ITRM20110585A1 - Procedimento di purificazione dell'acqua derivata da percolato di discarica - Google Patents
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Description
Descrizione
PROCEDIMENTO DI PURIFICAZIONE DELL'ACQUA DERIVATA DA PERCOLATO DI DISCARICA
RIASSUNTO
Viene descritto un procedimento adatto a purificare il percolato di discarica e a trasformarlo da rifiuto speciale ad acqua scaricabile a norma di legge in pubblica fognatura o, ancora meglio, scaricabile in acque superficiali o in suolo. Il procedimento consiste nella foto-ozonolisi del percolato previo il suo trattamento con carboni attivi. Con tale procedimento è possibile rimuovere i metalli di transizione presenti nel percolato e abbattere il COD (=Chemical Oxygen Demand) entro i limiti stabiliti dalla legge n. 152/06.
DESCRIZIONE
Uno dei principali problemi chimici delle discariche di rifiuti solidi urbani concerne la raccolta e soprattutto lo smaltimento del percolato. Il percolato di discarica si forma per il dilavamento pluviale dei rifiuti seppelliti assieme a terriccio nella discarica. Le acque meteoriche penetrano nella massa di rifiuti dilavandoli ed estraendo gradualmente tutte le sostanze solubili che derivano dalla decomposizione dei rifiuti stessi, causando anche la graduale corrosione con conseguente estrazione in fase acquosa di eventuali manufatti metallici presenti nella discarica. Il percolato di discarica "maturo" è costituito da un liquido scuro e maleodorante, molto spesso contenente solidi organici sospesi. Definiamo "maturo" un percolato che ha subito le prime fasi di fermentazione della fase organica che l'ha reso basico (con pH tra 7,7 a 9,5) e scuro di colore, mentre un percolato giovane, normalmente risulta acido di colore giallo, torbido, con un odore fortemente penetrante, e con un COD = Chemical Oxygen Demand considerevolmente superiore a quello di un percolato maturo. La fermentazione consuma una parte della sostanza organica presente nel percolato giovane con rilascio di C02mentre un percolato "maturo" non solo è costituito da un COD molto più basso di quello giovane ma ha anche innescato processi di fermentazione metanigena con produzione di metano. Nella coltivazione di una discarica, si distinguono aree ormai completamente riempite di rifiuti e che sono lasciate maturare, magari da qualche anno e che infatti rilasciano percolato maturo. Ci sono poi aree di recente realizzazione che talvolta sono ancora in fase di riempimento di rifiuti o dove l'accumulo dei rifiuti è stato completato da poco tempo. Ebbene, queste aree sono caratterizzate dalla produzione di un percolato giovane. Normalmente nelle discariche medie esiste un sistema di circolazione e di raccolta del percolato proveniente da tutta la discarica per cui il percolato giovane si mescola con quello maturo che è preponderante e alla fine si ha un percolato medio che è la somma dei diversi tipi di percolato rilasciati dai diversi siti (intesi come siti di diversa età) della discarica stessa. Tale percolato medio viene accumulato e mantenuto in appositi silos in attesa di essere poi trasportato in altri centri specializzati nella eliminazione o nel trattamento di tale rifiuto speciale.
Tipicamente il trattamento del percolato non viene eseguito direttamente in discarica ma, come si diceva, trasportato in luoghi magari anche molto lontani dove esistono sistemi per il suo trattamento e per il relativo smaltimento. La presente invenzione preconizza invece il trattamento del percolato direttamente nel luogo dove esso viene generato, evitando così i costi di trasporto e smaltimento dello stesso facendolo rientrare nei parametri di legge delle acque scaricabili nella rete fognaria o addirittura in fosso umido.
