ITMI20100378A1 - Procedimento di denitrificazione di reflui - Google Patents
Procedimento di denitrificazione di reflui Download PDFInfo
- Publication number
- ITMI20100378A1 ITMI20100378A1 IT000378A ITMI20100378A ITMI20100378A1 IT MI20100378 A1 ITMI20100378 A1 IT MI20100378A1 IT 000378 A IT000378 A IT 000378A IT MI20100378 A ITMI20100378 A IT MI20100378A IT MI20100378 A1 ITMI20100378 A1 IT MI20100378A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- wastewater
- plant
- separation
- oxide
- process according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 41
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 35
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 35
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims description 19
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 17
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 16
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 13
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid group Chemical group S(O)(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M dipotassium;hydroxide Chemical compound [OH-].[K+].[K+] FZFYOUJTOSBFPQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 12
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 7
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 4
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
- C05D9/00—Other inorganic fertilisers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
“PROCEDIMENTO DI DENITRIFICAZIONE DI REFLUIâ€
Descrizione
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento e ad un relativo impianto per il trattamento di reflui, in particolare di liquami zootecnici. Più in particolare, il procedimento dell’invenzione porta alla denitrificazione di detti reflui, ottenendo nel contempo dei residui utili come concimi agricoli.
I nitrati sono sostanze inquinanti soprattutto per le acque, dove arrivano per dilatazione dai terreni agricoli. La presenza dei nitrati nei terreni agricoli deriva dall’uso di concimi ed in particolare dallo spandimento delle deiezioni animali degli allevamenti zootecnici.
Il problema di smaltimento dei liquami zootecnici à ̈ quindi molto sentito. Recenti leggi della Comunità Europea limitano fortemente la quantità di nitrati che possono essere sparsi per ettaro di terreno. Sia l’accumulo che lo spandimento di letame e altre deiezioni animali à ̈ strettamente regolamentato.
E’ quindi evidente che à ̈ desiderabile diminuire la quantità di nitrati presente nei liquami zootecnici, in modo da consentirne lo smaltimento, in particolare come concimi, direttamente sul campo.
Esistono vari metodi di denitrificazione, tra tutti quello che prevede l’utilizzo di specifici microorganismi denitrificanti che devono essere aggiunti al liquame prima del trattamento.
Nessuno dei metodi noti à ̈ tuttavia soddisfacente, soprattutto dal punto di vista economico.
Il problema indirizzato dalla presente invenzione à ̈ quindi quello di mettere a disposizione un procedimento di trattamento dei reflui che permetta una riduzione della quantità di nitrati in essi presenti e che sia economicamente vantaggioso.
Tale problema à ̈ risolto da un procedimento di trattamento dei reflui, in particolare dei liquami zootecnici, e da un impianto per l’esecuzione di tale procedimento, come delineati nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure:
Figura 1 mostra una vista schematica dell’impianto oggetto dell’invenzione;
Figura 2 mostra una vista schematica di un concentratore/evaporatore ad uno stadio;
Figura 3 mostra una vista schematica di un concentratore/evaporatore a due stadi;
Figura 4 mostra una vista schematica di un concentratore/evaporatore a tre stadi;
Figura 5 mostra una vista schematica di una seconda forma di realizzazione dell’impianto dell’invenzione.
E’ stato ora sorprendentemente trovato che trattando un refluo organico in presenza di una miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio in forma di polvere ed operando in condizioni in cui la fase gassosa/vapore viene allontanata per distillazione o evaporazione, si ottiene una sostanziale riduzione del contenuto di nitrati nel refluo organico.
In questo modo, il residuo solido o semi-solido dopo il trattamento può essere utilizzato come concime senza bisogno di ulteriori trasformazioni o trattamenti.
E’ stato visto che, in contemporanea alla riduzione del contenuto di nitrati nel refluo, si ottiene la formazione di ammoniaca, che viene raccolta come distillato a valle di detta fase di separazione. Vantaggiosamente, secondo una forma di realizzazione, l’ammoniaca così formata può essere ad esempio abbattuta per trattamento con acido solforico o anidride carbonica, ottenendo rispettivamente solfato di ammonio e urea, che possono a loro volta essere riutilizzati come concimi.
