ITMI20090486A1 - Processo per la produzione di una composizione acquosa biocida da acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas e composizione acquosa biocida - Google Patents

Description

PROCESSO PER LA PRODUZIONE DI UNA COMPOSIZIONE ACQUOSA BIOCIDA DA ACQUA DI PRODUZIONE DERIVANTE DA POZZI PETROLIFERI O A GAS E COMPOSIZIONE ACQUOSA BIOCIDA

La presente invenzione si riferisce ad un processo per la produzione di una composizione acquosa biocida da acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un processo per la produzione di una composizione acquosa biocida da acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas comprendente sottoporre detta acqua di produzione ad elettrolisi.

Inoltre, la presente invenzione si riferisce ad una composizione acquosa biocida ottenuta tramite il processo sopra descritto.

La composizione acquosa biocida così ottenuta può essere vantaggiosamente impiegata come disinfettante, e/o sterilizzante, e/o battericida, e/o batteriostatico, in numerosi settori industriali e civili.

La coproduzione di acqua (i.e. acqua di produzione) à ̈ una realtà che riguarda, in misura ed in tempi diversi, qualunque pozzo petrolifero o a gas e può comportare forti ripercussioni economiche negative. Infatti, l’eccessiva produzione di acqua determina sia un aumento dei costi legati alla gestione dell’acqua stessa (e.g., smaltimento), sia una riduzione delle entrate a causa della diminuita produzione di idrocarburi.

L’acqua di produzione deriva sia dall’acqua naturalmente presente nella maggior parte dei pozzi petroliferi o a gas sotterranei (nota come “formation water†), sia dall’acqua o dal vapore che vengono generalmente iniettati nei pozzi allo scopo di spingere verso la superficie il petrolio o il gas, in particolare quando il livello di petrolio o gas nel pozzo scende (nota come “injected water†).

Nella vita produttiva di un giacimento, i problemi associati all’acqua di produzione assumono una rilevanza sempre maggiore, in considerazione dell’aumento del “water-cut†(i.e. dal rapporto tra la portata di acqua di un pozzo e la portata totale di acqua idrocarburi). Inoltre, le frontiere dell’esplorazione si stanno spostando verso campi “offshore†, in acque sempre più profonde, ed in zone caratterizzate spesso da severe regolamentazioni legislative.

Generalmente, l’acqua di produzione à ̈ un’acqua che comprende vari tipi di anioni (e.g., cloruri, bicarbonati, carbonati, solfati, bromuri); gas disciolti (e.g., anidride carbonica, metano, azoto); cloruro di sodio ad una concentrazione che può raggiungere i 300 g/l.

L’acqua di produzione può comprendere, inoltre, vari tipi di metalli (e.g., zinco, rame, boro), detti metalli essendo generalmente presenti sottoforma di sali; idrocarburi aromatici (e.g., benzene, toluene, etilbenzene, o-, m- e p-xilene, generalmente noti come BTEX; idrocarburi policiclici aromatici, generalmente noti come IPA; idrocarburi alifatici (e.g., butano, propano, pentano, esano).

Generalmente, l’acqua di produzione può comprendere, inoltre, sostanze organiche, non idrocarburiche. Tra queste, possono essere citate, ad esempio, gli acidi organici, le strutture organiche ottenute dal riarrangiamento molecolare a seguito di degradazione biochimica e termica della materia organica originariamente depositatasi nel bacino sedimentario (e.g., strutture umiche, polifenoli).

Inoltre, possono essere presenti additivi organici utilizzati nella produzione di idrocarburi (e.g., antischiuma, antiincrostanti, antivegetativi, biocidi). Oltre a detti additivi, di particolare rilievo sono i glicoli (e.g., dietilenglicole, trietilenglicole), oppure gli alcoli (e.g., metanolo), generalmente utilizzati nei casi in cui si deve evitare la formazione di idrati di metano nelle condotte di trasferimento dal pozzo al centro di trattamento idrocarburi, oppure nelle condotte di trasferimento dai “clusters†afferenti a detto centro.

