ITMI932580A1

ITMI932580A1 - Dispositivo di aerazione

Info

Publication number: ITMI932580A1
Application number: IT002580A
Authority: IT
Inventors: Stefan Pape
Original assignee: Envicon Klaertech Verwalt
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-06
Also published as: GB2273700A; JPH06277690A; ES2076878R; DE4240949C1; FR2698797A1; ES2076878B1; ES2076878A2; IT1265387B1; ITMI932580A0; GB9322759D0

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI AERAZIONE"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo di aerazione per la depurazione delle acque di rifiuto.

I dispositivi di aerazione di tale tipo servono fra l'altro per l'aerazione di depurazione di acque di rifiuto, per l'apporto di aria/ossigeno in bacini di attivazione o per la stabilizzazione di fanghi, per l'aerazione di fiumi, laghi o vivai di pesci, oppure anche per esempio per la neutralizzazione di liquidi mediante un gorgogliamento con anidride carbonica. Pertanto, i termina "aria" e "aerazione" vanno intesi nel senso pi? ampio per quanto riguarda il fluido alimentato.

I dispositivi di aerazione di tale tipo (nel seguito denominati aeratori) sono sostanzialmente noti in due forme di esecuzione, come aeratori tubolari oppure come aeratori superficiali o a disco.

In ogni caso, essi presentano un condotto dell'aria che conduce in una camera di distribuzione d'aria.

Gli aeratori tubolari sono contraddistinti dal fatto che la loro parete ? eseguita con una molteplicit? di piccole aperture di uscita dell'aria. Pertanto, la parete pu? essere costituita per esempio da una ceramica porosa; in altre forme di esecuzione si tratta di un corpo metallico con opportune perforazioni. Sono anche note forme di esecuzione di aeratori tubolari, nei quali la camera di distribuzione dell'aria (nel suo tratto con aperture di uscita dell'aria) viene coperta esternamente da una membrana, e marginalmente ? fissata alla parete della camera di distribuzione d'aria. In caso di aerazione la membrana si rigonfia e l'aria entra attraverso le aperture della membrana nell'acqua di rifiuto da trattare.

Per aeratori superficiali o a disco ? prevista almeno un'apertura di adduzione deU'aria nella regione della parete della camera di distribuzione d'aria, la quale ? coperta da una membrana elasticamente deformabile in caso di aerazione, che a sua volta sul lato esterno ricopre il corrispondente tratto della camera di distribuzione d'aria e almeno marginalmente ? fissata questa regione di parete.

Un aeratore a disco di tale tipo ? noto per esempio da US 5.000.884 A. Un aeratore tubolare ? mostrato in US 4.490.752 A.

In ogni caso, per il suddetto campo di impiego si tende ad un'aerazione con bollicine fini il pi? possibile, per ottenere una aerazione il pi? possibile intensa e uniforme dell'acqua di rifiuto.

Anche se gli aeratori del tipo sopra citato hanno dato fondamentalmente buona prova, esiste tuttora una pressante esigenza di accrescere l'intensit? del gorgogliamento, e si tende ad ottenere bollicine pi? fini di quelle ottenibili con aeratori della tecnica nota.

A base deH'invenzione sta il riconoscimento che questo scopo pu? venire raggiunto in modo straordinariamente semplice per il fatto che il dispositivo di aerazione in caso di aerazione pu? venire posto vibrazione.

Se I'aeratore viene sottoposto ad una certa frequenza naturale, almeno nei tratti nei quali l?aria defluisce nell'acqua di rifiuto, le singole bolle d'aria vengono "tagliate" ai bordi delle corrispondenti aperture di uscita deH'aria e quindi suddivise meccanicamente in bolle pi? piccole.

In tal modo ? possibile - a parit? di portata d'aria - ottenere una intensit? di gorgogliamento molto pi? elevata.