Senza essere legati ad una particolare teoria, si può ipotizzare che la riduzione dei Sali nitrato ad ammoniaca avvenga grazie alla presenza di sostanze riducenti nel refluo organico, quali ad esempio idrogeno solforato o altre, e che la polvere di ossidi sopra indicata abbia la funzione di catalizzatore o matrice per facilitare tale reazione nelle condizioni operative.
Secondo un aspetto preferito, il processo dell’invenzione viene condotto ad una temperatura compresa tra 40°C e 100°C, più preferibilmente tra 60°C e 95°C, ancora più preferibilmente tra 80°C e 90°C.
Secondo un aspetto preferito, il procedimento dell’invenzione viene condotto sotto vuoto, più preferibilmente ad una pressione compresa tra 550 e 850 bar, ancora più preferibilmente tra 650 e 750 bar.
I tempi di permanenza del refluo nei mezzi di separazione possono variare a seconda della quantità di refluo da trattare, della temperatura e della pressione applicate. In una forma di realizzazione, tali tempi di permanenza variano tra 40 e 240 minuti.
La miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio viene aggiunta al refluo organico da trattare in rapporti compresi tra 3 e 15 kg per 1000 litri di refluo organico, preferibilmente tra 5 e 13 kg per 1000 litri di refluo organico, più preferibilmente tra 8 e 11 kg.
La miscela di ossidi sopra definita comprende preferibilmente le seguenti percentuali ponderali dei componenti:
anidride fosforica (P2O5) 1,3-20% potassio ossido (K2O) 5-35% calcio ossido (CaO) 18-45% magnesio ossido (MgO) 1,3-16%.
In una forma di realizzazione, la miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio secondo l’invenzione à ̈ costituita da o comprende come componente principale cenere da materiale organico. Secondo un primo aspetto, tale cenere à ̈ vegetale, in particolare cenere di materiale legnoso. Alternativamente, si potrà utilizzare cenere proveniente dalla combustione di sterco animale.
Deve essere inteso che la composizione della cenere può variare notevolmente in funzione dell’origine della medesima. Potrà pertanto essere prevista l’aggiunta alla cenere di anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e/o ossido di magnesio sotto forma di polvere fine, a seconda del caso, in modo da ottenere la composizione sopra definita.
Secondo una forma di realizzazione del procedimento dell’invenzione, la fase gassosa ottenuta nella fase di separazione del procedimento dell’invenzione – contenente un alto tenore di ammoniaca – viene trattata in ambiente acido in modo da ottenere un sale di ammonio o un derivato dell’ammoniaca. Questo trattamento consente di eliminare l’ammoniaca, che à ̈ un agente tossico, dagli scarichi gassosi del procedimento e, nel contempo, di trasformare l’ammoniaca gassosa in un concime solido da poter riutilizzare nel campo.
In una forma preferita, tale trattamento con agente acido viene operato con acido solforico o anidride carbonica. Nel primo caso si ottiene solfato di ammonio, mentre nel secondo caso si ottiene urea. Entrambi costituiscono dei concimi azotati utilizzabili tal quali.
Il refluo organico e la miscela di ossidi secondo l’invenzione viene convenientemente premiscelata – tipicamente ma non necessariamente sotto agitazione – prima di essere avviata alla fase di separazione sopra descritta.
Il procedimento dell’invenzione, secondo una forma di realizzazione, prevede la filtrazione preventiva del refluo organico a dare una fase liquida – che viene sottoposta alla fase di separazione in presenza di detta miscela di ossidi – ed una fase solida. La fase solida viene essiccata e quindi bruciata con formazione di una cenere da materiale organico che può essere utilizzata tal quale, o eventualmente addizionata con anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e/o ossido di magnesio, nel trattamento della fase liquida del refluo. In questo modo, si ottiene un duplice vantaggio: parte del refluo va a costituire la miscela di ossidi da utilizzare nel procedimento inventivo, riducendo al minimo la necessità di approvvigionamento esterno di tale miscela; inoltre, la combustione del residuo solido del refluo a dare cenere crea calore, che viene recuperato ed utilizzato per portare alla temperatura operativa i mezzi di separazione in cui avviene il trattamento del refluo.
