ITPI20090078A1

ITPI20090078A1 - Serbatoio modulare per il trattamento di acque reflue

Info

Publication number: ITPI20090078A1
Application number: IT000078A
Authority: IT
Inventors: Mario Vitarelli
Original assignee: Zetaplast S P A
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2010-12-19
Also published as: WO2011004226A2; WO2011004226A3

Description

?SERBATOIO PER IL TRATTAMENTO DI ACQUE REFLUE?

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il settore del trattamento delle acque reflue e si riferisce, in particolare, ad un serbatoio per il trattamento di acque reflue provenienti dai servizi igienici e dalle cucine di edifici pubblici, o privati, ossia acque reflue di origine domestica, che di acque reflue provenienti da edifici, o installazioni, in cui si svolgono attivit? commerciali, o di produzione di beni, ma comunque assimilabili, a norma di legge, alle acque reflue di origine domestica.

Descrizione della tecnica nota

Come ? noto, le acque reflue di tipo domestico vengono normalmente smaltite attraverso il sistema fognario. Nel caso in cui questo non sia possibile la legislazione vigente prevede l?obbligo del trattamento delle acque reflue prima dell?immissione in un corpo recettore.

Il trattamento pi? comune prevede l?impiego di fosse Imhoff che realizzano una sedimentazione meccanica ed una degradazione anaerobica dei fanghi che vengono allontanati. Tipicamente una fossa Imhoff comprende un compartimento superiore di sedimentazione ed un compartimento inferiore di accumulo e di digestione anaerobica dei fanghi sedimentati. I due compartimenti sono divisi da una, o pi? paratie provviste di fessure che consentono ai due compartimenti di comunicare tra loro.

I solidi sospesi presenti nelle acque reflue passano attraverso la fessura di comunicazione dal sedimentatore nel sottostante comparto di accumulo e digestione dove si realizza la fermentazione anaerobica. Nel compartimento inferiore avviene una degradazione anaerobica dei fanghi sedimentati che dopo la digestione si accumulano nel fondo dal quale vengono periodicamente asportati.

Tuttavia, le acque che vengono allontanate dalle fosse Imhoff sono s? chiarificate, ma ancora ricche di materiale putrescibile non depurato presente in quantit? superiori ai limiti previsti dalle leggi vigenti per cui non possono essere direttamente smaltite sul suolo, o in corpi idrici superficiali.

Per superare tale inconveniente esistono impianti di depurazione di tipo biologico in cui la degradazione delle sostanze inquinanti, in particolare sostanze contenenti carbonio, fosforo e azoto, ? ottenuta disponendo in intimo contatto il liquame da depurare con una massa di particolari microrganismi detti ?fanghi attivi? in grado di decomporre le sostanze inquinanti presenti nelle acque reflue e di convertirle in biomassa. Il processo biologico pu? essere condotto in presenza di ossigeno, nel qual caso si parla di ossidazione biologica aerobica, o in assenza di ossigeno in questo caso si parla di degradazione o fermentazione anaerobica.

I processi di trattamento biologico sono caratterizzati da elevati rendimenti depurativi, prevedono tempi variabili per portare a termine il processo di degradazione delle sostanze e comportano un investimento iniziale meno oneroso nel caso di sistemi anaerobici rispetto ad impianti nei quali vengono realizzati processi aerobici. Gli impianti a conduzione aerobica richiedono nella maggior parte dei casi l?impiego di apparecchiature meno ingombranti e prevedono maggiori costi di installazione per la fornitura di energia ed un certo costo di esercizio.

Come precedentemente accennato la degradazione delle sostanze inquinanti si ottiene tramite una digestione aerobica svolta da batteri presenti nei liquami stessi. L?insufflazione di aria accelera tale processo fino alla formazione di specifiche colonie batteriche dette fanghi attivi.

Un indice spesso impiegato per valutare il livello di inquinamento di una massa d?acqua ? il BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) che esprime la quantit? di ossigeno necessaria per ossidare alcune sostanze contenute nell?acqua da parte dei microorganismi aerobici. Esso ? quindi una misura indiretta delle sostanze organiche batteriologicamente degradabili presenti nell?acqua.

Sintesi dell?invenzione

? quindi scopo della presente invenzione fornire un serbatoio per il trattamento di acque reflue, in particolare acque reflue di origine domestica ed assimilabile, che consenta di realizzare un elevato rendimento depurativo.

? anche scopo della presente invenzione fornire un serbatoio per il trattamento di acque reflue che sia in grado di trattare anche elevate quantit? di refluo e che sia allo stesso tempo agevolmente trasportabile.

? un altro scopo della presente invenzione fornire un serbatoio per il trattamento di acque reflue che consenta di risolvere gli inconvenienti delle apparecchiature di depurazione di tecnica nota.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dal serbatoio per il trattamento di acque reflue, in particolare acque reflue di origine domestica, o assimilabile, secondo la presente invenzione, detto serbatoio comprendendo:

? almeno un primo corpo cavo provvisto di almeno un ingresso e definente una prima camera di trattamento, in detta prima camera di trattamento avvenendo una separazione per decantazione delle acque reflue alimentate attraverso detto ingresso, con ottenimento di una frazione solida, che si deposita prevalentemente sul fondo della prima camera, e di una frazione liquida, che si dispone nella prima camera ad una certa altezza;

? almeno un secondo corpo cavo di contenimento definente una seconda camera di trattamento, detto secondo corpo cavo essendo operativamente connesso a detto primo corpo cavo di contenimento, detta seconda camera di trattamento essendo in comunicazione idraulica con detta prima camera di trattamento attraverso almeno una apertura, in detta seconda camera avvenendo la chiarificazione delle acque reflue provenienti da detta prima camera attraverso detta apertura, detto secondo corpo cavo comprendendo almeno un?uscita per estrarre acque reflue chiarificate in detta seconda camera;

la cui caratteristica principale ? che tra detta seconda camera di trattamento e detta uscita sono disposti mezzi di separazione comprendenti almeno una membrana permeabile, detti mezzi di separazione essendo atti a separare tramite la membrana la frazione liquida delle acque reflue presenti nella seconda camera da particelle aventi dimensioni superiori a quelle dei pori di detta membrana permeabile.

