ITFI980173A1

ITFI980173A1 - A WASTE WATER PURIFIER WITH A COMPACT STRUCTURE

Info

Publication number: ITFI980173A1
Authority: IT
Inventors: Mario Regoli
Original assignee: Mario Regoli
Priority date: 1998-07-20
Filing date: 1998-07-20
Publication date: 2000-01-20
Also published as: IT1304876B1

Description

"Un depuratore di acque reflue avente struttura compatta" "A wastewater purifier with a compact structure"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato riguarda un depuratore di acque reflue, come acque di scarico di officine meccaniche, apparecchiature di lavaggio di autoveicoli, industrie galvaniche, tessili, conciarie e simili. The present invention relates to a waste water purifier, such as waste water from mechanical workshops, car washing equipment, galvanic, textile, tanning and similar industries.

Tali trattamenti delle acque reflue prevedono comunemente di miscelare a dette acque agenti flocculenti, regolatori del pH e coagulanti. Per provocare la separazione degli inquinanti, l'azione di tali agenti richiede che questi vengano completamente miscelati all'acqua da trattare e lasciati agire per un certo tempo, con decantazione dei liquidi e sedimentazione dei prodotti solidi. Gli impianti comunemente in uso per tale scopo comprendono una successione di vasche di trattamento, in particolare una vasca di disoleazione, nella quale le parti oleose sono separate per galleggiamento, una vasca di reazione, nella quale dette soluzioni sono miscelate all'acqua da trattare mediante un agitatore meccanico, ed una vasca di decantazione munita di una sonda misuratrice del pH per la regolazione del pH. Tali impianti risultano pertanto generalmente piuttosto ingombranti, anche per limitate quantità di acque reflue da trattare. Such wastewater treatments commonly involve mixing flocculent agents, pH regulators and coagulants with said waters. To cause the separation of pollutants, the action of these agents requires that they are completely mixed with the water to be treated and left to act for a certain time, with decanting of the liquids and sedimentation of the solid products. The plants commonly used for this purpose include a succession of treatment tanks, in particular a de-oiling tank, in which the oily parts are separated by floating, a reaction tank, in which said solutions are mixed with the water to be treated by means of a mechanical stirrer, and a settling tank equipped with a pH measuring probe for pH regulation. These plants are therefore generally rather bulky, even for limited quantities of waste water to be treated.

Il presente trovato ha lo scopo di provvedere un dispositivo depuratore delle acque reflue di limitato ingombro, particolarmente adatto per piccole officine e per impianti di lavaggio di autoveicoli. Nel depuratore secondo il trovato le soluzioni dei vari agenti per il trattamento chimico-fisico delle acque sono immesse iniettandole mediante pompe dosatrici direttamente nella conduttura di alimentazione delle acque reflue ad una vasca di decantazione. Le acque reflue cosi addittivate sono alimentate nella parte superiore della vasca di decantazione e seguono internamente ad essa un percorso a labirinto per completare la loro miscelazione con dette soluzioni. E' prevista almeno una conduttura di prelievo delle acque chiarificate con bocca di presa posta al di sotto del pelo libero del contenuto della vasca di decantazione ed al di sopra di una sonda del pH, e sono previsti mezzi per mantenere costante il livello del liquido nella vasca in modo che la sonda del pH resti sempre immersa. Con tale disposizione si ottiene una buona miscelazione di dette soluzioni con l'acqua da trattare evitando l'impiego per tale scopo di vasche separate, con limitazione di ingombro del depuratore. The purpose of the present invention is to provide a waste water purifying device of limited size, particularly suitable for small workshops and for car wash systems. In the purifier according to the invention, the solutions of the various agents for the chemical-physical treatment of the water are introduced by injecting them by means of metering pumps directly into the waste water supply conduit to a settling tank. The waste water thus added is fed into the upper part of the decantation tank and follows a labyrinth path inside it to complete their mixing with said solutions. At least one pipeline for the withdrawal of the clarified water is provided with an intake port located below the free surface of the content of the decanting tank and above a pH probe, and means are provided to keep the liquid level constant in the tank so that the pH probe always remains immersed. With this arrangement, a good mixing of said solutions with the water to be treated is obtained, avoiding the use of separate tanks for this purpose, limiting the space occupied by the purifier.