Un tipico trattamento convenzionale del percolato consiste nel suo passaggio su un letto a carboni attivi tale da abbattere considerevolmente il suo COD iniziale e anche il tenore di metalli in esso presenti. Inoltre, con tale trattamento è possibile rendere incolore e inodoro il liquido bruno maleodorante. Il carbone attivo consiste in un carbonio amorfo ad alta area superficiale (1000-2000 mq/g) che quando è completamente impregnato dei composti umici e fulvici presenti nel percolato medio, può essere rigenerato termicamente e re-impiegato come agente adsorbente numerose volte (cfr. P.N. Cheremisinoff,-F. Ellerbucsh, Carbon Adsorption Handbook, Ann Arbor Science, 1980). Tuttavia, il trattamento del percolato con carbone attivo, sebbene abbatta il COD in maniera significativa e rimuova gran parte dei metalli pesanti, non è però in grado di portare il percolato purificato dentro i limiti di legge per lo scarico in fogna o in fosso umido o secco. Pertanto, al trattamento con carbone attivo va aggiunto un secondo trattamento chimico tale da completare l'abbattimento del COD e degli altri inquinanti dell'acqua da percolato tale da permetterne lo scarico a norma di legge. Uno degli agenti ossidanti più promettenti e meno inquinanti per il post trattamento delle acque inquinate dopo passaggio su carbone attivo è l'ozono. L'ozono oltre che essere un ossidante è anche un agente di sterilizzazione ma non è persistente come il cloro e non genera prodotti organoclorurati dalla decomposizione delle sostanze organiche presenti nelle acque, quindi si può affermare che l'ozono è il migliore dei possibili ossidanti e sterilizzanti (cfr. B. Langlais et al. Ozone in Water Treatment Application and Engineering, Lewis Publishers, Boca Raton, 1991). Tuttavia, l'ozono da solo non è in grado di abbattere sufficientemente il COD delle acque da percolato di discarica in modo da portarle entro i limiti di legge anche dopo un trattamento con carboni attivi.
E' stato invece trovato, e forma pertanto l'oggetto del presente brevetto, che la foto-ozonolisi, ossia l'azione combinata dell'ozono e della radiazione ultravioletta dell'acqua da percolato di discarica è una tecnica adatta a ridurre drasticamente il COD e a portarlo entro i limiti di legge per le acque di scarico. Inoltre, è stato trovato, e fa dunque parte della presente invenzione, che il trattamento con ultrasuoni delle acque da percolato di discarica combinato con la fotoozonolisi comporta ulteriori vantaggi nell'abbattimento del COD e nella coagulazione di microparticelle disperse anche colloidalmente nel liquido.
ESEMPI 1-5
Una colonna per cromatografia con un setto di vetro sinterizzato sul fondo viene riempita con 26,0 g di carbone attivo in polvere della ditta Aldrich. Questo carbone attivo è caratterizzato dal fatto di essere completamente privo di sostanza minerale come dimostrato da una analisi termogravimetrica in ossigeno dove si è constatata la totale assenza di ceneri, e dal fatto di avere un area superficiale di circa 1000 m<2>/g- La colonna di carbone attivo con una altezza di circa 7 cm viene trattata con percolato di discarica versato direttamente in testa alla colonna. Per facilitare il deflusso e l'eluizione del percolato si procede con l'applicazione di una sovrappressione in testa alla colonna esercitata mediante una pompa peristaltica. Il percolato già con questo trattamento passa incolore nel recipiente di raccolta sottostante la colonna.