Oltre all’acqua di produzione sopra descritta, anche l’acqua derivante dalla rigenerazione dei suddetti glicoli, alla quale può essere eventualmente aggiunta acqua di produzione, può essere sottoposta al suddetto processo per la produzione di una composizione acquosa biocida.

In relazione alla legislazione del paese in cui si opera, previa autorizzazione, detta acqua di produzione può essere reiniettata nel pozzo petrolifero o a gas tramite un pozzo iniettore, oppure può essere iniettata in un pozzo appositamente usato per “disposal†.

Nel caso di installazioni off-shore, l’acqua di produzione viene generalmente sottoposta a trattamenti di disoleazione e scaricata in mare, nel rispetto dei limiti stabiliti da Convenzioni Internazionali. Quando ciò non à ̈ possibile, oppure non à ̈ consentito, l’acqua di produzione deve essere trasferita “a terra†e gestita nei modi indicati sopra (e.g., reiniettata in un pozzo petrolifero o a gas tramite un pozzo iniettore, oppure iniettata in un pozzo appositamente usato per “disposal†).

Dato l’incremento del volume di acqua di produzione con la vita produttiva del giacimento, i costi di trattamento e/o di gestione sono in continuo aumento.

In Italia, usualmente, l’acqua di produzione, previa autorizzazione, può essere iniettata in unità geologica profonda. L’acqua di produzione che non può essere iniettata in unità geologica profonda deve invece essere inviata allo smaltimento. Dal punto di vista economico ciò ha una ricaduta importante, a causa degli elevati oneri e delle implicazioni, anche di carattere penale, previste dalla legislazione.

La Richiedente si à ̈ posta il problema di trovare un processo che consenta di utilizzare vantaggiosamente l’acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas.

L’utilizzo di processi elettrochimici per la produzione di ipoclorito a partire da soluzioni acquose saline, à ̈ nota nell’arte. L’ipoclorito può essere utile nella sterilizzazione dell’acqua per ottenere acqua potabile, per prevenire la proliferazione di batteri nelle acque di piscine, per prevenire e/o rimuovere la formazione di masse biologiche e di alghe, per l’ossidazione di materiale organico e nel trattamento delle acque di raffreddamento.

Ad esempio, il brevetto americano US 4,172,773 descrive un processo di elettrolisi, a partire da una soluzione acquosa contenente almeno 25 g/l di un alogenuro di un metallo alcalino (e.g., cloruro di sodio). L’alogenazione dell’acqua, che comprende far passare una corrente attraverso un anodo poroso permeabile ed un catodo che formano un “gap†elettrodico (“electrodic gap†) fra cui passa l’acqua, richiede il controllo del flusso idrodinamico, in modo da mantenere un rapporto in peso tra alogeno attivo e alogenuro nell’acqua che lascia il “gap†elettrodico almeno pari a 2. Il suddetto processo à ̈ particolarmente utile nella produzione di ipoclorito di sodio.

Il brevetto americano US 4,488,945 descrive un processo per la produzione di ipoclorito da acqua di mare tramite elettrolisi in una cella elettrolitica munita di anodi e catodi formanti spazi interelettrodici, caratterizzato dal fatto di miscelare l’acqua di mare, prima dell’elettrolisi, con una quantità di ipoclorito riciclata da detta cella elettrolitica sufficiente ad ossidare sostanzialmente gli ioni bromo, iodio e zolfo, presenti in detta acqua come impurezze, alla loro forma elementare e di mantenere la temperatura dell’acqua di mare alimentata alla cella elettrolitica ad un valore non inferiore a 9,6°C.

Sono altresì noti, trattamenti elettrolitici allo scopo di rimuovere contaminanti da mezzi acquosi.

Ad esempio, il brevetto americano US 6,802,956 descrive un processo elettrolitico per rimuovere contaminati da un mezzo acquoso, comprendente:

- aggiungere al mezzo acquoso uno o più enzimi catalitici;

- fornire una cella elettrolitica includente un anodo ed un catodo;

- aggiungere il mezzo acquoso alla cella elettrolitica così che l’anodo ed il catodo siano sostanzialmente immersi nel mezzo acquoso;

- applicare una corrente di almeno 10 A attraverso gli elettrodi.