In particolare, i mezzi di separazione possono essere scelti tra:

? mezzi di separazione per microfiltrazione, in particolare detti mezzi di separazione per microfiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 1.5 micron, vantaggiosamente superiori a 0.1 micron; ? mezzi di separazione per ultrafiltrazione, in particolare detti mezzi di separazione per ultrafiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 0.1 micron, vantaggiosamente superiori a 0.005 micron; ? mezzi di separazione per nanofiltrazione, detti mezzi di separazione per nanofiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 0.005 micron, vantaggiosamente superiori a 0.001 micron;

? mezzi di separazione per osmosi inversa, detti mezzi di separazione per osmosi inversa essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle e dalle sostanze con diversa affinit? chimica quali minerali, colloidi e batteri in essa presenti;

? o una loro combinazione.

In particolare, i mezzi di separazione per microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa comprendono rispettivamente un gruppo di membrane selettivamente permeabili, o semipermeabili, per microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa in comunicazione idraulica ed organizzate secondo un determinato array comprendente un determinato numero di file e di colonne di membrane semipermeabili.

In particolare, ciascuno di detti mezzi di separazione comprende almeno una membrana permeabile atta a separare la seconda camera di trattamento in una prima regione nella quale ? presente la frazione liquida delle acque reflue da chiarificare ed in una seconda regione nella quale ? presente la frazione liquida delle acque reflue chiarificate, ossia prive di particelle aventi dimensioni superiori a quelle dei pori della membrana permeabile stessa.

In particolare, la seconda regione ? in comunicazione idraulica attraverso detta uscita con mezzi per realizzare una differenza di pressione (?P) tra la prima e la seconda regione in modo da causare il passaggio della frazione liquida da trattare attraverso la membrana.

In particolare, la differenza di pressione realizzata tra la prima e la seconda regione dai mezzi per realizzare una differenza di pressione (?P) pu? essere compresa tra 2 bar e 0.1 bar, vantaggiosamente tra 1.5 bar e 0.2 bar, preferibilmente tra 1 bar e 0.3 bar.

Vantaggiosamente, i mezzi per realizzare una differenza di pressione (?P) tra la prima e la seconda regione della seconda camera comprendono mezzi di pompaggio atti a prelevare, attraverso detta uscita, la frazione liquida chiarificata dalla seconda regione della seconda camera e ad alimentarla in un recipiente di accumulo.

Nel caso di mezzi di separazione per nanofiltrazione o mezzi di separazione per osmosi inversa sono vantaggiosamente previsti mezzi di pompaggio supplementari, detti mezzi di pompaggio supplementari essendo atti ad alimentare la frazione liquida da trattare in detti mezzi di separazione per nanofiltrazione, o in detti mezzi di separazione per osmosi inversa ad una pressione POI elevata.

In particolare, la pressione POI pu? essere compresa tra 2 bar e 70 bar, vantaggiosamente tra 3 bar e 40 bar.

Vantaggiosamente, i mezzi di separazione comprendono una pluralit? di membrane semipermeabili di diverso tipo, detta pluralit? di membrane essendo disposte in serie in modo da essere attraversate in sequenza da detto flusso di detta frazione liquida da trattare.

Preferibilmente, la pluralit? di membrane semipermeabili sono disposte in modo da presentare una dimensione nominale dei pori decrescente seguendo la direzione del flusso della frazione liquida che li attraversa. In altre parole, il flusso della frazione liquida attraversa dapprima il gruppo di membrane che realizzano una depurazione meno fine e successivamente il gruppo di membrane che realizzano una depurazione pi? fine, in modo da allontanare in successione le particelle di dimensioni via via sempre minori.

Vantaggiosamente, la seconda camera di trattamento ? provvista di uno scarico di troppopieno. In tal modo, nel caso di assenza di energia elettrica la frazione liquida da trattare viene allontanata attraverso un condotto di scarico collegato allo scarico di troppopieno evitando che essa possa inquinare la frazione liquida chiarificata.

Vantaggiosamente, il serbatoio, secondo l?invenzione, comprende, inoltre, almeno un terzo corpo cavo delimitante una terza camera in comunicazione idraulica con detta prima e/o con detta seconda camera di trattamento.

In particolare, il terzo corpo cavo di contenimento pu? essere disposto a monte del secondo corpo cavo di contenimento ed essere in comunicazione idraulica con la seconda regione della seconda camera di trattamento con funzione di recipiente di raccolta delle acque reflue chiarificate.

In una variante prevista, il terzo corpo cavo di contenimento ? interposto tra il primo ed il secondo corpo cavo di contenimento. In tal caso, all?interno del terzo corpo cavo di contenimento pu? essere prevista una terza camera di trattamento ad esempio per sottoporre la frazione liquida ad un trattamento biologico.

In particolare, nella frazione liquida chiarificata delle acque reflue in uscita dalla seconda camera sono presenti particelle aventi dimensioni inferiori ad 1.5 micron, vantaggiosamente particelle aventi dimensioni inferiori a 0.1 micron, preferibilmente particelle aventi dimensioni inferiori a 0.001 micron.