In una forma di realizzazione, detto percorso a labirinto è realizzato in successione mediante: un primo tratto discendente definito dalla conduttura di alimentazione stessa; un tratto ascendente definito da una prima camicia tubolare circondante detto tratto discendente ed avente l'estremità inferiore chiusa da un fondo e l’estremità superiore terminante al di sotto del pelo libero della vasca di decantazione; ed un secondo tratto discendente definito da una seconda camicia circondante la prima camicia ed avente le estremità aperte, di cui l'estremità superiore emerge al di sopra del pelo libero del contenuto della camera di decantazione. Inoltre in almeno una parte di detti tratti discendente ed ascendente possono essere disposti diaframmi orizzontali estesi parzialmente nella sezione trasversale del condotto e sfalsati fra loro. Con tutti questi accorgimenti si generano moti vorticosi mediante i quali, senza necessità di un agitatore meccanico, si ottiene la miscelazione delle soluzioni. In one embodiment, said labyrinth path is made in succession by means of: a first descending section defined by the supply conduit itself; an ascending section defined by a first tubular jacket surrounding said descending section and having the lower end closed by a bottom and the upper end terminating below the free surface of the settling tank; and a second descending section defined by a second jacket surrounding the first jacket and having open ends, of which the upper end emerges above the free surface of the contents of the decanting chamber. Furthermore, in at least a part of said descending and ascending portions, horizontal diaphragms extended partially in the cross section of the duct and offset from each other can be arranged. With all these expedients, vortex motions are generated by which, without the need for a mechanical stirrer, the mixing of the solutions is obtained.

Detti mezzi per mantenere costante il livello del liquido nella vasca possono comprendere un elemento tubolare verticale disposto a T in corrispondenza di eiascuna bocca di presa per lo scarico dalla vasca di decantazione dell'acqua trattata. L'estremità superiore di tale elemento forma uno sfiato per consentire il funzionamento a stramazzo di detta bocca di presa e mantenere costante il livello del liquido nella vasca, mentre l'estremità inferiore rimane sempre sufficientemente immersa nel liquido per raccogliere l'acqua depurata al di sotto dello strato di eventuali materiali flottanti. Said means for maintaining constant the level of the liquid in the tank can comprise a vertical tubular element arranged in a T shape at each intake mouth for discharging the treated water from the settling tank. The upper end of this element forms a vent to allow the weir operation of said intake mouth and keep the liquid level in the tank constant, while the lower end always remains sufficiently immersed in the liquid to collect the purified water beyond under the layer of any floating materials.

Preferibilmente, per evitare il funzionamento a sifone quando la pompa di alimentazione è inattiva, con corrente in senso inverso ed almeno parziale svuotamento della vasca di decantazione, è prevista una valvola automatica di sfiato posta nel punto più elevato di detta conduttura di alimentazione. Tale soluzione è più vantaggiosa rispetto all'impiego di una valvola di fondo disposta in prossimità della pompa in quanto, poiché detta valvola automatica di sfiato non viene mai attraversata dal liquido, non tende a sporcarsi e non richiede manutenzione. Preferably, to avoid siphon operation when the feed pump is inactive, with current in the reverse direction and at least partial emptying of the settling tank, an automatic vent valve is provided at the highest point of said feed pipe. This solution is more advantageous than the use of a bottom valve located near the pump since, since said automatic bleed valve is never crossed by the liquid, it does not tend to get dirty and does not require maintenance.