Detto mezzo acquoso può essere acqua dolce (“freshwater†), acqua reflua (“wastewater†), acqua di produzione da pozzo petrolifero. In particolare, nel caso di acqua di produzione da pozzo petrolifero, al termine del suddetto processo, grazie all’aggiunta di cloruro di lantanio eptaidrato, si ottiene un abbassamento della salinità (i.e. un abbassamento della concentrazione di cloruro di sodio). Inoltre, al termine del suddetto processo, si riscontra una abbondante calcificazione ed un accumulo di sali di cloruro agli elettrodi. Non viene citato il successivo utilizzo di detta acqua di produzione al termine del suddetto processo.

La Richiedente ha ora trovato che, sottoponendo l’acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas ad elettrolisi, operando in un particolare intervallo di pH (i.e. a pH compreso tra 2,5 e 7), à ̈ possibile ottenere una composizione acquosa biocida che può essere vantaggiosamente impiegata come disinfettante, e/o sterilizzante, e/o battericida, e/o batteriostatico, in numerosi settori industriali e civili.

Ad esempio, detta composizione acquosa biocida può essere vantaggiosamente utilizzata:

- nel trattamento microbiologico di reflui civili e/o industriali prima dello scarico in corpo idrico superficiale;

- nella disinfezione di superfici industriali da agenti biologi (e.g., muffe funghi, batteri);

- nella riduzione del COD (“chemical oxygen demand†) di reflui civili e/o industriali.

Detta composizione acquosa biocida à ̈ particolarmente efficace nella eliminazione di batteri quali, ad esempio, Escherichia coli, Enterococchi sp., Stafilococchi sp., contenuti in acque derivanti da reflui civili. Infatti, prove condotte su dette acque, hanno dimostrato una particolare efficacia anche operando con minimi dosaggi e con ridotti tempi di contatto (e.g., 5 minuti). E’ da notare, inoltre, che detta composizione acquosa biocida à ̈ in grado di mantenere detta efficacia anche dopo stoccaggio.

Inoltre, detta composizione acquosa biocida presenta un potenziale di ossidoriduzione (“redox potential†) elevato (i.e. superiore o uguale a 500 mV) ed à ̈ quindi in grado di ossidare sostanze organiche.

In accordo con un primo aspetto, la presente invenzione riguarda pertanto un processo per la produzione di una composizione acquosa biocida da acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas comprendente sottoporre detta acqua di produzione ad elettrolisi, detta elettrolisi essendo condotta ad un pH compreso tra 2,5 e 7, preferibilmente tra 3 e 5.

In accordo con un secondo aspetto, la presente invenzione riguarda una composizione acquosa biocida ottenuta sottoponendo l’acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas ad elettrolisi, detta elettrolisi essendo condotta ad un pH compreso tra 2,5 e 7, preferibilmente tra 3 e 5.

Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, le definizioni degli intervalli numerici comprendono sempre gli estremi a meno di diversa specificazione.

Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, il significato di alcuni termini ivi utilizzati à ̈ di seguito così definito:

- con il termine “salinità†si intende la concentrazione di cloruro di sodio sia nell’acqua di produzione, sia nella composizione acquosa biocida;

- con il termine “sali disciolti totali†(TDS) si intende la concentrazione totale dei sali, quali, ad esempio, bicarbonati, carbonati, solfati, bromuri, che possono avere come contro ione cationi quali, ad esempio, sodio, calcio, magnesio, sia nell’acqua di produzione, sia nella composizione acquosa biocida;

- con il termine “specie a cloro attivo†si intende il cloro molecolare (Cl2), l’acido ipocloroso (HClO) e lo ione ipoclorito (ClO-);

- con il termine “concentrazione di cloro attivo†si intende la quantità di cloro svolto per reazione acida dell’acido ipocloroso (HClO), ed eventualmente dello ione ipoclorito (ClO ), presenti nella composizione acquosa biocida;

- con il termine “concentrazione di cloruri†, si intende la concentrazione degli ioni cloro (Cl-) sia nell’acqua di produzione, sia nella composizione acquosa biocida.