I risultati di tali trattamenti del percolato di discarica su carbone attivo sono riassunti in Tabella 1. Dalla Tabella 1 si può affermare, seguendo l'esempio 1 che un semplice passaggio su colonna di carbone attivo da 1000 mq/g di un percolato di tipo 1 cioè con un COD = 3135 mg/L, si ha una riduzione del COD a 405 mg/L ossia 87,1% in meno rispetto al valore di partenza. Naturalmente, usando un percolato del tipo 2 (esempio 5) avente un COD più elevato di quello di tipo 1, ossia 5155 mg/L, la riduzione del COD per singolo passaggio è sempre attorno a 89,4%, ma il COD residuo di 546 mg/L non è in linea cqn i limiti del decreto legislativo n.152/06 che richiede un COD minimo di 500 mg/L per lo scarico in pubblica fognatura. L'esempio 3 mostra che un doppio passaggio del percolato sul carbone attivo ne riduce il COD al livello di 316 mg/L contro un valore di partenza di 3135 mg/L; in questo caso si sfibra il 90% di abbattimento del COD. Tuttavia, 316 mg/L benché possano permettere lo scarico in pubblica fognatura non raggiunge i requisiti per lo scarico in acque superficiali dove è richiesto un COD di 160 mg/L sempre secondo i limiti del decreto legislativo n.152/06. Ecco perché bisogna prevedere un ulteriore trattamento dopo quello con carboni attivi, anche perché questo ulteriore trattamento comporterebbe la sterilizzazione delle acque. L'esempio 3 mostra la graduale perdita di efficienza dei carboni attivi. Con il continuo trattamento del percolato si ha una graduale perdita di efficienza con l'innalzamento del COD residuo del percolato trattato. Anche in considerazione di questo aspetto è necessario un post-trattamento del percolato. Infine, l'esempio 4 mostra la scarsa efficienza di un carbone non attivato a bassa area superficiale di 120 mq/g contro i 1000 mq/g di tutti gli altri esempi. E' evidente che nel caso dell’esempio 4 l'abbattimento del COD è del tutto insufficiente limitandosi ad appena il 28,4% del valore iniziale.
Il carbone attivo è un materiale attivato per ossidazione superficiale e anche la sua rigenerazione si fa per trattamento termico parzialmente ossidativo (cfr P.N. Cheremisinoff, F. Ellerbucsh, Op. Cit). Pertanto il carbone attivo è in grado di trattenere egregiamente ioni di metalli di transizione. Due metalli di transizione presenti abbondantemente nel percolato sono il ferro e il manganese. Il percolato di tipo 1 (Tabella 1) contiene 12,6 mg/L di Fe e 0,92 mg/L di manganese. Come mostrato nell'Esempio 1, un singolo passaggio su carbone attivo riduce la concentrazione di questi due elementi a 0,728 e 0.11 mg/L rispettivamente, mentre un doppio passaggio su carbone attivo porta questi valori (Esempio 2) rispettivamente a 0,239 e 0,04 mg/L valori ampiamente dentro i limiti del decreto legislativo n.152/06 che richiedono 2 mg/L per il Fe in scarico su acque superficiali on in suolo e 2 mg/L per Mn per scarico in acque superficiali e 0,2 mg/L per scarico in suolo.
TABELLA 1 - ESEMPI 1-5 PURIFICAZIONE DEL PERCOLATO
SU CARBONE ATTIVO
Esempio Esempio Esempio Esempio Esempio
1 2 3 4 5
Percolato Percolato vergine vergine tipo 1 (140-37 (140-37 (140-37 tipo 2 Codice (139-37) B) c) E) (151-37) (157-37) (157-37) C attivo
C attivo<'>Aldrich C attivo
C attivo Aldrich 1000 bassa C attivo Aldrich 1000 mq/g area Aldrich 1000 mq/g semi- superi. 1000 mq/g (*) saturo 120 mq/g 157-37 mq/g pH 7,7 8,48 8,2 8,5 8,5 conducibilità ;;- ;(microS/cm) 7450 8450 8710 9050 9050 Fe (mg/L) 12,6 0,728 0,239 17,8 ;Mn (mg/L) 0,92 0,110 0,04 ;NH4(mg/L) 176 190,0 v 90,9 ;N02(mg/L) 4,75 0,3 0,48 ;N03(mg/L) 23,9 100,0 _ - 13,5 ;S04(mg/L) 139 239 ;CI (mg/L) 2670 2970 313 ;COD (mg/L) 3135 405 316 459 2244 5155 546 Delta COD 87,1 89,9 85,4 28,4 89,4 (*) doppio
passaggio
Da tutti i dati presentati in Tabella 1 si deduce che il trattamento con carboni attivi del percolato non è un trattamento risolutivo. Occorre un post-trattamento, sia per abbattere il COD entro i limiti di legge e sia per portare il colore dell'acqua purificata entro la più completa trasparenza. Infatti, l'acqua recuperata dal trattamento a carboni attivi seppur trasparente presenta ancora una coda di assorbimento a partire da 400 nm in poi, che le conferisce una debole colorazione giallina.