Eventualmente, la caldaia in cui viene bruciato il residuo solido del refluo à ̈ alimentata anche con metano come ulteriore combustibile, in modo da fornire tutto il calore necessario al processo e portare a compimento la incinerazione del refluo solido.
Sebbene possano essere trattati secondo il procedimento dell’invenzione vari tipi di reflui organici, il procedimento à ̈ preferibilmente applicabile a liquami zootecnici. La relativa semplicità operativa del procedimento dell’invenzione e dell’impianto che verrà descritto qui di seguito permettono infatti la loro realizzazione in loco, cioà ̈ presso l’allevamento stesso, minimizzando la movimentazione del materiale da trattare, il che consiste un vantaggio sia dal punto di vista economico che ambientale.
Oggetto dell’invenzione à ̈ anche un impianto per l’attuazione del procedimento sopra descritto, come mostrato nelle figure da 1 a 5. E’ da notare che le singole componenti impiantistiche sono note e convenzionali, per cui l’impianto à ̈ stato descritto in modo schematico.
Con riferimento alla figura 1, che rappresenta una prima forma di realizzazione, l’impianto di trattamento dei reflui organici, indicato nel suo complesso con il numero 1, comprende una vasca 2 in cui il refluo organico (ad esempio, liquame costituito da urine e feci zootecniche) viene accumulato, mezzi di separazione 3, in cui avviene il trattamento del refluo organico in presenza della miscela di anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio secondo l’invenzione e la separazione della fase gassosa, e mezzi di trattamento 4 della fase gassosa separata nei mezzi di separazione 3, in cui avviene l’abbattimento dell’ammoniaca sviluppata nel corso della fase di separazione.
Nella vasca 2 di accumulo o a valle di essa sono disposti mezzi di pompaggio e triturazione 5 che provvedono ad inviare il refluo organico, adeguatamente sminuzzato, in una vasca di premiscelazione 6 che comprende mezzi di agitazione 7. In detta vasca di premiscelazione 6 viene immessa, tramite un’apertura di carico 8, la miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio. Effettuata la premiscelazione delle componenti, la miscela da trattare viene trasferita in detti mezzi di separazione 3, che operano nelle condizione sopra descritte ed in cui avviene la riduzione dei nitrati ad ammoniaca e la separazione della fase gassosa risultante.
Il trattamento del refluo organico nei mezzi di separazione 3 avviene preferibilmente ad una temperatura compresa tra 40°C e 100°C. Per tale motivo, il refluo all’interno dei mezzi di separazione 3 deve essere riscaldato alla temperatura operativa. In tal caso, à ̈ quindi prevista una caldaia 9 in cui viene riscaldata dell’acqua che viene quindi fatta circolare in uno scambiatore di calore 15 interno ai mezzi di separazione 3 o in una camicia esterna. La caldaia comprenderà tipicamente dei bruciatori alimentati a metano o altro combustibile.
I mezzi di separazione 3 permettono, come detto, la separazione dei gas (ammoniaca o altro), già presenti nel refluo e/o formatisi in seguito al trattamento, e di parte dell’acqua del refluo (che viene allontanata come vapore), ottenendo una concentrazione del refluo che, a seconda della durata e delle condizioni operative della fase di separazione, può portare ad un residuo solido o semisolido. Il residuo concentrato viene allontanato dai mezzi di separazione 3 tramite l’apertura di scarico 10 e può quindi essere riutilizzato come concime.
La fase gassosa viene invece allontanata lungo la linea 12, eventualmente intercettata da mezzi per il vuoto 11 che provvedono a creare all’interno dei mezzi di separazione 3 una pressione tra 550 e 850 bar che favorisce l’evaporazione dei gas e vapori.
La fase gassosa, che come detto contiene in particolare ammoniaca e vapore d’acqua, viene immessa in detti mezzi di trattamento 4, dove l’ammoniaca viene posta in contatto con un opportuno mezzo acido (ad esempio, acido solforico o anidride carbonica) che provvede ad abbattere i vapori di ammoniaca ed a trasformarla in un suo sale o derivato (specificatamente, ammonio solfato o urea) utilizzabile a sua volta come concime. Detto mezzo acido viene erogato da un serbatoio di stoccaggio 13 e viene immesso all’interno dei mezzi di trattamento 4 a pioggia o comunque attraverso opportuni ugelli, in modo da massimizzare la superficie di contatto.