E’ da notare che operando nell’intervallo di pH sopra riportato (i.e. pH compreso tra 2,5 e 7), la concentrazione di cloro attivo à ̈ dovuta sostanzialmente alla presenza dell’acido ipocloroso (HClO) nella composizione acquosa biocida. La concentrazione di cloro attivo rappresenta la quantità di cloro molecolare (Cl2) che si produrrebbe se l’acido ipocloroso reagisse con acido cloridrico (oppure con un altro acido quale, ad esempio, acido acetico glaciale) secondo la seguente reazione:

HClO HCl → H2O Cl2

durante la quale si sviluppa cloro molecolare (Cl2) in concentrazione equi-stechiometrica all’acido ipocloroso.

Allo scopo della presente invenzione, l’elettrolisi à ̈ continuata fino a raggiungere la concentrazione di cloro attivo desiderata nella composizione acquosa biocida (i.e. una concentrazione di cloro attivo inferiore o uguale a 150 g/l). La massima concentrazione di cloro attivo ottenibile à ̈ funzione della concentrazione di cloruri nell’acqua di produzione.

Allo scopo della presente invenzione, l’elettrolisi può essere indifferentemente condotta in una qualsiasi cella elettrolitica nota nell’arte, con o senza membrana o diaframma.

E’ da notare che, nel caso in cui l’elettrolisi venga condotta in una cella elettrolitica con membrana o diaframma, la composizione acquosa biocida à ̈ il cosiddetto “anolite†(i.e. la soluzione acquosa che si forma nel comparto comprendente l’anodo). Nel caso in cui si utilizzi una cella con membrana o diaframma si forma anche il cosiddetto “catolite†(i.e. la soluzione acquosa che si forma nella parte comprendente il catodo), che può essere invece utilizzato per altri scopi (e.g., come detergente, come agente per aumentare il pH).

Allo scopo della presente invenzione, l’elettrolisi può essere condotta utilizzando una cella elettrolitica, oppure più celle elettrolitiche in serie e/o in parallelo.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta elettrolisi può essere condotta ad una temperatura compresa tra 10°C e 45°C, preferibilmente tra 15°C e 30°C.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta elettrolisi può essere condotta ad una densità di corrente compresa tra 0,3 kA/m e 3 kA/m , preferibilmente tra 0,9 kA/m e 1,5 kA/m<2>.

Durante l’elettrolisi la differenza di potenziale (∆V) à ̈ funzione della densità di corrente utilizzata, della temperatura, dei sali disciolti totali (TDS) e della forza ionica dell’acqua di produzione.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta elettrolisi può essere condotta ad una differenza di potenziale (∆V) compresa tra 2 V e 10 V, preferibilmente tra 3 V e 8 V.

Durante l’elettrolisi, il flusso di acqua di produzione nella cella elettrolitica dipende dal tempo di residenza, detto tempo essendo a sua volta funzione della concentrazione di cloruri nell’acqua di produzione, dalle condizioni operative (i.e. pH, temperatura, densità di corrente, differenza di potenziale) e dalla concentrazione di cloro attivo che si vuole ottenere.

Allo scopo di eliminare gli idrocarburi, in particolare gli aromatici ed i policiclici aromatici, presenti nell’acqua di produzione sopra descritti, detta acqua di produzione può essere sottoposta, prima dell’elettrolisi, a trattamenti di purificazione.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il processo della presente invenzione può comprendere sottoporre l’acqua di produzione, prima dell’elettrolisi, ad almeno un trattamento di purificazione.

Detto trattamento di purificazione può essere scelto tra quelli noti nell’arte quali, ad esempio:

- filtrazione-separazione solido-liquido [ad esempio, filtrazione su letti di sabbia (filtri “dual media†), filtrazione con filtri a cartucce, idrocicloni];

- flottazione [ad esempio, flottazione ad aria disciolta (“Dissolved Air Flotation†o DAF), flottazione a gas indotto (“Induced Gas Flotation†o IGF)];

- adsorbimento su adatti supporti quali, ad esempio, carboni attivi, bentonite organofilica, zeoliti. E’ da notare, che le sostanze organiche che rimangono nell’acqua di produzione, dopo il suddetto trattamento di purificazione, sono utili, in quanto possono contribuire a mantenere il pH dell’elettrolisi negli intervalli sopra riportati (i.e pH compreso tra 2,5 e 7, preferibilmente tra 3 e 5).