ESEMPI 6-10
Se da un lato il trattamento dei percolato con soli carboni attivi ha le sue limitazioni testé discusse, anche il trattamento del percolato con il solo ozono ha le sue limitazioni come illustrato nell'Esempio 6. Se, ad esempio, si pongono 100 mi di percolato di discarica vergine in un pallone di vetro Duran da 1L e si evacua il pallone con una pompa ad acqua per far poi entrare nel pallone una quantità nota di ozono e ossigeno e si agita a mano il pallone in modo da permettere la saturazione della fase acquosa con ozono, si troverà che il COD del percolato sarà diminuito solo del 28% rispetto al valore originale (cfr Tabella 2) con un considerevole consumo di ozono pari a 0,9 Kg 03/m<3>. Inoltre il percolato così trattato virerà dal colore bruno al giallo, una colorazione inaccettabile assieme al COD residuo di 2253 mg/L per qualsiasi ulteriore operazione di scarico delle acque. Invece l'Esempio 7 in Tabella 2 illustra il fatto che il passaggio del percolato ozonizzato nell'esempio 6 attraverso il letto fisso a carboni attivi descritto negli esempi 1-3 e 5 comporta l’abbattimento del COD a 270 mg/L, ossia oltre il 90% del valore iniziale del COD del percolato vergine, con la completa decolorazione della fase acquosa che appare incolore. Un risultato eccellente che combinato col tenore di ferro a 0,274 mg/L rispetto ai 12,6 mg/L iniziali permetterebbe lo scarico del percolato trattato in pubblica fognatura a norma del decreto legislativo n.152/06 che richiede un COD massimo di 500 mg/L e il Fe a soli 2 mg/L al massimo. Per raggiungere tali risultati bisogna però consumare 0,9 Kg 03/m<3>che non sono pochi. Tuttavia, si può fare ancora meglio usando la tecnica della foto-ozonolisi che è l'oggetto del presente brevetto ossia l'azione combinata dell'ozono e della radiazione UV sulle acque da percolato di discarica previamente trattate con carboni attivi. Gli esempi 8-10 illustrano l'invenzione nei suoi modi preferiti di realizzazione. In pràtica, l'ozono è prodotto alla solita maniera, ossia elettrochimicamente (cfr. F. Cataldo, Essay on-the synthesis of ozone, Recent Res. & Deve top. Electrochem. Vol.3, p.79, (2000)). L'acqua da trattare, consistente in percolato di discarica già passato sul carbone attivo, viene caricata nel reattore in ragione di 200-250 mi e irraggiata con luce ultravioletta emessa da una lampada a vapori di Hg. Il reattore consiste in un recipiente di quarzo dentro cui è immersa la lampada UV. Si sono impiegati due tipi di lampade a vapori di Hg: una lampada a bassa pressione (denominata Low P e usata negli esempi 8 e 10, Tab.2) avente una potenza di 17 W e una lampada ad alta pressione (denominata Hi P e usata nell'esempio 9, Tab. 2) avente una potenza da 125 W. La differenza tra le due lampade sta nel fatto che la low P emette tutti i suoi 17 W come luce monocromatica a 254 nm mentre la lampada Hi P emette in un ampio spettro di lunghezze d'onda compreso il visibile per cui solo una frazione della sua potenza è impiegata in processi fotochimici. Quindi il processo di foto-ozonolisi