ITMI20000097A1 - Impianto di flottazione ad aria dissolta e procedimento di flottazione - Google Patents

Description

IMPIANTO DI FLOTTAZIONE AD ARIA DISSOLTA E PROCEDIMENTO DI FLOTTAZIONE.

Forma oggetto del presente trovato un impianto di flottazione ad aria dissolta destinato, in particolare, al trattamento delle acque primarie, di prima pioggia e ai reflui domestici od industriali.

Forma inoltre oggetto del presente trovato un procedimento di flottazione ad aria dissolta. Nei processi di destabilizzazione o trattamento di depurazione delle acque le particelle solide in sospensione (c.d. suspended solids) tendono ad aggregarsi in fiocchi o flocculi, dando luogo al fenomeno della flocculazione.

La formazione dei flocculi è artificialmente accelerata con l’additivazione di flocculanti ed agglomeranti, composti chimici organici od inorganici per lo più ionizzabili, che consentono di agglomerare le particelle in sospensione al fine di ottenere fiocchi (flocculi) più grandi e di conseguenza velocità di separazione liquido-solido più elevate.

A causa dello loro bassa densità, i fiocchi spesso sono di diffìcile sedimentabilità e persistono a rimanere in sospensione od addirittura tendono a galleggiare.

Secondo una tecnica nota, per risolvere il problema della separazione dei flocculi si ricorre alla flottazione pneumatica, nota anche come flottazione ad aria dissolta.

In particolare è prevista un’apposita vasca, alimentata sotto il pelo libero con il refluo da trattare, in cui viene additivato in continuazione del flocculante, e sono poi previsti mezzi per iniettare nel refluo stesso, microbolle d’aria (con un diametro medio compreso preferibilmente fra 50 e 80 μιη) le quali aderiscono esternamente ai flocculi durante il processo di flocculazione (per attrazione elettrica) e quindi li trascinano verso la superficie, dando origine ad un accumulo di sumatante o fango.

Il fango, o sumatante, accumulato in superficie viene rimosso con opportuni mezzi, ad esempio un raschiatore a pale rotanti come quello descritto nel brevetto IT 1.272.783 a cui si rinvia per una descrizione dettagliata.

Gli impianti di flottazione ad aria dissolta attualmente noti ed i procedimenti di flottazione ad aria dissolta attualmente noti presentano, per altro, svariati problemi.

In particolare la resa, intesa come qualità e velocità di separazione del solido dal liquido, rimane bassa; pertanto è spesso necessario ricorrere ad impianti combinati dove successivamente alla flottazione è eseguita una filtrazione per supplire alla bassa resa del primo processo.

Un altro obiettivo della presente invenzione è quello di proporre un sistema di flottazione che possa essere facilmente implementabile sugli impianti di depurazione chimico/fisico già esistenti.

Secondo l’invenzione questo obiettivo è risolto per mezzo: di un impianto di flottazione ad aria dissolta conforme al dettato della rivendicazione 1 e di un procedimento di flottazione ad aria dissolta conforme al dettato della rivendicazione 11.

Forme vantaggiose di realizzazione deirimpianto di flottazione e del procedimento potranno inoltre essere realizzate conformemente al dettato delle rivendicazioni dipendenti 2-10 e 12-15.

Una possibile forma di realizzazione dell’impianto di flottazione ad aria dissolta, conforme al dettato delle rivendicazioni 1-10, che consente l’esecuzione del procedimento oggetto delle rivendicazioni 11-15, sarà ora descritto a puro titolo indicativo e non limitativo con riferimento alle tavole di disegno allegate in cui:

la fig.l è una vista schematica, in sezione, di alcuni particolari dell’impianto di flottazione;

- la fig.2 è una vista schematica ingrandita dì un particolare di fig.l;

- la fig.3 è una vista, in pianta, del medesimo particolare di fig. 2;

- la fig.4 è una vista ingrandita di un particolare della fig.2 con maggiori dettagli costruttivi;

- la fig. 5 è una vista trasversale di una forma preferita di realizzazione deirimpianto che mostra una prima parte di un raschiatore a pale applicato all’impianto descritto ; - la fig.6 è una vista trasversale che mostra una seconda parte del raschiatore a pale già mostrato in fig. 5.

Con riferimento alle tavole di disegno allegate l’impianto di flottazione ad aria dissolta comprende una vasca di flottazione 1, almeno un condotto di alimentazione 2 per alimentare il refluo nella vasca 1, mezzi 3 per iniettare nella vasca 1 le microbolle d’aria e mezzi 4 per alimentare, in maniera opportuna, la vasca 1 con flocculante od agglomerante.

Una caratteristica dell’impianto è costituita dal fatto che il flocculante e le microbolle sono miscelate contemporaneamente al refluo nel condotto, o nei condotti, di alimentazione 2 del refluo in prossimità dell’uscita dei condotti 2.