Prima o durante l’elettrolisi, nel caso in cui il pH non rientri negli intervalli sopra riportati, à ̈ possibile aggiungere all’acqua di produzione acidi minerali (e.g., acido cloridrico, acido fosforico), oppure glicoli (e.g., dietilenglicole, trietilenglicole), in quantità tale da riportare e mantenere il pH all’interno dei suddetti intervalli.

Nel corso dell’elettrolisi possono essere svolti gas (e.g., idrogeno, cloro, ossigeno). Tali gas vengono generalmente trattati in appositi “scrubbers†, allo scopo di separare il cloro dagli altri gas. Il cloro così separato, può essere inviato alla cella elettrolitica allo scopo di mantenere elevata la concentrazione di cloro attivo nella composizione acquosa biocida, mentre l’idrogeno, l’ossigeno ed altri eventuali gas presenti, possono essere inviati al recupero o scaricati in atmosfera.

Allo scopo della presente invenzione, l’elettrolisi può essere condotta in continuo ad esempio, operando secondo un processo tipo “feed & bleed†. In questo caso, l’acqua di produzione viene alimentata in continuo alla cella elettrolitica, mentre la soluzione acquosa biocida “a specifica†(i.e. avente la concentrazione di cloro attivo desiderata), viene scaricata in continuo a valle della cella elettrochimica.

Alternativamente, l’elettrolisi può essere condotta in “batch†. In questo caso, l’acqua di produzione viene alimentata alla cella elettrolitica nei volumi desiderati. L’elettrolisi viene condotta alle condizioni operative sopra descritte e continuata fino a raggiungere la concentrazione di cloro attivo desiderata. A questo punto, l’elettrolisi viene fermata e la composizione acquosa biocida viene scaricata dalla cella elettrochimica. A scarico avvenuto, può essere iniziata una nuova elettrolisi.

Come detto sopra, la presente invenzione riguarda inoltre una composizione acquosa biocida.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, detta composizione acquosa biocida può avere una concentrazione di cloro attivo inferiore o uguale a 150 g/l, preferibilmente compresa tra 1 g/l e 10 g/l.

La concentrazione di cloro attivo à ̈ stata misurata secondo il metodo analitico APAT IRSA-CNR 4080 Manuale 29/03.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, detta composizione acquosa biocida può avere un pH compreso tra 2,5 e 7, preferibilmente tra 3 e 5.

Il pH Ã ̈ stato misurato operando secondo il metodo analitico APAT IRSA 2060 Manuale 29/2003.

Detta composizione acquosa biocida à ̈ stata inoltre sottoposta ad ulteriori analisi ed à ̈ risultata avere le seguenti caratteristiche:

- concentrazione di ioni clorato (ClO3-) inferiore o uguale a 3000 ppm, preferibilmente compresa tra 1000 ppm e 2000 ppm (misurata secondo il metodo analitico EPA 9056A/2000);

- concentrazione di ioni clorito (ClO2-) inferiore o uguale a 10 ppm, preferibilmente compresa tra 2 ppm e 8 ppm (misurata secondo il metodo analitico Standard Methods 4110 D 21 st. ed/05);

- concentrazione di ioni calcio (Ca<2+>) inferiore o uguale a 7000 ppm, preferibilmente compresa tra 200 ppm e 5000 ppm (misurata secondo il metodo analitico EPA 3010/A EPA 6010/C);

- concentrazione di zolfo molecolare (S2) inferiore o uguale a 100 ppm, preferibilmente compresa tra 20 ppm e 80 ppm (misurata secondo il metodo analitico EPA 3010/A EPA 6010/C);

- concentrazione di boro (B) inferiore o uguale a 150 ppm, preferibilmente compresa tra 10 ppm e 100 ppm (misurata secondo il metodo analitico EPA 3010/A EPA 6010/C);

- salinità inferiore o uguale a 300 g/l, preferibilmente compresa tra 5 g/l e 150 g/l (misurata secondo il metodo analitico APAT IRSA 2070 Manuale 29/2003);

- COD (“chemical oxygen demand†) inferiore o uguale a 1000 mg/l, preferibilmente compresa tra 100 mg/l e 500 mg/l (misurato secondo il metodo analitico APAT IRSA 5330 Manuale 29/2003).