Il sale o derivato di ammoniaca e l’acqua condensata vengono quindi asportati separatamente dai mezzi di trattamento 4.
La figura 2 mostra un esempio di realizzazione dei mezzi di separazione 3. Tali mezzi di separazione 3 comprendono un concentratore/evaporatore 14 in cui viene immesso, tramite la linea 16, il refluo da trattare. All’interno del concentratore/evaporatore 14 à ̈ disposto uno scambiatore di calore 15 alimentato con acqua o altro fluido caldo ottenuto tramite detta caldaia 9 (figura 1).
La fase gassosa/vapore viene trasferita, lungo la linea 17, in mezzi di condensazione 18 e da qui passa a dei mezzi di raccolta 19 sotto vuoto (tramite mezzi per il vuoto non mostrati), che provvedono a creare il vuoto all’interno dei mezzi di condensazione 18 e del concentratore/evaporatore 14.
Nei mezzi di condensazione 18 avviene la separazione tra vapori condensabili (acqua) e fase gassosa non condensabile (ammoniaca o altri gas).
All’interno dei mezzi di raccolta 19 à ̈ disposto uno scambiatore di calore (non mostrato) in cui passa il refluo da trattare, che così subisce un preriscaldamento grazie al calore latente rilasciato dai gas non condensati nei mezzi 18. I gas vengono quindi allontanati lungo la linea 20 per essere trasferiti ai mezzi di trattamento 4 (figura 1), mentre il refluo da trattare, opportunamente preriscaldato, viene immesso lungo la linea 16 all’interno del concentratore/evaporatore 14.
Mezzi di pompaggio 21 provvedono invece ad allontanare il residuo concentrato dal concentratore/evaporatore 14.
La figura 3 mostra un’ulteriore forma di realizzazione dei mezzi di separazione 3, che comprende un trattamento a doppio stadio mediante due concentratori/evaporatori in parallelo.
In un primo concentratore/evaporatore 14 viene immesso, tramite la linea 16, un primo quantitativo di refluo da trattare. Detto primo concentratore/evaporatore 14 viene riscaldato tramite uno scambiatore di calore 15 alimentato con acqua o altro fluido caldo ottenuto tramite detta caldaia 9 (figura 1).
In un secondo concentratore/evaporatore 14’ viene immesso, tramite la linea 16’, un secondo quantitativo di refluo da trattare. Anche detto secondo concentratore/evaporatore 14’ comprende uno scambiatore di calore 15’, che però viene alimentato direttamente con i gas/vapori separati nel primo concentratore/evaporatore 14. Questi ultimi, dopo essere passati attraverso detto scambiatore di calore 15’, sono trasferiti, lungo la linea 22, nei mezzi di raccolta 19 sotto vuoto che, come nella forma di realizzazione di figura 2, provvedono ad applicare il vuoto desiderato all’interno del primo concentratore/evaporatore 14 ed a preriscaldare, tramite apposito scambiatore di calore, detto primo quantitativo di refluo.
La fase gassosa/vapore separata nel secondo concentratore/evaporatore 14’ viene invece trasferita nei mezzi di condensazione 18 e quindi nei mezzi di raccolta 19’ sotto vuoto, che agiscono in modo del tutto analogo ai mezzi di raccolta 19 sopra descritti.
I gas separati vengono infine riuniti ed allontanati lungo la linea 20, per essere introdotti nei mezzi di trattamento 4 (figura 1), mentre il residuo concentrato dei due concentratori/evaporatori 14, 14’ viene allontanato tramite rispettivi mezzi di pompaggio 21, 21’ e infine riunito per la riutilizzazione come concime.
La figura 4 mostra una terza forma di realizzazione dei mezzi di separazione 3, in cui sono previsti tre concentratori/evaporatori 14, 14’, 14’’ posti in parallelo.
In un primo concentratore/evaporatore 14 viene immesso, tramite la linea 16, un primo quantitativo di refluo da trattare. Detto primo concentratore/evaporatore 14 viene riscaldato tramite uno scambiatore di calore 15 alimentato con acqua o altro fluido caldo ottenuto tramite detta caldaia 9 (figura 1).