Detta vasca di decantazione preferibilmente è sviluppata in pianta prevalentemente in una direzione, ed è supportata da due contenitori per lo più cilindrici posti alle estremità di detta direzione. In tali contenitori sono ricavati rispettivamente una vasca di raccolta delle acque chiarificate ed una vasca di raccolta del percolato munita di sacco filtro per la separazione dei fanghi dall'acqua residua, acqua che eventualmente viene riciclata. In tal modo il depuratore assume una forma molto compatta e facilmente collocabile in uno spazio morto dell'officina od accanto ad essa. Said decantation tank is preferably developed in plan mainly in one direction, and is supported by two mostly cylindrical containers placed at the ends of said direction. In these containers there are respectively obtained a tank for collecting the clarified water and a tank for collecting the leachate equipped with a filter bag for separating the sludge from the residual water, water which is eventually recycled. In this way the purifier assumes a very compact shape and can be easily placed in a dead space of the workshop or next to it.

Il trovato sarà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la The invention will be better understood by following the description and the attached drawing, which shows a non-limiting example of the invention itself. In the drawing: the

Fig.1 mostra una vista laterale schematica di una prima forma di realizzazione del trovato, con il depuratore sezionato secondo un piano verticale; la Fig.1 shows a schematic side view of a first embodiment of the invention, with the purifier sectioned along a vertical plane; there

Fig.2 mostra una vista laterale schematica di una seconda forma di realizzazione del trovato; e la Fig.2 shows a schematic side view of a second embodiment of the invention; and the

Fig.3 mostra una vista in pianta del depuratore di Fig.2 sezionato secondo un piano orizzontale di traccia III-III. Fig.3 shows a plan view of the purifier of Fig.2 sectioned along a horizontal plane of line III-III.

Con riferimento alla Fig.1, il depuratore 1 riceve le acque reflue da una vasca 3 di raccolta mediante una pompa 5 ed conduttura di alimentazione 7, la pompa essendo comadata da un interruttore a galleggiante 9. Più unità di alimentazione 11, 13, 15 sono attivate insieme alla pompa 5 per iniettare nella conduttura 7 soluzioni acquose rispettivamente di policloruro di alluminio (agente flocculente), di soda caustica (per la regolazione del pH) e di un polimero anionico (agente agglomerante), o di prodotti equivalenti o comunque idonei. With reference to Fig. 1, the purifier 1 receives the waste water from a collection tank 3 by means of a pump 5 and supply pipe 7, the pump being controlled by a float switch 9. Several supply units 11, 13, 15 are activated together with pump 5 to inject into the pipeline 7 aqueous solutions of aluminum polychloride (flocculent agent), caustic soda (for pH adjustment) and an anionic polymer (agglomerating agent), or equivalent or in any case suitable products, respectively .

Il depuratore 1 ha la forma di una colonna a pianta circolare e comprende, nella parte superiore, una vasca di decantazione 17 con un fondo ad imbuto 17Ά terminante in una conduttura di scarico 19 munita di una valvola manuale di intercettazione 21. La conduttura di scarico 19 termina con una flangia 19A alla quale viene fissata la bocca di un sacco filtrante 23 disposto in una camera 25 di raccolta del percolato. The purifier 1 has the shape of a column with a circular plan and comprises, in the upper part, a settling tank 17 with a funnel bottom 17Ά ending in a discharge pipe 19 equipped with a manual shut-off valve 21. The discharge pipe 19 ends with a flange 19A to which the mouth of a filter bag 23 arranged in a chamber 25 for collecting the leachate is fixed.