E’ stato infatti accertato che questa caratteristica aumenta notevolmente le prestazioni dell’impianto, in termini di velocità di separazione dei fiocchi dall’acqua e/o di purezza del chiarificato.

Pur senza voler dare una spiegazione scientifica si presume che tale miglioramento sia dovuto al fatto che immettendo contemporaneamente il flocculante (agglomerante) e le microbolle poco prima del rilascio in vasca del refluo avvenga un processo di inglobamento delle microbolle nei flocculi che si formano.

Di conseguenza la velocità di risalita dei flocculi è incrementata ; inoltre anche se il fioccuto dovesse rompersi le porzioni del flocculo che si formano si trovano in una nube di microbolle, dovute aH'immediato rilascio, e risalgono la vasca limitando e contenendo le dispersioni

In una possibile forma di realizzazione la velocità di efflusso del refluo dai condotti 2 è compresa, preferibilmente, nell’intervallo 0,5-1, 5 m/sec; più preferibilmente la velocità del refluo è compresa nell’intervallo 0,8-1, 2 m/sec, a tali velocità si ottiene infatti un buon funzionamento deirimpianto.

La portata dell’acqua satura d’aria varia fra il 15% ed il 30% della portata dal refluo.

La portata del flocculante dipende del tipo del flocculante, dalla sua concentrazione a dalle caratteristiche del refluo da trattare.

Preferibilmente l’immissione del flocculante e delle microbolle avviene ad una distanza inferiore ad 100 cm dalla bocca di uscita dei tubi di alimentazione 2.

Ancora più preferibilmente l immissione del flocculante avviene ad una distanza inferiore a 60 cm dalla bocca di uscita del tubo di alimentazione 2 e l’immissione delle microbolle d’aria avviene ad una distanza inferiore a 40 cm dalla bocca di uscita dei tubi di alimentazione 2.

Appositi flussimetri consentono di monitorare la portata dell’acqua satura d’aria; l’alimentazione del flocculante avviene mediante apposite pompe dosatrici.

Nella forma preferita di realizzazione le microbolle d’aria sono alimentate mediante acqua satura d’aria (ovvero aria dissolta in acqua), tale soluzione consente di miscelare opportunamente le microbolle al refluo.

Le soluzioni possibili per produrre acqua satura d’aria sono comunemente note alla persona esperta del ramo e non saranno pertanto ulteriormente descritte.

Nella forma di realizzazione illustrata la vasca dell’impianto è a sezione circolare, e il refluo è erogato radialmente dal centro verso l’esterno della vasca 1.

Sempre secondo la forma di realizzazione illustrata, ovvero con alimentazione da un pozzetto centrale in una vasca a sezione circolare, il refluo è erogato in prossimità del fondo della vasca e in maniera sostanzialmente parallela al fondo della vasca 1.

La persona esperta del ramo intuirà che tale soluzione consente di distribuire in maniera uniforme il refluo, opportunamente addizionato di flocculante/agglomerante e bollicine d’aria, nella vasca 1.

Nella forma di realizzazione illustrata il refluo viene alimentato nella vasca (1) mediante otto condotti 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h disposti a stella.

Ciascun condotto 2 di alimentazione del refluo è alimentato radialmente con acqua satura di aria e flocculante/agglomerante.

L’acqua satura d’aria proviene da una camera circolare 15 disposta sotto i condotti 2, e preferibilmente è erogata nei singoli tubi di alimentazione del refluo per mezzo di tre tubi radiali 12 disposti equidistanti fra loro.

Preferibilmente anche il flocculante è alimentato per mezzo di tre tubi radiali 13 disposti anche questi equidistanti fra loro.

Nella forma di realizzazione preferita il flocculante/agglomerante viene miscelato al refluo prima delle microbolle.

Opportunamente utilizzando una vasca a sezione circolare, sarà possibile prevedere un ponte rotante 5 provvisto di mezzi 6 per “scremare” e convogliare il flottato radialmente dall’esterno verso il centro della vasca 1 e sollevare il flottato trasportato per farlo cadere in un pozzetto di raccolta 7 solidale al gruppo dei tubi di alimentazione alla stessa vasca.

Una caratteristica di questa forma di realizzazione è data dal fatto che il pozzetto di raccolta 7 del flottato è posizionato sul perimetro anulare del pozzetto centrale e centralmente alla vasca circolare 1, ed è stazionario rispetto al ponte rotante 5.

Tale disposizione consente, vantaggiosamente, di svuotare il flottato raccolto nel pozzetto 7 a sezione circolare senza dover fermare la rotazione del ponte 5 e, quindi, senza dover interrompere il funzionamento del'impianto di flottazione.

A tale scopo il pozzetto 7 sarà collegato ad una opportuna tubazione di scarico 18.