In un secondo concentratore/evaporatore 14’ viene immesso, tramite la linea 16’, un secondo quantitativo di refluo da trattare. Anche detto secondo concentratore/evaporatore 14’ comprende uno scambiatore di calore 15’, che però viene alimentato direttamente con i gas/vapori separati nel primo concentratore/evaporatore 14. Questi ultimi, dopo essere passati attraverso detto scambiatore di calore 15’, sono trasferiti, lungo la linea 22, nei mezzi di raccolta 19 sotto vuoto che, come nella forma di realizzazione di figura 2, provvedono ad applicare il vuoto desiderato all’interno del primo concentratore/evaporatore 14 ed a preriscaldare, tramite apposito scambiatore di calore, detto primo quantitativo di refluo.
In un terzo concentratore/evaporatore 14’’ viene immesso, tramite la linea 16’’, un terzo quantitativo di refluo da trattare. Anche detto terzo concentratore/evaporatore 14’’ comprende uno scambiatore di calore 15’’, che però viene alimentato direttamente con i gas/vapori separati nel secondo concentratore/evaporatore 14’. Questi ultimi, dopo essere passati attraverso detto scambiatore di calore 15’’, sono trasferiti, lungo la linea 22’, nei mezzi di raccolta 19’ sotto vuoto che, analogamente a quanto mostrato sopra, provvedono ad applicare il vuoto desiderato all’interno del secondo concentratore/evaporatore 14’ ed a preriscaldare, tramite apposito scambiatore di calore, detto secondo quantitativo di refluo.
La fase gassosa/vapore separata nel terzo concentratore/evaporatore 14’’ viene invece trasferita nei mezzi di condensazione 18 e quindi nei mezzi di raccolta 19’’ sotto vuoto, che agiscono in modo del tutto analogo ai mezzi di raccolta 19, 19’ sopra descritti.
I gas separati vengono infine riuniti ed allontanati lungo la linea 20, per essere introdotti nei mezzi di trattamento 4 (figura 1), mentre il residuo concentrato dei tre concentratori/evaporatori 14, 14’, 14’’ viene allontanato tramite rispettivi mezzi di pompaggio 21, 21’, 21’’ e infine riunito per la riutilizzazione come concime.
Il vantaggio delle forme di realizzazione a doppio o a triplo stadio mostrate nelle figure 3 e 4, rispettivamente, consiste nel massimo sfruttamento del calore della fase gassosa, in modo da aumentare la produttività dell’impianto.
Secondo un’ulteriore forma di realizzazione dell’impianto 1 di trattamento di un refluo organico, mostrata in figura 5, il refluo sminuzzato in uscita dalla vasca 2 viene filtrato tramite mezzi di filtraggio 23 (ad esempio un filtro pressa). La porzione liquida viene immessa nella vasca di premiscelazione 6, mentre il solido viene inviato in mezzi di essiccazione 24 e da qui, tramite opportuni mezzi di trasferimento (non mostrati), come combustibile nella caldaia 9. In tale caldaia potrà essere utilizzato come combustibile aggiuntivo del metano o altro gas combustibile.
Le ceneri organiche di detto refluo solido filtrato vengono quindi recuperate ed immesse, tramite opportuni mezzi di aggiunta 25 (ad esempio, una coclea) nella vasca di premiscelazione 6.
Il vantaggio di questa forma di realizzazione à ̈ duplice. Da una parte l’uso del residuo solido del refluo come combustibile diminuisce la richiesta di metano o altro combustibile gassoso, aumentando l’economia del processo. D’altra parte, si ottiene così la trasformazione della porzione solida del refluo stesso in cenere da utilizzare nel successivo trattamento di denitrificazione del refluo.
Come detto, il processo dell’invenzione à ̈ semplice ed efficiente e permette la denitrificazione dei reflui organici a dare un materiale concimante che può essere utilizzato direttamente in campo nel pieno rispetto delle leggi vigenti.
Il processo non causa la dispersione nell’ambiente di liquidi o gas nocivi: l’acqua distillata à ̈ sostanzialmente pura e può quindi essere scaricata senza danni all’ambiente. Il gas di ammoniaca viene trasformato in Sali o urea e anch’esso riutilizzato come concime. Il processo à ̈ quindi ecologicamente compatibile.