In particolare, nella seconda camera di trattamento la frazione liquida pu? essere sottoposta ad un trattamento biologico, in particolare un trattamento biologico di tipo aerobico condotto ad opera di microorganismi aerobici.

Vantaggiosamente, all?interno della seconda camera di trattamento ? previsto almeno un corpo di riempimento atto ad aumentare la superficie di contatto tra la frazione liquida delle acque reflue ed i microorganismi aerobici.

In particolare, i mezzi di separazione possono essere associati a mezzi di protezione disposti in uso tra detti mezzi di separazione e detto, o ciascun corpo di riempimento, detti mezzi di protezione essendo atti ad impedire che detto, o ciascun, corpo di riempimento possa urtare contro detti mezzi di separazione. In tal modo, si evita che i corpi di riempimento possano urtare contro i mezzi di separazione e danneggiarli compromettendo il corretto funzionamento del serbatoio, secondo l?invenzione, ed in particolare l?efficienza depurativa.

Ad esempio, i mezzi di protezione comprendono almeno un corpo tubolare disposto, in uso, tra i mezzi di separazione e detto, o ciascun corpo di riempimento, detto corpo tubolare ricoprendo almeno in parte detti mezzi di separazione.

In una forma realizzativa prevista, il corpo tubolare pu? coprire interamente i mezzi di separazione in modo da delimitare una vasca di trattamento in comunicazione idraulica con la seconda camera di trattamento attraverso almeno un?apertura.

Vantaggiosamente, la vasca di trattamento ? contenuta almeno parzialmente all?interno della seconda camera di trattamento.

Vantaggiosamente, la vasca di trattamento ? totalmente disposta all?interno della seconda camera di trattamento. In tal caso, la camera di trattamento prevede almeno una apertura disposta al di sotto dei mezzi di separazione in modo da consentire ai fanghi prodotti di passare per gravit? dalla terza alla seconda camera di trattamento. In un?altra variante dell?invenzione i mezzi di protezione presentano una struttura reticolare, o a griglia, in modo da impedire l?impatto del, o di ciascun, corpo tubolare contro i mezzi di separazione, consentendo al contempo alla frazione liquida da trattare di giungere in corrispondenza dei mezzi di separazione.

In particolare, possono essere previsti mezzi di rimozione delle particelle solide depositate sulla superficie dei mezzi di separazione che si affaccia verso la prima regione.

Vantaggiosamente, i mezzi di rimozione comprendono mezzi di erogazione di un liquido di lavaggio agenti nella prima regione della seconda camera di trattamento.

In una variante realizzativa prevista i mezzi di rimozione comprendono mezzi di erogazione di un liquido di lavaggio agenti nella seconda regione della seconda camera di trattamento. In tal caso, il liquido di lavaggio pu? coincidere con la frazione liquida chiarificata.

In particolare, i mezzi di pompaggio di detta frazione liquida chiarificata da detta seconda regione a detto recipiente di accumulo possono essere di tipo reversibile. In tal caso, i mezzi di pompaggio di tipo reversibile prelevano, ad esempio periodicamente, la frazione liquida chiarificata dal recipiente di accumulo per pomparla attraverso i mezzi di separazione.

Vantaggiosamente, sono previsti mezzi di inversione del flusso di detti mezzi di pompaggio.

In particolare, all?interno della seconda camera di trattamento possono agire mezzi diffusori di ossigeno, ad esempio un diffusore a membrana, in modo da favorire la formazione di masse di microrganismi aerobi, o ?fanghi attivi?. Questi assorbono le sostanze inquinanti contenute nelle acque reflue e le eliminano sotto forma di composti semplici.

Vantaggiosamente, la prima e la seconda camera di trattamento sono messe in comunicazione tramite una tubazione comprendente:

? una prima porzione disposta nella prima camera di trattamento e provvista di almeno una apertura di ingresso;

? una seconda porzione disposta nella seconda camera di trattamento e provvista di almeno una apertura di uscita.

In particolare, l?apertura di ingresso pu? essere disposta ad un?altezza dalla base della prima camera superiore a met? della sua altezza complessiva, vantaggiosamente superiore a 2/3 della sua altezza.

Vantaggiosamente, la seconda porzione della tubazione presenta una pluralit? di aperture di uscita. In particolare, le aperture di detta pluralit? sono distribuite in maniera sostanzialmente uniforme lungo la seconda porzione della tubazione.

In particolare, la seconda porzione della tubazione ? disposta in prossimit?, o adiacente alla base della seconda camera di trattamento.

In particolare, due moduli cavi di contenimento successivi del serbatoio possono essere connessi mediante rispettive porzioni flangiate.

Vantaggiosamente, due moduli cavi di contenimento successivi sono separati da una parete provvista di almeno una apertura atta a metterne in comunicazione idraulica le rispettive camere di trattamento.

In particolare, ciascun corpo cavo di contenimento pu? essere realizzato in un unico pezzo in materiale plastico con un processo di stampaggio, in particolare un processo di stampaggio rotazionale.

Preferibilmente, i mezzi diffusori di ossigeno comprendono almeno un compressore soffiante. In particolare, il compressore soffiante ? associato ad un timer che consente di regolare l?ossigeno da alimentare nella seconda camera di trattamento. Pi? in dettaglio, la quantit? di ossigeno da alimentare viene regolata in funzione del tipo di utilizzo per consentire ai batteri aerobici di effettuare una completa ossidazione del materiale organico e rendere il processo altamente efficiente.