Preferibilmente i mezzi 6 per rimuovere il flottato consentono di regolare la profondità di scrematura del flottato

Secondo la forma di realizzazione illustrata i mezzi 5 per trasportare il flottato prevedono una pluralità di pale 8, opportunamente conformate, movimentate lungo un percorso ad anello chiuso 9 comprendente un tratto parallelo al pelo dell’acqua, così da trasportare il flottato verso il centro della vasca 1, ed un tratto inclinato verso l’alto con un piano inclinato parallelo sottostante 10 che emerge dal pelo liquido, il quale consente di sollevare il flottato e farlo cadere nel pozzetto 7.

I mezzi 6 sono collegati al ponte 5 per mezzo di attuatoli lineari 11, che consentono di regolare l’altezza delle pale; inoltre il piano inclinato 10 è inclinabile in funzione dell’altezza delle pale 8.

Questa caratteristica consente di migliorare la rimozione del flottato.

Opportunamente sul fondo della vasca possono essere previste delle tramoggie 22 per la rimozione delle sabbie o di altri sedimenti ed in cui il ponte rotante 5 è provvisto di un raschiatore di fondo (non mostrato) per convogliare i sedimenti e le sabbie raccolte sul fondo della vasca nelle tramoggie 22.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto di flottazione ad aria dissolta comprendente una vasca di flottazione (1); almeno un condotto di alimentazione (2) per alimentare il refluo nella vasca (1); - mezzi (3) per iniettare nella vasca (1) microbolle d’aria; - mezzi (4) per alimentare la vasca (1) con flocculante; caratterizzato dal fatto che il flocculante e le microbolle sono miscelate contemporaneamente al refluo nel condotto, o nei condotti, di alimentazione (2) del refluo in prossimità della bocca d’uscita del condotto, o dei condotti, (2) di alimentazione del refluo. i 2. Impianto, secondo la rivendicazione 1, in cui il refluo è alimentato ad una velocità compresa fra 0,5 e 1,5 m/sec. 3. Impianto, secondo la rivendicazione 1, in cui il refluo è alimentato ad una velocità compresa fra 0,8 e 1,2 m/sec. 4. Impianto, secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui le microbolle d’aria sono alimentate mediante acqua satura d’aria. I 5. Impianto, secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 o 4, in cui il refluo è alimentato radialmente dal centro verso l’esterno della vasca (1). 6. Impianto, secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 o 4 o 5, in cui il refluo è alimentato in prossimità del fondo della vasca e in maniera sostanzialmente parallela al fondo della vasca (1). 7. Impianto, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, avente una vasca (1) a sezione circolare ed avente un ponte rotante (5) provvisto di mezzi (6) per raschiare e convogliare il flottato radialmente dall’esterno verso l’interno della vasca (1) e sollevare il flottato trasportato per farlo cadere in un pozzetto di raccolta (7) caratterizzato dal fatto che il pozzetto di raccolta (7) del flottato è posizionato centralmente alla vasca circolare (1) ed è stazionario rispetto al ponte rotante (5). 8. Impianto, secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi (5) per rimuovere il flottato consentono di regolare la profondità di raschiamento del flottato. 9. Impianto, secondo la rivendicazione 8, in cui detti mezzi (5) per trasportare il flottato prevedono una pluralità di pale (8) movimentate lungo un percorso ad anello chiuso (9) comprendente un tratto parallelo al pelo dell’acqua, così da trasportare il flottato verso il centro della vasca (1), ed un tratto inclinato verso l’alto con un piano inclinato regolabile al parallelo sottostante (10) che emerge dal pelo liquido, che consente di convogliare il flottato nel pozzetto (7), essendo inoltre previsti attuatori lineari (11) per regolare l’altezza dell’anello chiuso (9) e il piano inclinato (10) essendo regolabile in funzione dell’altezza dell’anello (9). 10. Impianto, secondo una delle rivendicazioni da 7 a 9, in cui il fondo della vasca prevede almeno una tramoggia (12) per lo scarico dei sedimenti ed in cui il ponte rotante (5) è provvisto di un raschiatore di fondo (13) per convogliare i sedimenti nelle tramoggie. 11. Procedimento di flottazione ad aria dissolta comprendente i passi di - alimentare una vasca di flottazione (1) con refluo da trattare; miscelare il flocculante e le microbolle contemporaneamente al refluo nel condotto, o nei condotti, di alimentazione (2) del refluo in prossimità della bocca di uscita (2). 12. Procedimento, secondo la rivendicazione 11, in cui il refluo è alimentato ad una velocità compresa fra 0,5 e 1,5 m/sec. 13. Procedimento, secondo la rivendicazione 12, in cui il refluo ha una velocità compresa fra 0,8 e 1,2 m/sec. 14. Procedimento, secondo la rivendicazione 13, in cui le microbolle d’aria sono alimentate mediante acqua satura d’aria. 5. Procedimento, secondo una delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui il refluo è alimentato radialmente dal centro verso l’esterno della vasca (1) di flottazione.