consiste nel far gorgogliare ozono e ossigeno (ozono al 5% molare su ossigeno) nei 200-250 ml di acqua da trattare sotto continuo irraggiamento con luce ultravioletta. Nella Tabella 2 gli esempi 8-10 riportano ulteriori dettagli sperimentali. Limitando la discussione al COD (per gli altri parametri basta consultare la Tabella 2), dagli esempi 8-10, si deduce che in tutti i casi è possibile abbattere il valore iniziale del COD per oltre il 95% un risultato non ottenibile né con l'impiego del solo carbone attivo, né con l'impiego del solo ozono e nemmeno combinando in sequenza ozono e carbone attivo o viceversa. L'unico modo pér ottenere risultati eccellenti in termini di COD è combinare il trattamento con ozono con l'irraggiamento UV previo pre-trattamento su carbone attivo. Infatti il COD del percolato di tipo 1 passa da 3135 mg/L a soli 61.8 mg/L nel caso dell'esempio 8 mentre il percolato di tipo 2 con COD di 5155 mg/L scende a 152 mg/L nell'esempio 9 e a soli 94 mg/L nell'esempio 10. Si ricorda ancora una volta che i limiti di legge per lo scarico acque in fogna richiedono un COD di 500 mg/L mentre lo scarico in acque superficiali i limiti si abbassano a 160 mg/L e infine per lo scarico al suolo i limiti sono di 100 mg/L. Evidentemente, nel caso dell'esempio 8 siamo dentro tutti i limiti di legge, mentre con gli esempi 9 e 10 che però partono da un percolato con un COD quasi doppio rispetto a quello dell'esempio 8, i risultanti COD sono entro i limiti per lo scarico in acque superficiali e ampiamente dentro i limiti per lo scarico in rete fognaria nel caso dell'esempio 9 e ancora una volta dentro tutti i limiti di legge nel caso dell'esempio 10 (che però richiede un consumo maggiore di ozono rispetto all'esempio 8).
TABELLA 2 - ESEMPI 6-10 AZIONE COMBINATA CARBONE ATTIVO E FOTO-OZONOLISI SU PERCOLATO DI DISCARICA
Esempio Esempio Esempio Esempio Esempio 6 7- 8 - 9 10 -Percolato Percolato
vergine<'>vergine
- tipo 1 » tipo 2
Codice (139-37) 143-37 A 143-37 C 147-37 (157-37) 158-37 159-37
C-attivo
03+UV C-attivo C-attivo O3+ " (low P) o3+uv 03+UV solo 03C-attivò 6,5h 157-37 (Hi P) 6h (Hi P) 8h PH 7,7 7,8<“>8,7 8,5 8,5 8,6 conducibilità
(microS/cm) 7450 9120 9800 9050 9300 9120 Fe (mg/L) 12,6 0,274 - 0,181 17,8 0,274 0,220 Mn (mg/L)
NH4(mg/L) 176 135 90,9 85,6 80,5 NOz(mg/L) 4,75 0,502 0,48 1,77 2,10 - N03(mg/L) 23,9 56,1 5,9 13,2 15,6 S04(mg/L) 139 116 239 70,2 73,4 CI (mg/L) 2670 2460 313 291 305 COD (mg/L) 3135 2253 270 61.8 5155 152 94 Delta COD 28,1 91,4 95,4 97,1 98,2
<■>
Consumo di 0,90 Kg 0,90 Kg 0,20 Kg 0,29 Kg
: 0,35 Kg Ozono 03/m<3>Oa/m<3>03/m<3>Oa/m<3>03/m<3>|
Con l'oggetto della presente invenzione, con la foto-ozonolisi, è possibile rientrare nei parametri di legge per lo scarico del percolato trattato sia in fogna che in acque superficiali. Inoltre, da questi dati si evince anche una maggiore efficienza della lampada UV a bassa pressione (low P) rispetto a quella ad alta pressione. Infatti il consumo di ozono risulta piu' limitato a soli 0,2 Kg/m<3>proprio con l'impiego di tale lampada.