In particolare, il compressore soffiante ? del tipo a membrana in grado di ottimizzare la resa ed il consumo energetico.

Preferibilmente, ciascun corpo cavo di contenimento ? realizzato in materiale polimerico termoplastico scelto tra: Polietilene, Polipropilene, PVC, Poliammide, Policarbonato, Poliuretano, PET, eventualmente miscelati nella fase di stampaggio o sovrapposti in strati con agenti rinforzanti quali: schiume, fibre, cariche.

Vantaggiosamente, ciascun corpo cavo di contenimento ? realizzato in un unico pezzo.

In particolare, la superficie laterale esterna di ciascun corpo cavo di contenimento pu? essere provvista di una pluralit? di nervature circonferenziali atte a realizzare una superficie corrugata che ne aumenta il grado di rigidit? strutturale. Tale caratteristica costruttiva ? particolarmente importante quando il serbatoio, secondo l?invenzione, viene impiegato come serbatoio da interro.

In particolare, ciascuna camera di trattamento pu? essere ottenuta fissando tra loro pi? moduli cavi lasciando in comunicazione le rispettive camere in modo da formare un?unica camera di trattamento avente un?elevata capacit?.

Vantaggiosamente, detta o ciascuna membrana permeabile ha forma tubolare, ossia di tubo flessibile o ?calza? di rete molto fine con pori di dimensione molto piccola, e presenta almeno una estremit? aperta.

In particolare, le estremit? aperte delle membrane possono essere connesse ad un condotto di aspirazione, in modo da far passare la frazione delle acque reflue da chiarificare dall?esterno all?interno della calza, e poi essere aspirata via, mentre le particelle solide di dimensione non in grado di attraversare la calza restano all?esterno della calza.

Vantaggiosamente, in condizioni operative, la o ciascuna calza, ? disposta in posizione verticale, in modo tale che le particelle che si depositano esternamente alla calza possono distaccarsi e cadere verso il fondo della seconda camera di trattamento.

In particolare, il distacco delle particelle da detta, o ciascuna, membrana pu? essere causato dallo scuotimento della membrana per effetto di bolle d?aria insufflate nella seconda camera, oppure mediante temporanea inversione del flusso dall?interno all?esterno della calza, o ancora mediante pompaggio di un liquido di lavaggio dall?esterno della membrana.

Vantaggiosamente, ? prevista una pluralit? di calze disposte in parallelo. Pi? in dettaglio, ? previsto un organo collettore in comunicazione con ciascuna calza, detto organo collettore essendo in comunicazione con detta uscita.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la presente invenzione, risulteranno pi? chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

? la figura 1 mostra schematicamente in una vista in

sezione longitudinale un serbatoio per il trattamento di

acque reflue, secondo l?invenzione;

? la figura 2 mostra schematicamente in una vista

prospettica parzialmente in sezione il serbatoio per il

trattamento di acque reflue di figura 1;

? la figura 3 mostra in dettaglio le membrane

utilizzabili per realizzare la chiarificazione delle acque

reflue mediante il serbatoio di figura 1;

? la figura 4 mostra in una vista prospettica un

gruppo di membrane utilizzabili per realizzare la

chiarificazione delle acque reflue mediante il serbatoio di

figura 1;

? la figura 5 mostra a titolo di esempio una possibile

disposizione di pi? gruppi di membrane impiegabili per

chiarificare le acque reflue contenute all?interno del

serbatoio di figura 1;

? le figure dalla 6 alla 8 mostrano in dettaglio

alcune varianti della seconda camera di trattamento

previste dall?invenzione;

? la figura 9A mostra schematicamente una forma

realizzativa prevista dall?invenzione per i mezzi di

lavaggio delle membrane di figura 3;

? la figura 9B mostra schematicamente una forma

realizzativa alternativa per i mezzi di lavaggio delle

membrane di figura 9A;

? le figure dalla 10 alla 15 mostrano alcune varianti

previste dall?invenzione per il serbatoio di figura 1;

? la figura 16 mostra una variante prevista

dall?invenzione per i mezzi di separazione a membrana.

Descrizione di una forma realizzativa preferita

Con riferimento alle figure 1 e 2 un serbatoio 1,

secondo la presente invenzione, per il trattamento di acque

reflue, in particolare acque reflue di origine domestica, comprende una prima camera di trattamento 11, all?interno della quale il refluo, o liquami grezzi, vengono alimentati attraverso un condotto di ingresso 12. All?interno della prima camera di trattamento 11, le acque reflue vengono sottoposte ad un trattamento fisico per separarle in una prima porzione 101 avente un?elevata concentrazione in particelle solide, che si deposita prevalentemente sul fondo 15 della camera 11, ed in una seconda porzione 102 ad elevata concentrazione nella parte liquida, pi? leggera, che si dispone, invece, al di sopra della frazione 101 ad una certa altezza dalla base 15.

Il serbatoio 1 comprende, inoltre, una seconda camera di trattamento all?interno della quale la frazione liquida 102 delle acque reflue viene alimentata, ad esempio attraverso una tubazione di trasferimento 50, per essere sottoposta ad un trattamento successivo che porta all?ottenimento di una frazione liquida chiarificata 102? prelevata attraverso un?uscita 24.

Come mostrato ad esempio in figura La tubazione di trasferimento 50 comprende, in particolare, una prima porzione 51 disposta nella prima camera di trattamento 11 e provvista di almeno un?apertura 53, ad esempio disposta di testa, attraverso la quale la frazione 102 entra all?interno della tubazione 50, ed una seconda porzione 52 disposta nella seconda camera di trattamento 21 provvista di almeno un?uscita 54 attraverso la quale la frazione 102 fuoriesce dalla tubazione 50 stessa.

