e 6 risulterà comunque conforme alle norme sulla sicurezza degli impianti in particolare in materia antinfortunistica.

Infatti, il fatto che almeno una parte della vasca 3, 5 e 6, sia interrata, consente un facile accesso alla vasca 3, 5 e 6 stessa, in particolare, per operazioni di controllo, di manutenzione, di pulizia, necessarie per un'efficiente funzionamento dell'impianto 1.

La vasca di trattamento 3 può essere del tipo preferibilmente scelto fra una vasca di denitrificazione, una vasca di nitrificazione, una vasca di defosfatazione, una vasca di disinfezione, una vasca di condizionamento, una vasca di chiariflocculazione, una vasca di filtrazione a carboni attivi, una vasca di filtrazione a sabbia, una vasca di sgrossatura e simili.

Le vasche 3, 5 e 6 possono comprendere uno strato di coibentazione in materiale a bassa conducibilità termica per il mantenimento di una temperatura uniforme all'interno delle vasche 3, 5 e 6.

Infatti, repentine ed estreme variazioni di temperatura possono comportare una notevole riduzione del rendimento di abbattimento degli inquinanti.

Inoltre, le vasche 3, 5 e 6 possono essere di forma preferibilmente scelta tra cilindrica, parallelepipeda e simili, e possono essere realizzate in materiale preferibilmente scelto fra materiali metallici, materiali compositi, materiali polimerici e simili.

Per ridurre ulteriormente l'ingombro in pianta dell'impianto 1, potranno essere utilizzate delle vasche 3, 5 e 6, cilindriche a sviluppo verticale. La vasca di ossidazione 5 può comprendere mezzi di insufflazione d'aria 14 e un dispositivo di sollevamento verticale 15 dei mezzi 14 stessi per la loro completa estrazione dalla vasca 5 stessa, per operazioni di manutenzione e sostituzione dei mezzi 14 stessi.

Tale dispositivo di sollevamento 15 potrà essere un dispositivo di sollevamento a verricello, che consente una rapida estrazione dei mezzi di insufflazione d'aria 14 dalla vasca di ossidazione 5.

In particolare, la vasca di sedimentazione 6 può essere provvista di almeno un'uscita collegata ad un rispettivo condotto di ricircolo dei fanghi 16 afferente alla vasca di trattamento 3.

L'ingresso 17 e l'uscita 18 della tubazione 7 possono essere poste a quote differenti; la tubazione 7 può comprendere almeno una deviazione 19 per consentire la dissipazione dell'energia cinetica delle acque reflue.

In particolare, la tubazione 7 potrà essere conformata a serpentina per consentire una più elevata dissipazione dell'energia cinetica delle acque reflue.

Inoltre, la tubazione 7 può essere provvista di un deflettore rompiflusso per impedire la formazione di moti turbolenti indesiderati all'interno della vasca di sedimentazione 6.

Secondo la soluzione preferita, illustrata a titolo esemplificativo nelle allegate figure, l'impianto di depurazione 1 può comprendere una vasca di denitrificazione 3, due vasche di ossidazione 5, disposte in serie, ed una vasca di sedimentazione 6.

La vasca di denitrificazione 3 è posta al di sopra di quella di sedimentazione 6, e il condotto di ricircolo dei fanghi 11, afferente all'almeno una vasca 3, è provvisto di una rispettiva pompa di ricircolo per consentire ai fanghi di raggiungere la vasca 3 posta ad una maggiore quota.

Dopo i trattamenti preliminari le acque reflue entrano nella vasca di denitrificazione 3 dove, in assenza di ossigeno, l’azoto nitrico viene abbattuto da batteri autotrofi che ne utilizzano l’ossigeno molecolare per la propria respirazione e per l’abbattimento di una parte di sostanza organica necessaria allo sviluppo di nuove cellule, passando successivamente in una prima vasca di ossidazione 5.In detta vasca di denitrificazione la miscelazione tra acqua e fango è garantita da un adeguato sistema di miscelazione.

L’ossidazione biologica consente la demolizione delle sostanze organiche riproducendo ed accelerando il naturale processo di autodepurazione delle acque.