La conduttura di alimentazione 7 termina internamente alla vasca 17 con un tratto verticale discendente 7A coassiale alla vasca stessa. Internamente alla vasca, attorno a detto tratto 7A, è disposta una prima camicia tubolare 27 munita di fondo 27A ed internamente alla quale sono applicati una molteplicià di diaframmi parziali 27B reciprocamente sfalsati in pianta. Esternamente e coassialmente alla prima camicia tubolare 27 è disposta una seconda camicia tubolare 29 aperta ad entrambe le estremità. Il tratto 7A, le camicie 27, 29 ed i diaframmi 27B definiscono un complesso L che forma un percorso a labirinto (indicato dalle frecce S nella Fig.l) dell'acqua da trattare e delle soluzioni provenienti dalle unità 11, 13, 15. In tal modo l'acqua da trattare e gli addittivi raggiungono la vasca di decantazione 17 perfettamente miscelati fra loro, ivi reagiscono o completano le reazioni e quindi riposano. Nella vasca avvengono quindi, praticamente in assenza di moti convettivi, la coagulazione e la decantazione degli inquinanti, con formazione di fanghi W nella parte inferiore della vasca, la precipitazione essendo favorita dall'agente flocculente, mentre gli oli tendono a galleggiare. Il contenuto della vasca 17 presenta un grado di purificazione che aumenta dal fondo verso la superficie libera. Tale fatto è indicato nella Fig.l mediante punteggiature sempre meno fitte dal basso verso l'alto nell'interno della vasca 17. The supply duct 7 ends inside the tank 17 with a vertical descending section 7A coaxial to the tank itself. Inside the tank, around said section 7A, there is a first tubular jacket 27 provided with a bottom 27A and inside to which a plurality of partial diaphragms 27B are applied, which are mutually offset in plan. A second tubular jacket 29 open at both ends is arranged externally and coaxially to the first tubular jacket 27. The section 7A, the liners 27, 29 and the diaphragms 27B define a complex L which forms a labyrinth path (indicated by the arrows S in Fig. 1) of the water to be treated and of the solutions coming from the units 11, 13, 15. In this way the water to be treated and the additives reach the settling tank 17 perfectly mixed together, react there or complete the reactions and then rest. In the tank, therefore, in the absence of convective motions, the coagulation and decantation of the pollutants take place, with the formation of sludge W in the lower part of the tank, the precipitation being favored by the flocculent agent, while the oils tend to float. The content of the tank 17 has a degree of purification which increases from the bottom towards the free surface. This fact is indicated in Fig.

Una sonda 35 di un pHmetro è applicata alla parte superiore del complesso L in modo da restare sempre immersa nel liquido in trattamento, e fornisce ad un circuito di controllo un segnale per l'attivazione dell'unità 13 di erogazione della soda caustica. A probe 35 of a pH meter is applied to the upper part of the assembly L so as to always remain immersed in the liquid being treated, and supplies a control circuit with a signal for the activation of the caustic soda dispensing unit 13.

All'estremità superiore del tratto discendente 7A della conduttura di alimentazione è applicata una valvola di sfiato 31 che sarà meglio descritta nel seguito. A vent valve 31 is applied to the upper end of the descending portion 7A of the supply conduit, which will be better described below.

Lateralmente alla vasca 17 sono applicate una o più condutture di presa 33 dell'acqua depurata, la o ciascuna conduttura collegando una rispettiva bocca di prelievo 33A - disposta in prossimità dell'estremità superiore del depuratore - con una vasca 37 di raccolta dell'acqua depurata disposta nella base del depuratore. A ciascuna bocca di presa 33A è collegato un corto tratto verticale di tubo 33B aperto da entrambi i lati, l'estremità superiore del tubo 33B funzionando da sfiato e quella inferiore da bocca di presa effettiva che rimane sempre immersa evitando di raccogliere schiume ed eventuali composti galleggianti in superficie. Le bocche di scarico 33A, l'apertura inferiore di ciascun rispettivo tubo 33B e la portata della pompa di alimentazione 5 sono dimensionate rispettivamente in modo che il livello del liquido nella vasca 17 non superi mai la bocca 33A stessa. One or more inlet pipes 33 of the purified water are applied to the side of the tank 17, the or each pipe connecting a respective sampling mouth 33A - located near the upper end of the purifier - with a tank 37 for collecting the purified water placed in the base of the purifier. A short vertical section of tube 33B open on both sides is connected to each intake mouth 33A, the upper end of the tube 33B acting as a vent and the lower end as an effective intake opening which always remains immersed avoiding to collect any foams and any compounds. floating on the surface. The discharge mouths 33A, the lower opening of each respective tube 33B and the flow rate of the feed pump 5 are respectively sized so that the level of the liquid in the tank 17 never exceeds the mouth 33A itself.