Per evitare che all?interno della tubazione 50 possano entrare materiali galleggianti, quali residui di oli, grassi, detersivi, ecc. presenti sulla superficie libera della massa dei liquami in ingresso, l?apertura 53 viene disposta ad un?altezza H1 dalla base 15 tale da rimanere al di sotto del pelo libero della massa di acque reflue, ma al di sopra della frazione solida 101. Ad esempio, l?altezza H1 pu? essere superiore alla met? dell?altezza totale H della camera 11. Inoltre, la porzione 51 della tubazione 50 pu? essere provvista di filtri, o griglie, non mostrate in figura per evitare che particelle solide indesiderate possano passare al suo interno dalla prima camera di trattamento 11. La prima e la seconda camera di trattamento 11 e 21 possono essere separate mediante una parete 40 ed essere messe in comunicazione attraverso la tubazione di trasferimento 50 passante attraverso un?apertura 45 realizzata nella parete 40.

La seconda camera di trattamento 21 ?, inoltre, provvista di uno scarico di troppopieno 26. In tal modo, nel caso di assenza di energia elettrica la frazione liquida 102 da trattare viene allontanata attraverso un condotto collegato allo scarico di troppopieno 26 evitando che essa possa inquinare la frazione liquida chiarificata 102?.

Secondo quanto previsto dall?invenzione, la chiarificazione della frazione liquida 102 all?interno della seconda camera di trattamento 21 viene realizzata ad opera di mezzi di separazione 150 comprendenti almeno una membrana permeabile 151 provvista di pori 156 aventi dimensioni determinate.

La o ciascuna membrana permeabile 151 ha forma tubolare. In particolare, ? un tubo flessibile o ?calza? di rete molto fine con pori di dimensione molto piccola. In particolare, ciascuna membrana permeabile 151 ? di tipo semipermeabile, ossia ?.

Ciascuna calza ha una estremit? o entrambe le estremit? aperte connesse ad un condotto di aspirazione, in modo da far passare le acque reflue dall?esterno all?interno della calza, e poi essere aspirate via. Le particelle solide di dimensione non in grado di attraversare la calza restano all?esterno della stessa.

In particolare, la o ciascuna calza ? in posizione verticale. In tal modo, le particelle che si depositano esternamente alla calza possono distaccarsi e decantare verso il fondo del secondo contenitore. A causare il distacco pu? essere lo scuotimento della membrana a causa di bolle d?aria usate nella seconda camera, oppure una temporanea inversione del flusso, descritta pi? avanti.

Pi? precisamente, come illustrato schematicamente in figura 3, ciascuna membrana permeabile 151 separa la seconda camera di trattamento 21 in una prima regione 21a, nella quale ? presente la frazione liquida 102 da trattare, ed in una seconda regione 21b, nella quale ? presente la frazione liquida chiarificata 102?. Quest?ultima, grazie all?azione della membrana 151, ? priva, rispetto alla frazione liquida 102 da trattare, delle particelle 155? aventi dimensioni superiori a quelle dei pori 156 della membrana 151 stessa e quindi non in grado di passare nella regione 21b.

In particolare, sono previsti mezzi 180 per realizzare una differenza di pressione (?P) tra la prima regione 21a, all?interno della quale in condizioni di esercizio ? presente una pressione P1, e la seconda regione 21b all?interno della quale in condizioni di esercizio ? presente una pressione P2<P1, in modo da provocare un passaggio forzato della frazione liquida da trattare 102 attraverso la membrana 151 e realizzarne, quindi, la chiarificazione. I mezzi per realizzare la differenza di pressione (?P) comprendono, ad esempio, una pompa centrifuga 185 che in condizioni di marcia normale preleva la frazione liquida chiarificata 102? dalla regione 21b e la alimenta in un recipiente di accumulo 110. La differenza di pressione realizzata tra le regioni 21a e 21b pu? essere compresa, ad esempio, tra 2 e 0.1 bar, vantaggiosamente tra 1.5 e 0.2 bar, preferibilmente tra 1 bar e 0.3 bar.

I mezzi di separazione 150 possono essere selezionati a seconda delle esigenze richieste ed in particolare del grado di chiarificazione desiderato. Pi? precisamente, nel caso di una chiarificazione grossolana, possono essere impiegati mezzi di separazione 150a per microfiltrazione, in grado di rimuovere dalla frazione liquida 102 le particelle di dimensioni superiori a circa 1.5 micron, o 0.1 micron, a seconda del tipo di membrana per microfiltrazione impiegata. Nel caso, invece, di una chiarificazione media possono essere impiegati mezzi di separazione 150b per ultrafiltrazione in grado di rimuovere dalla frazione liquida 102 le particelle di dimensioni superiori a circa 0.001 micron, oppure superiori a 0.005 micron. Per realizzare una chiarificazione ancora pi? spinta e separare particelle con dimensioni superiori a 0.001 micron possono essere, invece, impiegati mezzi di separazione per nanofiltrazione 150c.

Infine, per separare la frazione liquida da trattare 102 da particelle 155 quali minerali, colloidi e batteri in essa presenti possono essere vantaggiosamente impiegati mezzi di separazione per osmosi inversa 150d (figura 16). In tal caso, la frazione liquida 102 eventualmente prefiltrata attraverso almeno uno dei mezzi di separazione 150a-150c precedentemente descritti, viene inviata ad elevata pressione tramite una pompa in un modulo 150d per osmosi inversa. L?elevata pressione, ad esempio compresa tra 3 e 60 bar, alla quale la frazione liquida 102 viene alimentata all?interno del modulo 150d ne realizza una chiarificazione secondo un processo noto che porta all?ottenimento di una soluzione chiarificata 102? che viene, poi, alimentata al serbatoio di accumulo 110, ed una soluzione concentrata 102?? che viene, invece, scaricata tramite un condotto 301.