Nella sua forma di esecuzione pi? generale l'invenzione riguarda quindi un dispositivo di aerazione per la depurazione delle acque di rifiuto con un condotto dell'aria che conduce in una camera di distribuzione d'aria e

- una molteplicit? di piccole aperture di uscita dell'aria nella regione della parete della camera di distribuzione d'aria,

oppure

- almeno un'apertura di alimentazione d'aria nella regione della parete della camera di distribuzione d?aria e una. molteplicit? di piccole aperture di uscita d'aria in una membrana deformabile elasticamente in caso di aerazione, la quale ricopre sul lato esterno il tratto di parete della camera di distribuzione d'aria provvisto dell'apertura di alimentazione d'aria ed ? fissata almeno marginalmente a questa regione di parete,

ove il dispositivo di aerazione in caso di aerazione pu? essere posto in vibrazione.

Queste vibrazioni possono venire provocate in modi diversi. Pu? trattarsi di vibrazioni meccaniche, che vengono trasmesse da eccitatori di vibrazioni esterni al dispositivo di aerazione. Pu? trattarsi per? anche di onde sonore acustiche, che agiscono esternamente o in situ sul dispositivo di aerazione.

Nel caso primo citato, all'aeratore ? applicato per esempio un vibratore, che trasmette vibrazioni meccaniche al condotto dell'aria, alla camera di distribuzione d'aria o ad altri tratti del dispositivo di aerazione. E' ovvio che anche nel caso di aeratori che sono eseguiti con una membrana, la membrana viene contemporaneamente sottoposta a corrispondenti vibrazioni, per cui si instaurano effetti analoghi nella regione di perforazione della membrana.

Una forma di esecuzione particolarmente semplice, vantaggiosa ed economica, ? caratterizzata dal fatto che il dispositivo di aerazione pu? essere posto in vibrazione mediante onde acustiche. In una forma di esecuzione preferita queste onde acustiche vengono generate dalla stessa corrente d'aria alimentata.

In questo caso, per esempio il condotto dell'aria, che porta nella camera di distribuzione dell'aria, ? eseguito in modo che la corrente d'aria ponga in vibrazione alla frequenza naturale il condotto dell'aria (e indirettamente la camera di distribuzione d'aria ad esso collegata).

Il tratto del condotto dell'aria, dal quale provengono le vibrazioni a grandezza naturale, pu? trovarsi nella regione di collegamento internamente alla camera di distribuzione dell'aria. La trasmissione delle vibrazioni alla camera di distribuzione dell'aria e alla membrana viene in tal modo ottimizzata.

Una corrispondente forma di esecuzione pu? per? anche avvenire direttamente nella regione dell'apertura di alimentazione dell'aria nella camera di distribuzione d'aria.

Per quanto riguarda le forme di esecuzione sopra citate, ? disponibile all'esperto a sua volta una molteplicit? di realizzazioni costruttive concrete. E' particolarmente semplice eseguire rispettivamente il condotto dell'aria e l'apertura di alimentazione dell'aria a modo di fischietto.

Nei fischietti le vibrazioni vengono eccitate dalla corrente d?aria alimentata.

Ci? vale sia per fischietti chiusi (sul lato di estremit?), che aperti (sul lato di estremit?). Le frequenze dei fischietti sono inversamente proporzionali alle loro lunghezze. Pertanto, la frequenza naturale desiderata ? impostabile in base alla lunghezza dei fischietti. Come sopra accennato, l'eccitazione della colonna d'aria pu? per? avvenire anche con una potente sorgente acustica esterna (fischietto, altoparlante).

A seconda del campo d'impiego ? possibile predisporre la direzione, ampiezza, fase e frequenza delle vibrazioni. Quanto pi? alta ? la frequenza e quanto pi? piccola l'ampiezza, tanto pi? piccole ma pi? ricche di energia sono le vibrazioni, e conseguentemente l'effetto, a cui si tende secondo l'invenzione, di una "frantumazione delle bolle d'aria" nella regione di transizione dall'aeratore all'acqua di rifiuto. Corrispondentemente, ? opportuno eseguire il condotto dell'aria e/o l'apertura di alimentazione dell'aria in modo che il dispositivo di aerazione venga posto in vibrazione alla frequenza di risonanza dalla corrente d?aria alimentata.

Le onde acustiche provocate dalla disposizione secondo l'invenzione possono estendersi fino alla regione degli ultrasuoni o ipersuoni.