E’ stato dimostrato sperimentalmente che tramite il processo dell’invenzione si ottiene una sostanziale denitrificazione del liquame, passando da un contenuto di nitrati di 250-300 mg/kg di liquame ad un contenuto, nel residuo concentrato, di non più di 20 mg/kg.
E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione.
Claims (23)
- RIVENDICAZIONI l. Procedimento di denitrificazione di un refluo organico comprendente una fase di trattamento di detto refluo organico in presenza di una miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio in forma di polvere ed operando in condizioni in cui la fase gassosa/vapore contenente ammoniaca viene allontanata per evaporazione o distillazione.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta ammoniaca viene trasformata, a valle di detta fase di trattamento, in un suo sale o derivato mediante un mezzo acido.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto processo viene condotto ad una temperatura compresa tra 40°C e 100°C, oppure tra 60°C e 95°C, oppure tra 80°C e 90°C.
- 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto procedimento viene condotto sotto vuoto, oppure ad una pressione compresa tra 550 e 850 bar, oppure tra 650 e 750 bar.
- 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui i tempi di permanenza del refluo nei mezzi di separazione variano tra 40 e 240 minuti.
- 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detta miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio viene aggiunta al refluo organico da trattare in rapporti compresi tra 3 e 15 kg per 1000 litri di refluo organico, oppure tra 5 e 13 kg per 1000 litri di refluo organico, oppure tra 8 e 1 kg per 1000 litri di refluo organico.
- 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detta miscela di ossidi comprende preferibilmente le seguenti percentuali ponderali dei componenti: anidride fosforica (P2O5) 1,3-20% potassio ossido (K2O) 5-35% calcio ossido (CaO) 18-45% magnesio ossido (MgO) 1,3-16%.
- 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui detta miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio à ̈ costituita da o comprende come componente principale cenere da materiale organico.
- 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui detta cenere à ̈ vegetale o à ̈ cenere proveniente dalla combustione di sterco animale.
- 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui detto mezzo acido à ̈ acido solforico o anidride carbonica.
- 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto refluo organico viene filtrato a dare una fase liquida, che viene trattata in presenza di detta miscela di ossidi, ed una fase solida; in cui detta fase solida viene essiccata e quindi bruciata con formazione di una cenere da materiale organico che può essere utilizzata tal quale, o eventualmente addizionata con anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e/o ossido di magnesio, nel trattamento della fase liquida del refluo.
- 12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detto refluo organico à ̈ liquame zootecnico.
- 13. Impianto (1) per il trattamento dei reflui organici secondo il procedimento di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, comprendente una vasca (2) in cui il refluo organico viene accumulato, mezzi di separazione (3), in cui avviene il trattamento del refluo organico in presenza della miscela di anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio e la separazione della fase gassosa, e mezzi di trattamento (4) della fase gassosa separata nei mezzi di separazione (3), in cui avviene l’abbattimento mediante detto mezzo acido dell’ammoniaca sviluppata nel corso della fase di separazione.
- 14. Impianto (1) secondo la rivendicazione 13, in cui, nella vasca (2) di accumulo o a valle di essa, sono disposti mezzi di pompaggio e triturazione (5) che provvedono ad inviare il refluo organico, adeguatamente sminuzzato, in una vasca di premiscelazione (6) che comprende mezzi di agitazione (7) ed un’apertura di carico (8) in cui viene immessa detta miscela comprendente anidride fosforica, ossido di potassio, ossido di calcio e ossido di magnesio.
- 15. Impianto (1) secondo la rivendicazione 13 o 14, comprendente una caldaia (9) in cui viene riscaldata dell’acqua o latro fluido che viene quindi fatto circolare in uno scambiatore di calore (15) interno ai mezzi di separazione (3) o in una camicia esterna.
- 16. Impianto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui detti mezzi di separazione (3) sono in comunicazione di flusso con mezzi per il vuoto (11) in modo da operare detta fase di separazione sotto vuoto.