Come mostrato schematicamente in figura 4 ciascuno dei mezzi di separazione 150 pu? comprendere una porzione di supporto 155 atta a sostenere un gruppo di membrane 151 dello stesso tipo, ossia membrane per microfiltrazione, oppure membrane per ultrafiltrazione, oppure membrane per nanofiltrazione, o ancora membrane per osmosi inversa. Tutte le membrane 151 di un medesimo gruppo sono in comunicazione idraulica tra loro e sono organizzate secondo un determinato array comprendente un determinato numero di file (i), ad esempio 3 file (i=3), ed un determinato numero di colonne (j), ad esempio 3 colonne (j=3), per un totale di 9 membrane 151, (in figura ciascuna membrana 151ij viene identificata in base al numero della fila (i) e della colonna (j) occupata).

In una forma realizzativa schematicamente illustrata in figura 5 ? possibile disporre in serie pi? mezzi di separazione 150 di tipo diverso. Pi? in dettaglio, l?ordine nel quale i mezzi di separazione 150 vengono disposti, e quindi attraversati dal flusso di porzione liquida 102, ? legato alle dimensioni dei pori 156 delle membrane 151. Pi? in dettaglio, i mezzi di separazione 150 vengono disposti in serie in modo che il flusso della frazione liquida 102 da trattare attraversi dapprima i mezzi di separazione 150 che realizzano una chiarificazione pi? grossolana e successivamente quelli che realizzano una chiarificazione pi? spinta. Ad esempio, la frazione liquida 102 da trattare presente nella seconda camera di trattamento 21 pu? attraversare dapprima i mezzi di separazione per microfiltrazione 150a, quindi i mezzi di separazione per ultrafiltrazione 150b e infine i mezzi di separazione per nanofiltrazione 150c ottenendo una frazione liquida altamente chiarificata 102?.

In una variante prevista dall?invenzione, ma non illustrata in figura, ? possibile, inoltre, disporre in parallelo pi? mezzi di separazione 150 come sopra descritti sia dello stesso tipo che di tipo differente.

In una forma preferita dell?invenzione, illustrata ad esempio in figura 6, all?interno della seconda camera di trattamento 21 la frazione liquida 102 viene sottoposta ad un trattamento biologico ad opera di microorganismi aerobici. In tal caso, la porzione 52 della tubazione 50 pu? essere disposta, in uso, sulla base 25 della seconda camera 21, o in prossimit? di questa, in modo tale da garantire che la frazione liquida 102 rimanga all?interno della camera 21 per un certo tempo prima di investire i mezzi di separazione 150.

Pi? precisamente, all?interno della seconda camera di trattamento 21 operano mezzi diffusori di ossigeno, ad esempio un diffusore a membrana 85. Questo alimenta una determinata quantit? di ossigeno all?interno della camera 21 in modo da favorire la formazione di masse di microrganismi aerobi, o ?fanghi attivi? i quali assorbono le sostanze inquinanti contenute nelle acque reflue e le eliminano sotto forma di composti semplici.

Per aumentare la superficie di contatto tra la frazione liquida 102 ed i microorganismi aerobi, all?interno della seconda camera di trattamento 21 viene disposto un certo numero di corpi di riempimento 70.

In tal caso, come mostrato in figura 7 i mezzi di separazione 150 sono associati a mezzi di protezione 170 disposti in uso tra i mezzi di separazione 150 ed i corpi di riempimento 70. In particolare, i mezzi di protezione 170 sono atti ad impedire che i corpi di riempimento 70 possano urtare contro i mezzi di separazione 150 e danneggiarli.

Nella forma realizzativa illustrata in figura 7, i mezzi di protezione 170 comprendono una serie di corpi anulari 171 disposti, in uso, attorno ai mezzi di separazione 150.

In una variante illustrata in figura 8, i mezzi di protezione 170 ricoprono interamente i mezzi di separazione 150 e delimitano una vasca di trattamento 22 in comunicazione idraulica con la seconda camera di trattamento 21 attraverso almeno un?apertura 74. La vasca di trattamento 22 ? contenuta almeno parzialmente all?interno della seconda camera di trattamento 21 e presenta almeno una apertura 75 disposta al di sotto dei mezzi di separazione 150 in modo da consentire alle particelle 155 che non attraversano le membrane 151 di passare per gravit? nella seconda camera di trattamento 21. Il contenitore 170 delimitante la vasca di trattamento 22 ? racchiuso almeno in parte all?interno del contenitore 62 delimitante la seconda camera di trattamento 21.

In un?altra variante dell?invenzione, non mostrata in figura, i mezzi di protezione 150 consistono in una gabbia in materiale plastico, o metallico all?interno della quale vengono i mezzi di separazione 150 vengono disposti. Pi? precisamente, le maglie della griglia presentano dimensioni inferiori di quelle dei corpi di riempimento 70 che pertanto non possono entrare in contatto con i mezzi di separazione 150.

Per rimuovere lo strato di particelle che non oltrepassano la membrana 151 e aderiscono alla sua superficie esterna, sono previsti mezzi di rimozione agenti nella prima regione 21a, o nella seconda regione 21b per rimuovere le particelle ancorate alla superficie della membrana 151 che si affaccia verso la prima regione 21a. Pi? in dettaglio, i mezzi di rimozione sono atti ad erogare un fluido in pressione contro la superficie esterna, o interna, della membrana 151 per provocarne uno scuotimento e quindi la caduta del materiale adeso alla superficie esterna.