La suddetta composizione acquosa biocida può comprendere, inoltre, quantità variabili di alluminio, calcio, magnesio, manganese, potassio, sodio, ioduri, bromuri, ammonio, sotto forma di sali. Dette quantità dipendono dalla concentrazione di sali totali disciolti presenti nell’acqua di produzione utilizzata.

Durante l’elettrolisi si possono formare anche radicali liberi quali, ad esempio, O2(radicale ossigeno), OH<->(radicale idrossido), O2<->(radicale superossido), che hanno un elevato potere biocida, ma che, generalmente, non sono ritrovati nella composizione acquosa biocida finale, a causa dei tempi di vita brevi (i.e. dell’ordine delle ore o decine di ore).

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta composizione acquosa biocida può avere un potenziale di ossidoriduzione (“redox potential†) superiore o uguale a 500 mV, preferibilmente compreso tra 600 mV e 1100 mV.

Dato l’elevato potenziale di ossidoriduzione (“redox potential†), la composizione acquosa biocida può essere preferibilmente stoccata in contenitori plastici (ad esempio, in contenitori di polietilene, polipropilene), oppure in contenitori di vetro scuro, preferibilmente a temperatura inferiore o uguale a 30°C, più preferibilmente inferiore o uguale a 10°C, allo scopo di evitare l’accelerazione dei fenomeni di decomposizione e decadimento del cloro attivo, essenzialmente dovuti alla seguente reazione:

2Cl2+ 2H2O → 4HCl O2.

Allo scopo di meglio comprendere la presente invenzione e per mettere in pratica la stessa, di seguito si riportano alcuni esempi illustrativi e non limitativi della stessa.

ESEMPIO 1

Elettrolisi dell’acqua di produzione

L’elettrolisi dell’acqua di produzione à ̈ stata condotta in una cella elettrolitica di vetro Pyrex, comprendente un anodo ed un catodo. L’anodo utilizzato era di titanio rivestito con ossidi di elementi di transizione. Il catodo utilizzato era di titanio. All’anodo ed al catodo era connesso un generatore di corrente continua.

Caratterizzazione chimico-fisica

Prima dell’elettrolisi, l’acqua di produzione à ̈ stata caratterizzata dal punto di vista chimico-fisico: i dati ottenuti sono riportati in Tabella 1.

TABELLA 1

PARAMETRO METODO ANALITICO QUANTITA’

(mg/l)

Alcalinità totale APAT IRSA 2010/B Manuale 190 (come CaCO3) 29/2003

Salinità APAT IRSA 2070 Manuale 48975

29/2003

Solidi disciolti APAT IRSA 2090 Manuale 57700 totali (TDS) 29/2003

Solidi sospesi APAT IRSA 2090 Manuale 155

29/2003

COD APAT IRSA 5330 Manuale 756

29/2003

Boro EPA 3010/A EPA 6010/C 49,2

Calcio EPA 3010/A EPA 6010/C 431

Ferro EPA 3010/A EPA 6010/C 24

Magnesio EPA 3010/A EPA 6010/C 210

Silice EPA 3010/A EPA 6010/C 9,4

Sodio EPA 3010/A EPA 6010/C 17960

Ammonio APAT IRSA 4030 Manuale 74,2

29/2003

Bicarbonati APAT IRSA 2010 Manuale 232

29/2003

Cloruri (come Cl-) EPA 9056A/2000 29704

Solfati (come SO4<=>) EPA 9056A/2000 13 L’acqua di produzione à ̈ stata inoltre sottoposta a misura del pH operando secondo il metodo analitico APAT IRSA 2060 Manuale 29/2003 ottenendosi un valore di 6,15.

L’elettrolisi à ̈ stata condotta alle seguenti condizioni operative:

- pH = 4;

- densità di corrente = 1 kA/m<3>;

- area di ciascun elettrodo = 100 cm<2>;

- differenza di potenziale (∆V) = 4.5 V;

- temperatura = 25°C;

- tempo = 25 minuti;

- volume = 2,5 l.