ESEMPIO 11
Un esempio di possibile ulteriore miglioramento dell'efficienza della foto-ozonolisi concerne l'impiego degli ultrasuoni ad elevata intensità. Pertanto è possibile immergere il reattore fotochimico in un bagno a ultrasuoni modello Branson 1510. Il reattore fotochimico è caricato con 220 mi di acqua da percolato di discarica tipo 2, pre-trattato con carboni attivi. Nel reattore si fa gorgogliare ossigeno e ozono (al 5% molare) spillato dal generatore elettrochimico (F.Cataldo, Op, Cit.). Usando una lampada a bassa pressione e irraggiando sia con luce UV che con ultrasuoni per 5 h, il percolato di tipo 2 (pre-trattato con carboni attivi) ha dato un COD di 76 mg/L contro un valore iniziale di COD pari a 5155 mg/L. Come si vede sono valori migliorativi rispetto a quelli misurati nell'esempio 10.
La presente invenzione è stata illustrata nelle sue forme preferite di realizzazione su scala di laboratorio; è pensabile che una adeguata ingegnerizazione dell'invenzione possa portare ad un ulteriore miglioramento dell'efficienza nell'abbattimento del COD ed è ragionevole pensare che si possa arrivare al di sotto della soglia dì COD pari a 100 mg/L concernente lo scarico a norma di leggè in suolo. Evidentemente esperti del ramo potranno approntare varianti e realizzare miglioramenti alla presente invenzione senza tuttavia poter uscire dal relativo ambito di protezione.
1
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di purificazione del percolato di discarica e sua trasformazione in acqua reflua industriale scaricabile (a norma del decreto legge n. 152/06) in pubblica fognatura o in acque superficiali o in suolo mediante l'impiego di un processo ossidativo basato sulla foto-ozonolisi eventualmente assistita dagli ultrasuoni previo trattamento del percolato con carboni attivi. Tale trattamento comporta la rimozione di larga parte dei metalli di transizione presenti nel percolato e l'abbattimento del COD (=Chemical Oxygen Demand) al di sotto dei limiti di legge. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui la foto-ozonolisi è realizzata facendo gorgogliare ossigeno ozonizzato (contenente per esempio ozono al 5% molare) dentro il percolato di discarica sotto irraggiamento continuo con luce ultravioletta preferibilmente a temperatura ambiente e pressione atmosferica. 3. Procedimento secondo la rivendicazione -1 in cui la foto-ozonolisi è realizzata facendo gorgogliare aria ozonizzata (contenente per esempio ozono al 2% molare) dentro il percolato di discarica sotto irraggiamento continuo con luce ultravioletta preferibilmente a temperatura ambiente e pressione atmosferica. 4. Procedimento secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 in cui il percolato di discarica è stato pre-trattato con carboni attivi come descritto negli esempi 1, 2, 3 e 5 prima di essere sottoposto alla foto-ozonolisi. 5. Procedimento secondo le rivendicazioni 1, 2, 3 e 4 in cui l'irraggiamento con luce ultravioletta è condotto mediante una qualsiasi sorgente di luce ultravioletta. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5 in cui la sorgente di luce ultravioletta è una lampada a vapori di mercurio a bassa pressione. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6 in cui la sorgente di luce ultravioletta è una lampada a vapori di mercurio a media o alta pressione. 8. Procedimento secondo le rivendicazioni 1,2, 3, 4,5, 6 e 7 in cui la foto-ozonolisi è condotta in reattore sigillato sotto una pressione superiore a quella atmosferica e preferenzialmente tra 1 e 10 atm. 9. Procedimento secondo le rivendicazioni 1,2, 3, 4,5, 6, 7 e 8 in cui la foto-ozonolisi è condotta sotto l'azione di ultrasuoni mediante l'applicazione di trasduttori ultrasonori sulle pareti del reattore stesso o mediante l'immersione del reattore in una vasca per lavaggio a ultrasuoni come illustrato in Fig. 3. PROCEDIMENTO Dl PURIFICAZIONE DELL'ACQUA DERIVATA DA PERCOLATO Dl DISCARICA 1. Process for the treatment of the landfill leachate and its transformation into a treated wastewater which can be released in public sewer or in surface water or in soil in agreement with the limits reported in the Italian law number 152/06, through the use of an oxidizing process based on the photo-ozonolysis eventually assisted<->by ultrasound treatment of the reaction mixture with a pretreatment of the leachate with activated carbon. The combined treatment with activated carbon and photo-ozonolysis permits to remove large part of the transition metals present in the leachate and to reduce drastically the COD (=Chemical Oxygen Demand) within the law limits.