Periodicamente occorre provvedere manualmente allo scarico dei fanghi mediante l'apertura della valvola 21; i fanghi vengono raccolti nel sacco filtrante 23. Eventuale percolato che filtra attraverso la parete del sacco filtrante e che raggiunge la camera 25 può essere trasferito nella vasca 3 mediante una conduttura non rappresentata, e così riciclato. Periodically, it is necessary to manually discharge the sludge by opening the valve 21; the sludge is collected in the filter bag 23. Any leachate that filters through the wall of the filter bag and reaches the chamber 25 can be transferred to the tank 3 by means of a pipe not shown, and thus recycled.

In una seconda forma di realizzazione, la vasca di decantazione 117 (Figg.2 e 3) presenta in pianta una forma allungata sostenuta alle estremità rispettivamente da una camera 125 per un sacco di raccolta dei fanghi e da una camera 137 di raccolta dell'acqua depurata. Il fondo della vasca 117 presenta una nervatura inclinata per raccogliere i fanghi mediante un'apertura 117Ά (in cui è inserita una valvola manuale 121) ed un sacco filtrante 123 disposto nella camera 125. Alla parte superiore della vasca sono applicati un complesso a labirinto LI, una sonda del pH 135 e bocche di presa 133A dell'acqua depurata che è raccolta nella camera 137; il tutto in modo analogo al caso precedente. Inoltre, mediante almeno una bocca di sfioro 134 ed una relativa conduttura discendente 134A, le schiume ed i composti galleggianti sono prelevati ed inviati nel sacco filtrante 123 di raccolta dei fanghi. Fra le due camere di raccolta 125, 137 sono installate le pompe 111, 113, 115 di erogazione delle soluzioni per il trattamento con i rispettivi serbatoi di prelievo 111A, 113A, 115A, ed una unità elettronica di controllo 112 del depuratore. Le acque reflue sono alimentate al depuratore da una vasca di raccolta 103 mediante una pompa 105 con comando a galleggiante 109 ed una conduttura di alimentazione 107. In a second embodiment, the settling tank 117 (Figs. 2 and 3) has an elongated shape in plan supported at the ends respectively by a chamber 125 for a sludge collection bag and by a water collection chamber 137 purified. The bottom of the tank 117 has an inclined rib to collect the sludge through an opening 117Ά (in which a manual valve 121 is inserted) and a filter bag 123 arranged in the chamber 125. A labyrinth assembly L1 is applied to the upper part of the tank. , a pH probe 135 and intakes 133A of the purified water which is collected in the chamber 137; all in the same way as in the previous case. Furthermore, by means of at least one overflow mouth 134 and a relative descending duct 134A, the foams and floating compounds are withdrawn and sent into the filter bag 123 for collecting the sludge. Between the two collection chambers 125, 137 are installed the pumps 111, 113, 115 for dispensing the treatment solutions with the respective sampling tanks 111A, 113A, 115A, and an electronic control unit 112 of the purifier. The waste water is fed to the purifier from a collection tank 103 by means of a pump 105 with float control 109 and a supply pipe 107.