Al termine dell’elettrolisi, la composizione acquosa biocida ottenuta à ̈ stata sottoposta ad analisi della concentrazione di cloro attivo operando secondo il metodo analitico APAT IRSA 4080 Manuale 29/03 ottenendosi un valore di 1,2 g/l.

La soluzione acquosa biocida così ottenuta à ̈ stata stoccata in un contenitore in polipropilene, a temperatura pari a 4°C, per 20 giorni.

ESEMPIO 2

Valutazione microbiologica

La soluzione acquosa ottenuta come descritto nell’Esempio 1, à ̈ stata sottoposta a valutazione microbiologica, allo scopo di verificarne l’efficacia biocida.

A tale proposito, un campione di refluo civile à ̈ stato preliminarmente sottoposto ad analisi microbiologica, per la quantificazione dei seguenti parametri:

(A) Carica batterica a 36°C (metodo analitico: APAT IRSA 7050/C Manuale 29/2003);

(B) Stafilococchi coagulasi positivi (rapporti Istisan 2000);

(C) Escherichia coli (metodo analitico: APAT IRSA 7030/F Manuale 29/2003)

(D) Enterococchi sp. (metodo analitico: APAT IRSA 7040/C Manuale 29/2003).

I risultati ottenuti (le analisi sono state eseguite in triplo) sono riportati in Tabella 2.

TABELLA 2

(A) (B) (C) (D)

(ufc/ml) (ufc/ml) (ufc/ml) (ufc/ml)

1<a>1100000 30000 1960 1600 replica

2<a>1130000 24000 1500 1840 replica

3<a>1180000 33000 1720 1680 replica

La soluzione acquosa biocida dell’Esempio 1, dopo stoccaggio come sopra descritto, à ̈ stata nuovamente sottoposta ad analisi della concentrazione di cloro attivo operando secondo il metodo analitico APAT IRSA 4080 Manuale 29/03 ottenendosi un valore di 0,285 g/l.

Allo scopo di verificare l’efficacia biocida della suddetta composizione acquosa biocida, a 100 ml del refluo civile sopra riportato, sono stati aggiunti 0,05 ml della suddetta soluzione acquosa biocida (concentrazione di cloro attivo pari a 14,25 µg/l) e 99,95 ml di acqua sterile.

Il campione così ottenuto à ̈ stato mantenuto, sotto agitazione, a 25°C, per 5 minuti.

Dopo 5 minuti, il campione à ̈ stato sottoposto ad analisi microbiologica, per la quantificazione dei seguenti parametri:

(A) Carica batterica a 36°C (metodo analitico: APAT IRSA 7050/C Manuale 29/2003);

(B) Stafilococchi coagulasi positivi (rapporti Istisan 2000);

(C) Escherichia coli (metodo analitico: APAT IRSA 7030/F Manuale 29/2003)

(D) Enterococchi sp. (metodo analitico: APAT IRSA 7040/C Manuale 29/2003).

I risultati ottenuti (le analisi sono state eseguite in triplo) sono riportati in Tabella 3.

TABELLA 3

(A) (B) (C) (D)

(ufc/ml) (ufc/ml) (ufc/ml) (ufc/ml)

1<a>11200 9300 10,8 1 replica

2<a>12900 8700 10,4 0,8 replica

3<a>13000 8000 5 0,6 replica

I risultati riportati in Tabella 3, confrontati con quelli riportati in Tabella 2, mostrano chiaramente che la composizione acquosa biocida oggetto della presente invenzione, pur a concentrazioni di cloro attivo molto basse (i.e. 14,25 µg/l), ha una buona attività biocida nei confronti delle specie batteriche presenti nel refluo civile.

ESEMPIO 3

Valutazione tossicità

La composizione acquosa biocida ottenuta come descritto nell’Esempio 1, à ̈ stata sottoposta a valutazione di tossicità diretta e indiretta.

A tale scopo, il test di tossicità à ̈ stato eseguito su Daphnia Magna, utilizzando “IQ Toxicity Test Kit†della Sclavo Diagnostics International s.r.l.