- 17. Impianto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a 16, in cui detti mezzi di separazione (3) comprendono almeno un concentratore/evaporatore (14, 14’, 14’’) in cui viene immesso il refluo da trattare, all’interno di detto almeno un concentratore/evaporatore (14, 14’, 14’’) essendo disposto uno scambiatore di calore (15, 15’, 15’’) alimentato con acqua o altro fluido caldo ottenuto tramite detta caldaia (9) oppure con i gas/vapori in uscita da uno di detti concentratori/evaporatori (14, 14’, 14’’).
- 18. Impianto (1) secondo la rivendicazione 17, comprendente mezzi di condensazione (18) e mezzi di raccolta (19, 19’, 19’’) sotto vuoto, che provvedono a creare il vuoto all’interno dei mezzi di condensazione (18) e di detto almeno un concentratore/evaporatore (14, 14’, 14’’).
- 19. Impianto (1) secondo la rivendicazione 18, in cui, in detti mezzi di raccolta (19, 19’, 19’’), à ̈ disposto uno scambiatore di calore in cui passa il refluo da trattare, che così subisce un preriscaldamento grazie al calore latente rilasciato dai gas in uscita da detto almeno un concentratore/evaporatore (14, 14’, 14’’).
- 20. Impianto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 19, comprendente due o tre concentratori/evaporatori (14, 14’, 14’’) disposti in parallelo.
- 21. Impianto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a 20, in cui, tra detta vasca (2) e detta vasca di premiscelazione (6), sono disposti mezzi di filtraggio (23) per la separazione di una porzione liquida del refluo da trattare dalla porzione solida.
- 22. Impianto (1) secondo la rivendicazione 21, comprendente mezzi di essiccazione (24) per detta porzione solida e mezzi di trasferimento di detta porzione solida essiccata nella caldaia (9).
- 23. Impianto (1) secondo la rivendicazione 22, comprendente mezzi di aggiunta 25 delle ceneri organiche di detto refluo solido, essiccato e incenerito in detta caldaia (9), in detta vasca di premiscelazione (6).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A000378A IT1398647B1 (it) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Procedimento di denitrificazione di reflui |
| EP11156837A EP2366679A1 (en) | 2010-03-08 | 2011-03-03 | Waste denitrification process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A000378A IT1398647B1 (it) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Procedimento di denitrificazione di reflui |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI20100378A1 true ITMI20100378A1 (it) | 2011-09-09 |
| IT1398647B1 IT1398647B1 (it) | 2013-03-08 |
Family
ID=42731813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A000378A IT1398647B1 (it) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Procedimento di denitrificazione di reflui |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2366679A1 (it) |
| IT (1) | IT1398647B1 (it) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HUP1300309A2 (en) | 2013-05-14 | 2014-11-28 | Utb Envirotec Zrt | Process for recovering of disolved organic compounds from wastes |
| CN108484232A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-09-04 | 甘肃前进牧业科技有限责任公司 | 一种奶牛养殖场的粪污处理系统及处理方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2066231A (en) * | 1976-10-29 | 1981-07-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Method and equipment for processing of organic materials containing nitrogen compounds |
| FR2576741A1 (fr) * | 1985-02-06 | 1986-08-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Procede de traitement de lisier provenant d'excrements de betail de rapport |
| EP0259608A2 (de) * | 1986-09-04 | 1988-03-16 | BOMEG Gesellschaft für angewandte Bodenmelioration mbH | Düngemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| NL8902932A (nl) * | 1989-11-28 | 1991-06-17 | Drese Jan Theo | Werkwijze voor het behandelen van drijfmest, alsmede inrichting voor het toepassen van de werkwijze. |
| WO2004011393A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-05 | Gurunathan Lakshman | Hog manure treatment system |
| WO2009116921A1 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Arne Lindahl | A method for removal of ammonia from waste from stables and water closets |
-
2010
- 2010-03-08 IT ITMI2010A000378A patent/IT1398647B1/it active
-
2011