- 2. Process according to the claim 1 where the photo-ozonolysis is achieved by bubbling ozonized oxygen (containing for example ozone 5% by mol) inside the leachate under continuous UV irradiation preferably at ambient temperature and pressure.
- 3. Process according to the claim 1 where the photo-ozonolysis is achieved by bubbling ozonized air (containing for example ozone 2% by mol) inside the leachate under continuous UV irradiation preferably at ambient temperature and pressure.
- 4. Process according the claims 1,2 and 3 where the landfill leachate was pre-treated with activated carbon as described in the examples 1,2,3 and 5 before being photo-ozonolysed.
- 5. Process according the claims 1,2,3 and 4 where the irradiation with ultraviolet light is made with any source of ultraviolet light.
- 6. Process according to claim 5 where the source of ultraviolet light is a low vapor pressure mercury lamp.
- 7. Process according to claim 5 where the source of ultraviolet light is a medium or high vapor pressure mercury lamp.
- 8. Process according to claims 1,2, 3, 4, 5, 6 and 7 where the photo-ozonolysis is made in a sealed reactor under a pressure higher than ambient pressure and preferably a pressure comprised between 1 and 10 atmospheres.
- 9. Process according to the claims 1,2, 3,4, 5, 6,7 and 8 where the photo-ozonolysis is made under the action of ultrasounds through the- application of ultrasonic transducers on the external wall of the photo-ozonolysis reactor or by submerging the reactor in a sonication tank as shown in Fig. 3.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0625482A1 (fr) * | 1993-05-18 | 1994-11-23 | OMNIUM DE TRAITEMENTS ET DE VALORISATION OTV Société Anonyme | Procédé et installation d'épuration d'un effluent aqueux par oxydation sur support adsorbant |
WO1995021794A1 (en) * | 1994-02-14 | 1995-08-17 | Envirex, Inc. | Integrated adsorption/advanced oxidation fluidized bed reactor |
US6210078B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-03 | Southern Company Services | Methods for the in situ removal of a contaminant from soil |
EP1167300A1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-01-02 | Enitechnologie S.p.A. | Photodegradative process for the purification of contaminated water |
US20030019150A1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-01-30 | St.Onge Benedict B. | Reclamation system for agricultural runoff |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1543225A (en) * | 1975-04-28 | 1979-03-28 | Houston Research Inc | Oxidation of organic refractories in an aqueous medium |
JPH06328871A (ja) | 1993-05-20 | 1994-11-29 | New Oji Paper Co Ltd | 熱転写受容シート |
BE1010407A4 (fr) * | 1996-07-04 | 1998-07-07 | Undatim Ultrasonics | Procede et installation de traitement des eaux. |
US6120078A (en) | 1997-12-03 | 2000-09-19 | Stanislaw Smyl | Protective liner insert for vehicle cargo compartment |
DE10144510A1 (de) * | 2001-09-10 | 2003-04-03 | Wedeco Ag | Ozon/UV-Kombination zum Abbau von endokrinen Substanzen |
CA2606190A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Hw Process Technologies, Inc. | Treating produced waters |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0625482A1 (fr) * | 1993-05-18 | 1994-11-23 | OMNIUM DE TRAITEMENTS ET DE VALORISATION OTV Société Anonyme | Procédé et installation d'épuration d'un effluent aqueux par oxydation sur support adsorbant |
WO1995021794A1 (en) * | 1994-02-14 | 1995-08-17 | Envirex, Inc. | Integrated adsorption/advanced oxidation fluidized bed reactor |
US6210078B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-04-03 | Southern Company Services | Methods for the in situ removal of a contaminant from soil |
EP1167300A1 (en) * | 2000-06-22 | 2002-01-02 | Enitechnologie S.p.A. | Photodegradative process for the purification of contaminated water |
US20030019150A1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-01-30 | St.Onge Benedict B. | Reclamation system for agricultural runoff |
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