Nelle vasche di ossidazione 5, l’immissione forzata di aria dal fondo, mediante mezzi di insufflazione d'aria 9, che la distribuiscono finemente, consente infatti la crescita di batteri, il cosiddetto fango attivo.

Le colonie di batteri che compongono il fango attivo, mediante il loro metabolismo in presenza di ossigeno, operano l’ossidazione della sostanza organica producendo anidride carbonica (ossidazione), inglobano fisicamente all’interno di fiocchi di fango attivo le particelle in sospensione di più piccola dimensione ed infine agevolano l’ossidazione dell’azoto ammoniacale a nitrato (nitrificazione).

I fanghi attivi sono trasferiti all’ultima fase di sedimentazione, dove vengono raccolti sul fondo, generalmente conico, o tronco-piramidale della vasca di sedimentazione 6 e ricircolati in testa alle vasche di denitrificazione 3 attraverso il condotto 11.

Sempre nella vasca di sedimentazione 6 si decanta l’acqua depurata biologicamente.

Vantaggiosamente, l'impianto 1 per la depurazione di acque reflue e simili consente di occupare una minore superficie di terreno rispetto alle tradizionali disposizioni.

Utilmente, l'impianto per la depurazione di acque reflue e simili ha un'elevata versatilità.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.Impianto per la depurazione di acque reflue e simili, caratterizzato dal fatto di comprendere un condotto di fornitura (2) di acque reflue da trattare connesso ad un rispettivo ingresso di una vasca di trattamento (3) del tipo preferibilmente scelto tra trattamenti chimici, meccanici, chimico-fisici, biologici e simili, una canalizzazione di collegamento (4) fra detta vasca di trattamento (3) ed almeno una vasca di ossidazione (5), ed una vasca di sedimentazione (6), collegata, attraverso un rispettiva tubazione (7), a detta vasca di ossidazione (5), detta vasca di sedimentazione (6) essendo provvista di almeno un'uscita connessa ad un condotto di erogazione (8) di acqua chiarificata, almeno due di dette vasche (3, 5, e 6) essendo sovrapposte verticalmente. 2.Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno tre di dette vasche (3, 5, e 6) essendo sovrapposte verticalmente. 3.Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una vasca di trattamento (3), due vasche di ossidazione (5) disposte in serie e una vasca di sedimentazione (6), dette vasche (3, 5, e 6) essendo sovrapposte verticalmente a due a due. 4.Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una vasca (3, 5, e 6) parzialmente interrata per limitare l'ingombro verticale di detto impianto (1). 5.Impianto, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta almeno una vasca di trattamento (3) è del tipo preferibilmente scelto fra una vasca di denitrificazione, una vasca di nitrificazione, una vasca di defosfatazione, una vasca di disinfezione, una vasca di condizionamento, una vasca di chiariflocculazione, una vasca di filtrazione a carboni attivi, una vasca di filtrazione a sabbia , una vasca di sgrossatura e simili. 6. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette vasche (3, 5 e 6) comprendono uno strato di coibentazione in materiale a bassa conducibilità termica per il mantenimento di una temperatura uniforme all'interno di dette vasche (3, 5, e 6). 7. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta vasca di ossidazione (5) comprende mezzi di insufflazione d'aria (14) e un dispositivo di sollevamento verticale (15) di detti mezzi (14) per la completa estrazione degli stessi da detta vasca (5) per operazioni di manutenzione e sostituzione di detti mezzi (14). 8. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta vasca di sedimentazione (6) è provvista di almeno un' uscita collegata ad uno rispettivo condotto di ricircolo dei fanghi (16) afferente a detta almeno una vasca di trattamento (3). 9. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'ingresso (17) e l'uscita (18) di detta tubazione (7) sono poste a quote differenti, detta tubazione (7) comprendendo almeno una deviazione (19) per consentire la dissipazione dell'energia cinetica di dette acque reflue. 10. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta tubazione (7) è provvista di un deflettore rompiflusso per impedire la formazione di moti turbolenti indesiderati all'interno di detta vasca di sedimentazione (6).