Nella forma realizzativa illustrata schematicamente nelle figure 9A e 9B, il fluido ripulente pu? coincidere con la frazione liquida chiarificata 102?.

In tal caso, i mezzi di pompaggio 180 descritti con riferimento alla figura 3, possono essere di tipo reversibile. Pi? precisamente, i mezzi di pompaggio 180 di tipo reversibile sono associati ad un insieme di valvole 181-183, o 181-184, in grado di realizzare sia un flusso della frazione chiarificata 102? dalla seconda regione 21b verso il recipiente di accumulo 110, che un flusso in direzione inversa, ossia dal recipiente di accumulo 110 alla seconda regione 21b. Ad esempio, ad intervalli di tempo regolari, ? possibile agendo sulle valvole 181-183, o 181-184 prelevare la frazione liquida chiarificata 102? dal recipiente di accumulo 110 per pomparla contro i mezzi di separazione 150 dalla parte della seconda regione 21b provocando un contro-lavaggio della membrana 151.

Nel caso illustrato in figura 9A, i mezzi di pompaggio 180 comprendono 3 valvole 181-183 controllate da un?unit? di controllo 200. Questa aziona le valvole 181-183 in modo da realizzare un flusso della frazione liquida chiarificata 102 dalla seconda regione 21b al serbatoio di accumulo 110 (figura 3), oppure un flusso inverso della frazione liquida chiarificata 102, ossia dal serbatoio di accumulo 110 alla seconda regione 21b.

Nel caso di figura 9B, invece, i mezzi di pompaggio 180 comprendono quattro valvole a tre vie 181-184 che opportunamente collegate e selettivamente azionate sono in grado di invertire la direzione del flusso della frazione liquida chiarificata 102? in modo da consentirne il prelievo dal serbatoio di accumulo 110 e la sua alimentazione all?interno della regione 21b.

Come illustrato, ad esempio nelle figure 1 e 2, il serbatoio 1 ? di tipo modulare e comprende almeno un primo ed un secondo corpo cavo di contenimento 61 e 62 connessi in corrispondenza di rispettive porzioni flangiate 65 e 66 ad esempio mediante bulloni, oppure saldatura termoplastica, o altri sistemi analoghi. Pi? precisamente, il serbatoio modulare 1 comprende almeno un primo corpo cavo di contenimento 61 all?interno del quale ? definita la prima camera di trattamento 11 ed un secondo corpo cavo di contenimento 62 all?interno del quale ? contenuta la seconda camera di trattamento 21.

Pi? precisamente, il serbatoio modulare 1 pu? comprendere 2 soli corpi cavi modulari 61 e 62 (figure 1, 2, 10 e 11), in tal caso esso comprende solamente la prima e la seconda camera di trattamento 11 e 21, che possono avere una capienza sostanzialmente equivalente, oppure diversa, come mostrato in figura 10. La maggiore capienza della camera di trattamento 21 consente di aumentare il tempo di residenza al suo interno della frazione liquida 102 e di realizzare, quindi, una chiarificazione pi? spinta. In tal caso, per assicurare una distribuzione quanto pi? omogenea della frazione liquida 102 nel volume della camera 21, la porzione 52 della tubazione di trasferimento 50 pu? essere provvista di una porzione supplementare, o prolunga.

Ciascun corpo cavo di contenimento 61, 62 ? preferibilmente realizzato in un unico pezzo mediante un processo di stampaggio rotazionale. Inoltre, il serbatoio 1 pu? essere provvisto perifericamente di nervature 90 in modo da aumentarne notevolmente la rigidezza meccanica.

In una variante dell?invenzione il serbatoio 1 pu? comprendere un numero di corpi cavi modulari maggiore di 2. Ad esempio, come mostrato nelle figure 12 e 13, il serbatoio 1 pu? comprendere tre moduli cavi di contenimento 61, 62 e 61?, oppure un numero anche maggiore di corpi cavi modulari, a seconda della capacit? richiesta e della specifica applicazione cui la frazione liquida chiarificata 102? ? destinata. In tal caso, come illustrato in figura 13, sono previsti mezzi 175 per prelevare i fanghi depositatisi sul fondo della seconda camera 21 e alimentarli nella prima camera di trattamento biologico del serbatoio 1.

In particolare, nel serbatoio 1 ? prevista una camera di trattamento supplementare 21? all?interno della quale viene effettuato un trattamento biologico preliminare della frazione liquida 102 prima di alimentarla nella seconda camera di trattamento 21. In tal caso, le camere di trattamento adiacenti 61, 61? e 61?,62, sono separate da pareti divisorie 40? e 40 e sono messe in comunicazione mediante una tubazione 50 avente una prima ed una seconda porzione 51 e 52 con la prima porzione 51 disposta ad una determinata altezza H1 dalla base della camera di partenza 61, o 62?, e la porzione 52 adagiata sul fondo, o in prossimit?, della camera di arrivo 62?,o 62.

Come mostrato ancora in figura 14, pu? essere anche previsto un corpo cavo di contenimento 69 per la raccolta dell?acqua chiarificata in uscita dalla vasca di trattamento 22.

In aggiunta, o in alternativa, al corpo cavo di contenimento 69, la vasca di trattamento 22 del serbatoio 1 pu? essere in comunicazione con un recipiente di raccolta 110 esterno al serbatoio 1 nel quale le acque chiarificate vengono raccolte e quindi prelevate al momento del bisogno per essere inviate alle utenze ad esso collegate.