- 2011-03-03 EP EP11156837A patent/EP2366679A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2066231A (en) * | 1976-10-29 | 1981-07-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Method and equipment for processing of organic materials containing nitrogen compounds |
| FR2576741A1 (fr) * | 1985-02-06 | 1986-08-08 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Procede de traitement de lisier provenant d'excrements de betail de rapport |
| EP0259608A2 (de) * | 1986-09-04 | 1988-03-16 | BOMEG Gesellschaft für angewandte Bodenmelioration mbH | Düngemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| NL8902932A (nl) * | 1989-11-28 | 1991-06-17 | Drese Jan Theo | Werkwijze voor het behandelen van drijfmest, alsmede inrichting voor het toepassen van de werkwijze. |
| WO2004011393A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-02-05 | Gurunathan Lakshman | Hog manure treatment system |
| WO2009116921A1 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Arne Lindahl | A method for removal of ammonia from waste from stables and water closets |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Week 199127, Derwent World Patents Index; AN 1991-199080, XP002602507 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2366679A1 (en) | 2011-09-21 |
| IT1398647B1 (it) | 2013-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2414494B1 (de) | Verfahren zur hydrothermalen karbonisierung nachwachsender rohstoffe und organischer reststoffe | |
| DE2753537C2 (de) | Verfahren zur thermischen Behandlung von wäßrigen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen \ | |
| EP2406190B1 (de) | Verfahren und anlage zur verwertung von biomasse sowie blockheizkraftwerk | |
| EP2603461B1 (de) | Verfahren zur aufreinigung von abwässern aus der aufarbeitung von rohen aromatischen nitroverbindungen | |
| DE2952794A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von stickstoffverbindungen enthaltenden organischen massen | |
| EP2038045A1 (de) | Verfahren zur reinigung von biogas einer biogasanlage sowie gasreinigungsanlage | |
| EP3197839B1 (de) | Verfahren und anordnung zur abwasserbehandlung | |
| CN109205971A (zh) | 一种畜禽粪污综合处理和利用的装置 | |
| EP2408541A1 (de) | Kombinierte abgasbehandlung ammoniak- und stickoxid-haltiger abgasströme in industrieanlagen | |
| CN109626684B (zh) | 高硝酸盐废水的处理装置及其工艺 | |
| DE102008058114A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Rohgasen, insbesondere von Biogas, sowie Gasreinigungsanlage | |
| ITMI20100378A1 (it) | Procedimento di denitrificazione di reflui | |
| Zaharioiu et al. | Opportunities regarding the use of technologies of energy recovery from sewage sludge | |
| EP3024811B1 (de) | Kreislaufführung und entsorgung der wässrigen katalysatorlösung bei aminkatalytischen prozessen | |
| DE112011100511B4 (de) | Abluftreinigungsverfahren und -system zur Elimination insbesondere von Formaldehyd aus einem entsprechend belasteten Abgasstrom einer Biogas-Verbrennungseinrichtung | |
| CA2675611C (en) | Process and plant for the production of an aqueous solution comprising urea | |
| DE102007007510B4 (de) | Verfahren zur schadstoffreduzierten Aufbereitung schadstoffhaltiger Substrate aus Fermentationsanlagen zur Biogasgewinnung zu Brennstoff unter Nutzung der Energie vorhandener Verbrennungsanlagen | |
| EP3275845B1 (de) | Verfahren zur verbrennung eines klärschlamms | |
| EP2654923B1 (de) | Verfahren zur thermischen nachverbrennung von abgasen aus der acrolein- und aus der blausäureherstellung | |
| CN111115933A (zh) | 一种含VOCs高氨氮废水无焰火炬式超净排放工艺 | |
| EP2479145B1 (en) | Process for ammonia recovery from urban and/or industrial waste | |
| DE60222629T2 (de) | Verfahren zur verwendung von organischen materialien bei der energieerzeugung und erzeugung von wiederverwendbaren produkten | |
| DE202010002225U1 (de) | Abluftreinigungssystem zur Elimination insbesondere von Formaldehyd aus einem entsprechend belastetem Abgasstrom einer Biogas-Verbrennungseinrichtung | |
| DE102010001859A1 (de) | Abluftreinigungssystem zur Elimination insbesondere von Formaldehyd aus einem entsprechend belastetem Abgasstrom einer Biogas-Verbrennungseinrichtung | |
| EP2017223A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Energiegewinnung und Meerwasserentsalzung mit kontrolliertem Einsatz von Treibhausgasen sowie zur Bereitstellung von Holzkohleartigen Düngern mit negativem CO2-Beitrag |