Un campione di refluo civile tal quale (Campione 1) à ̈ stato preliminarmente sottoposto a detto test: il risultato ottenuto à ̈ riportato in Tabella 4.

Successivamente, il test à ̈ stato eseguito su un campione (Campione 2) che à ̈ stato preparato aggiungendo a 100 ml di refluo civile, 98 ml di acqua sterile e 2 ml della soluzione acquosa biocida dell’Esempio 1, dopo stoccaggio come sopra descritto. In questo modo à ̈ stata valutata la tossicità supplementare o tossicità indiretta dovuta all’aggiunta della soluzione acquosa biocida al campione di refluo civile: il risultato ottenuto à ̈ riportato in Tabella 4.

Infine, à ̈ stata valutata la tossicità diretta, aggiungendo 1 ml di soluzione acquosa biocida dell’Esempio 1, dopo stoccaggio come sopra descritto, a 99 ml acqua di crescita della Daphnia Magna (Campione 3): il risultato ottenuto à ̈ riportato in Tabella 4.

TABELLA 4

CAMPIONE MORTALITA’

(%)

Campione 1 70%

Campione 2 80%

Campione 3 11%

I risultati sopra riportati mostrano chiaramente che la soluzione acquosa biocida della presente invenzione ha una tossicità molto bassa sia quando aggiunta al refluo civile, sia quando aggiunta all’acqua di crescita della Daphnia Magna.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Processo per la produzione di una composizione acquosa biocida da acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas comprendente sottoporre detta acqua di produzione ad elettrolisi, detta elettrolisi essendo condotta ad un pH compreso tra 2,5 e 7.
2. 2. Processo secondo la rivendicazione 1, in cui detta elettrolisi viene condotta ad un pH compreso tra 3 e 5.
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una temperatura compresa tra 10°C e 45°C.
4. 4. Processo secondo la rivendicazione 3, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una temperatura compresa tra 15°C e 30°C.
5. 5. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una densità di corrente compresa tra 0,3 kA/m<2>e 3 kA/m<2>.
6. 6. Processo secondo la rivendicazione 5, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una densità di corrente compresa tra 0,9 kA/m<2>e 1,5 kA/m<2>.
7. 7. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una differenza di potenziale (∆V) compresa tra 2 V e 10 V.
8. 8. Processo secondo la rivendicazione 7, in cui detta elettrolisi viene condotta ad una differenza di potenziale (∆V) compresa tra 3 V e 8 V.
9. 9. Processo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’acqua di produzione, prima dell’elettrolisi, viene sottoposta ad almeno un trattamento di purificazione.
10. 10. Composizione acquosa biocida ottenuta sottoponendo l’acqua di produzione derivante da pozzi petroliferi o a gas ad elettrolisi, detta elettrolisi essendo condotta ad un pH compreso tra 2,5 e 7.
11. 11. Composizione acquosa biocida secondo la rivendicazione 10, in cui detta elettrolisi à ̈ condotta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 9.
12. 12. Composizione acquosa biocida secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui detta composizione ha una concentrazione di cloro attivo inferiore o uguale a 150 g/l.
13. 13. Composizione acquosa biocida secondo la rivendicazione 12, in cui detta composizione ha una concentrazione di cloro attivo compresa tra 1 g/l e 10 g/l.
14. 14. Composizione acquosa biocida secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, in cui detta composizione ha un pH compreso tra 2,5 e 7.
15. 15. Composizione acquosa biocida secondo la rivendicazione 14, in cui detta composizione ha un pH compreso tra 3 e 5.
16. 16. Composizione acquosa biocida secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 15, in cui detta composizione ha un potenziale di ossidoriduzione (“redox potential†) superiore o uguale a 500 mV.
17. 17. Composizione acquosa biocida secondo la rivendicazione 16, in cui detta composizione ha un potenziale di ossidoriduzione (“redox potential†) compreso tra 600 mV e 1100 mV.
18. 18. Uso della composizione acquosa biocida secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 17, come disinfettante, e/o sterilizzante, e/o battericida, e/o batteriostatico.