Se le vibrazioni (onde acustiche) vengono provocate "in situ" dall'aria stessa alimentata attraverso il dispositivo di aerazione, vengono eliminati gli eccitatori di vibrazioni esterni, per cui come effetto secondario positivo si ottiene anche un risparmio di energia.

Altre caratteristiche dell'invenzione si desumono dalle caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti nonch? dalla rimanente documentazione della domanda.

L'invenzione verr? meglio chiarita nel seguito con riferimento a due esempi di esecuzione, il primo dei quali si riferisce ad un aeratore tubolare e il secondo ad un aeratore a disco. Mostrano - ciascuno in forma fortemente schematizzata figura 1 : un aeratore tubolare in sezione

Figura 2: un aeratore a disco in sezione.

Nelle figure, elementi strutturali uguali o equivalenti sono rappresentati con numeri di riferimento uguali.

L'aeratore tubolare secondo figura 1 ? costituito da un corpo tubolare 10, che alla sua estremit? di destra in figura presenta una copertura 12 e alla sua estremit? di sinistra in figura una copertura 14, ove nella copertura 14 ? fatto passare un condotto dell'aria 16.

Il tratto tubolare 10 ? costituito da materiale ceramico cotto con porosit? non orientata, mentre le coperture 12, 14 nonch? il condotto dell'aria 16 sono fatte metalliche. Il tratto tubolare 10 e le coperture 12, 14 delimitano una camera di distribuzione dell'aria 18.

Secondo la tecnica nota il condotto dell'aria 16 ? costituito da un tubo normale, attraverso il quale l'aria viene guidata nella camera di distribuzione d'aria 18, all'uscita dalla quale l'aria attraverso i fini pori del corpo tubolare ceramico 10 defluisce nell'acqua di rifiuto, nella quale ? immerso l'aeratore.

Secondo l'invenzione, il condotto dell'aria 16, che alla sua estremit? di sinistra ? collegato ad una sorgente d'aria (non rappresentata), ? eseguito a modo di fischietto. Esso presenta corrispondentemente, alla sua estremit? di sinistra, una specie di imboccatura 16a e, all'estremit? sporgente nella camera di distribuzione d'aria 18, un'apertura sul lato perimetrale 16b, il cui bordo posteriore di direzione del flusso d'aria (freccia L) ? rastremato (dall'interno verso l'esterno).

Corrispondentemente, con l'alimentazione dell'aria vengono eccitate vibrazioni dalla corrente d'aria, che si trasmettono dal condotto dell'aria alla copertura 14 e da essa al corpo tubolare 10 e in tal modo pongono in vibrazione l'intero aeratore. L'aria defluente attraverso i fori aperti del corpo tubolare 10 viene conseguentemente tagliata costantemente nella regione delle aperture di uscita dell'aria (pori), per cui si ottiene l'esecuzione di piccolissime bolle d'aria, che quindi affluiscono nell'acqua di rifiuto.

In figura 2 ? rappresentato un aeratore a disco, che presenta un corpo di base 20, il cui coperchio circolare 22 presenta centralmente un'apertura di alimentazione d?aria 24, a partire dalla quale si estende verso il basso un tubo di raccordo 26. Il corpo di base 20 e le sue parti sono costituiti da una materia plastica rinforzata con fibre di vetro.

Al di sopra del coperchio 20 si estende una copertura 28, che ? qui eseguita come membrana di gomma con perforazioni. La membrana 28 ? tesa sul bordo tutt?intomo alla superficie perimetrale del corpo di base 20 e soltanto ivi ? fissata con viti 30 al corpo di base 20.

In tal modo, nella regione del tubo di raccordo 26 e dell?apertura di alimentazione d'aria 24 nonch? tra la membrana 28 e il coperchio 22 ? eseguita una camera di distribuzione d'aria 18.

In caso di non gorgogliamento la membrana 28 presenta rispetto al corpo di base 20 la posizione indicata con I, nella quale la membrana 28 si estende quindi parallelamente al coperchio 22.

In caso di gorgogliamento (II) la membrana 28 si rigonfia corrispondentemente alla configurazione rappresentata a tratti.

L'alimentazione d'aria avviene qui attraverso un condotto dell'aria 16 eseguito a modo di fischietto, che ? fatto di metallo e perimetralmente ? fissato al tubo di raccordo 26.