La descrizione di cui sopra di varie forme esecutive specifiche ? in grado di mostrare l?invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme esecutive specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme esecutive specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, in particolare acque reflue di origine domestica od assimilabile, detto serbatoio comprendendo: ? almeno un primo corpo cavo provvisto di almeno un ingresso e definente una prima camera di trattamento, in detta prima camera di trattamento avvenendo una separazione per decantazione delle acque reflue alimentate attraverso detto ingresso, con ottenimento di una frazione solida, che si deposita prevalentemente sul fondo della prima camera, e di una frazione liquida, che si dispone nella prima camera ad una certa altezza; ? almeno un secondo corpo cavo di contenimento definente una seconda camera di trattamento detto secondo corpo cavo essendo operativamente connesso a detto primo corpo cavo di contenimento, , detta seconda camera di trattamento essendo in comunicazione idraulica con detta prima camera di trattamento attraverso almeno una apertura, in detta seconda camera avvenendo la chiarificazione delle acque reflue provenienti da detta prima camera attraverso detta apertura, detto secondo corpo cavo comprendendo almeno un?uscita per estrarre acque reflue chiarificate in detta seconda camera; caratterizzato dal fatto che tra detta seconda camera di trattamento e detta uscita sono disposti mezzi di separazione comprendenti almeno una membrana permeabile, detti mezzi di separazione essendo atti a separare tramite detta membrana la frazione liquida delle acque reflue presenti in detta seconda camera da particelle aventi dimensioni superiori a quelle dei pori di detta membrana permeabile.
2. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di separazione sono scelti tra: ? mezzi di separazione per microfiltrazione, in particolare detti mezzi di separazione per microfiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 1.5 micron, vantaggiosamente superiori a 0.1 micron; ? mezzi di separazione per ultrafiltrazione, in particolare detti mezzi di separazione per ultrafiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 0.1 micron, vantaggiosamente superiori a 0.005 micron; ? mezzi di separazione per nanofiltrazione, detti mezzi di separazione per nanofiltrazione essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle aventi dimensioni superiori a 0.005 micron, vantaggiosamente superiori a 0.001 micron; ? mezzi di separazione per osmosi inversa, detti mezzi di separazione per osmosi inversa essendo atti a separare la frazione liquida dalle particelle e dalle sostanze con diversa affinit? chimica quali minerali, colloidi e batteri in essa presenti; ? o una loro combinazione.
3. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui detta membrana separa detta seconda camera in una prima ed in una seconda regione, detta seconda regione essendo in comunicazione idraulica attraverso detta uscita con mezzi per realizzare una differenza di pressione (?P) tra detta prima e detta seconda regione in modo da causare il passaggio di detta frazione liquida da trattare attraverso detta membrana, in particolare detti mezzi per realizzare detta differenza di pressione (?P) tra detta prima e detta seconda regione di detta seconda camera di trattamento comprendono mezzi di pompaggio atti a prelevare attraverso detta uscita detta frazione liquida chiarificata da detta seconda regione e ad alimentarla in un recipiente di accumulo.
4. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui in detta seconda camera di trattamento detta frazione liquida viene sottoposta ad un trattamento biologico, in particolare un trattamento biologico di tipo aerobico condotto ad opera di microorganismi aerobici, in particolare con insufflamento di aria, in particolare in detta seconda camera di trattamento sono previsti corpi di riempimento atti ad aumentare la superficie di contatto tra detta frazione liquida e detti microorganismi aerobici.
5. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di separazione comprendono una pluralit? di membrane permeabili di diverso tipo, detta pluralit? di membrane essendo disposte in serie in modo da essere attraversate in sequenza da detto flusso di detta frazione liquida da trattare, in particolare in modo da presentare una dimensione nominale dei pori decrescente seguendo la direzione del flusso della frazione liquida che li attraversa.
6. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi di separazione sono associati a mezzi di protezione disposti in uso tra detti mezzi di separazione e detti corpi di riempimento, detti mezzi di protezione essendo atti ad impedire che detti corpi di riempimento possano urtare contro detti mezzi di separazione e danneggiarli.
7. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui ? previsto, inoltre, almeno un terzo corpo cavo delimitante una terza camera, detta terza camera essendo in comunicazione idraulica con almeno una tra detta prima e detta seconda camera di trattamento.
8. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 1, in cui detta o ciascuna membrana permeabile ha forma tubolare, ossia di tubo flessibile o ?calza? di rete molto fine con pori di dimensione molto piccola, e presenta almeno una estremit? aperta connessa ad un condotto di aspirazione, in modo da far passare la frazione liquida delle acque reflue da chiarificare dall?esterno all?interno della calza, e poi essere aspirate via, le particelle solide di dimensione non in grado di attraversare la calza restando all?esterno della calza.
9. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 8, in cui detta, o ciascuna, calza ? disposta in posizione verticale, in modo tale che le particelle che si depositano esternamente a detta calza possono distaccarsi e precipitare verso il fondo di detta seconda camera di trattamento, in particolare il distacco essendo causato dallo scuotimento della membrana per effetto di bolle d?aria insufflate in detta seconda camera di trattamento, oppure mediante temporanea inversione del flusso di dette acque chiarificate dall?interno all?esterno della calza, o ancora mediante pompaggio di un fluido di lavaggio dall?esterno di dette membrane.
10. Serbatoio per il trattamento di acque reflue, secondo la rivendicazione 8, in cui ? prevista una pluralit? di calze disposte in parallelo ed ? previsto un organo collettore in comunicazione con ciascuna calza, detto organo collettore essendo in comunicazione con detta uscita.