Il depuratore è munito di una valvola automatica di sfiato 131 che è posta nel punto più alto della conduttura 107 ed è analoga alla valvola 31 del primo caso descritto. La valvola 131 comprende una camera 131A con una luce superiore 131B atta ad essere chiusa da un otturatore 131C (incernierato nella camera stessa) quando, per mezzo della conduttuta di alimentazione 107, la pompa 105 crea nella camera 131A una pressione maggiore di quella atmosferica ed atta a ricadere per gravità, o per l'azione di una molla non mostrata nel disegno, in modo da liberare la luce 131B quando la pompa 105 è disattivata. In tal modo si evita che, quando la pompa 105 è disattiva, il tratto 107A discendente della conduttura di alimentazione formi sifone svuotando almeno parzialmente la vasca di decantazione attraverso la conduttura 107. The purifier is equipped with an automatic bleed valve 131 which is placed at the highest point of the duct 107 and is similar to the valve 31 of the first case described. The valve 131 comprises a chamber 131A with an upper opening 131B adapted to be closed by an obturator 131C (hinged in the chamber itself) when, by means of the supply line 107, the pump 105 creates in the chamber 131A a pressure higher than the atmospheric one and adapted to fall by gravity, or by the action of a spring not shown in the drawing, so as to free the port 131B when the pump 105 is deactivated. In this way it is avoided that, when the pump 105 is deactivated, the descending portion 107A of the supply pipe forms a siphon, at least partially emptying the settling tank through the pipe 107.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni. It is understood that the drawing shows only an exemplification given only as a practical demonstration of the invention, since it can be found to vary in forms and arrangements without however departing from the scope of the concept that informs the invention itself. The presence of any reference numbers in the attached claims has the purpose of facilitating the reading of the claims with reference to the description, and does not limit the scope of protection represented by the claims.

Claims

CLAIMS 1) A compact wastewater purifier by mixing them with solutions of flocculating agents, pH regulators, coagulants and / or others, including vma settling and sedimentation tank (17; 117) into which wastewater is introduced by means of a pump (5; 105) and a supply conduit (7; 107), said tank being equipped with a pH measuring probe (35; 135), characterized by the fact: that said solutions of the various agents are introduced by injecting them by means of metering pumps respective dispensing units (11, 13, 15; 111, 113, 115) directly in said supply conduit (7; 107) to be mixed therein with the waste water to be treated; that the waste water thus added is fed into the upper part of the tank (17; 117) and follows a labyrinth path in a complex (L; LI) located in said tank (17; 117); that at least one pipeline (33; 133) for the sampling of the clarified water is provided with an intake port located below the free surface of the content of the settling tank and above said probe (35; 135) of the pH, so that this always remains immersed in the liquid contained in the decantation and sedimentation tank (17; 117); and that means are provided for keeping the level of the liquid in said decantation tank approximately constant.

2) Purifier as per claim 1, characterized in that said labyrinth path (L; L1) is made in succession by means of: a first descending section (7A; 107A) defined by the supply conduit itself; an ascending portion defined by a first tubular jacket (27) surrounding said descending portion and having the lower end closed by a bottom (27A) and the upper end terminating below the free surface of the settling tank; and a second descending section defined by a second jacket (29) surrounding the first jacket having the open ends of which the upper one emerges above the free surface of the contents of the decanting chamber.

3) Purifier as per claim 3, characterized in that the space inside at least one of said liners is divided by horizontal diaphragms (27B) partially extended in the cross section of the relative duct and offset from each other.

4) Purifier as in any one of the preceding claims, characterized in that said means for discharging and maintaining constant the level of the liquid in the tank comprise a vertical tubular element (33B) connected to a T in correspondence with each intake mouth (33A) for discharge of the treated water from the decantation and sedimentation tank (7), the upper end of this element forming a vent to allow the weir operation of said intake mouth (33A) and keep the liquid level in the tank constant, while the lower end of the tubular section (33B) always remains sufficiently immersed to collect the purified water below the floating layer of foams and reaction products.

5) Purifier as in any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an automatic vent valve (31; 131) placed at the highest point of said supply pipe (7, 7A; 107), to avoid siphon operation when the feed pump (5; 105) is inactive with the decantation and sedimentation tank emptying, without the circulating liquids passing through the valve.

6) Purifier as in any one of the preceding claims, characterized by the fact that said decantation and sedimentation tank (117) is developed in plan mainly in one direction and is supported by two mostly cylindrical containers (125, 137) placed at the ends of said direction, in which there are respectively obtained a tank for collecting the clarified water and a tank for collecting the leachate and for containing a filter bag (123) for the separation of the sludge.

7) A waste water purifier having a compact structure; all as described above and represented by way of example in the attached drawing.