Come desumibile dalla figura, il condoto dell'aria 16 ? rastremato "a imbuto" nel tratto superiore, ove il labbro 16c, cos? eseguito, presenta una certa elasticit? propria.

L'aria alimentata nella direzione della freccia L fa si che nel passaggio attraverso il labbro 16c, il condoto d'aria 16 venga posto in vibrazione, e queste vibrazioni si trasmetono al tubo di raccordo 26 e al corpo di base 20 e da esso alla membrana 28.

L'aria guidata oltre atraverso l'apertura di alimentazione d'aria 24 nella camera di distribuzione d'aria 18 atraversa successivamente, in caso di gorgogliamento, la membrana 28, ove le bolle d'aria - analogamente a quanto descrito con riferimento alla figura 1 - per effeto delle vibrazioni vengono ivi tagliate, il che consente anche in questo esempio di esecuzione di emettere bolle estremamente fini nell'acqua di rifiuto, nella quale l'aeratore a disco secondo figura 2 si trova.

In entrambi i casi l'aria alimentata serve quindi non soltanto all'aerazione vera e propria ma contemporaneamente anche alla formazione di onde acustiche e quindi di vibrazioni naturali dell'aeratore.

In tal modo l'aeratore pu? essere posto in vibrazione senza eccitatore di vibrazioni esterno.

In conclusione va anche osservato che le forme geometriche rappresentate del condoto dell'aria 16 (fischietto) sono unicamente esemplificative e schematiche e possono venire sostituite da una qualsiasi forma di esecuzione costrutiva ad arbitrio, mediante la quale l'aeratore possa venire posto in vibrazione naturale.

Claims

RIVENDI CAZIONI 1. Dispositivo di aerazione per la depurazione delle acque di rifiuto con un condotto dell'aria (16) che conduce in una camera di distribuzione d'aria (18) e a) una molteplicit? di piccole aperture di uscita dell'aria nella regione della parete (10) della camera di distribuzione d'aria (18), oppure b) almeno una apertura di alimentazione d'aria (24) nella regione della parete (20) della camera di distribuzione d'aria (18) e una molteplicit? di piccole aperture di uscita deH'aria in una membrana (28) deformabile elasticamente in caso di aerazione, che ricopre sul lato esterno la regione di parete (20) provvista delle aperture di alimentazione delfaria (24) della camera di distribuzione d'aria (18) ed ? fissata (30) almeno sul lato del bordo alla regione della parete, caratterizzata dal fatto che il dispositivo di aerazione in caso di aerazione pu? essere posto in vibrazione.
2. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 1 con l'accorgimento che esso pu? essere posto in vibrazione meccanica in caso di aerazione.
3 . Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 1 o 2 con un vibratore agente sul condotto dell'aria (16) e/o sulla camera di distribuzione d'aria (18).
4. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 1, che pu? essere posto in vibrazione da onde acustiche.
5. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 4, che pu? essere posto in vibrazione dalla corrente d'aria (L) alimentata.
6. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 5, in cui il condotto dell'aria (16) ? eseguito in modo che la corrente d'aria alimentata (L) ponga in vibrazione naturale il condotto dell'aria (16) e la camera di distribuzione d'aria ad esso collegata.
7. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 5, in cui il tratto del condotto dell?aria (16) dal quale provengono le vibrazioni naturali si trova nella regione di collegamento con la camera di distribuzione d'aria (18) o internamente ad essa.
8. Dispositivo di aerazione secondo la rivendicazione 5 o 6, la cui apertura di alimentazione d?aria (24) ? eseguita in modo che la corrente d'aria alimentata ponga in vibrazione naturale la camera di distribuzione d'aria (18).
9. Dispositivo di aerazione secondo una delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui il condotto dell?aria (16) e/o l'apertura di alimentazione d'aria (24) sono eseguiti a modo di fischietto.
10. Dispositivo di aerazione secondo una delle rivendicazioni da 5 a 9, in cui il condotto dell'aria (16) e/o l'apertura di alimentazione d'aria (24) sono eseguiti in modo che il dispositivo di aerazione venga posto in vibrazione in risonanza dalla corrente d?aria alimentata.