ITMI20132008A1 - Metodo ed impianto per iniettare ozono in vasche di piscicoltura o acquacoltura in generale - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

DESCRIZIONE

Formano oggetto del presente trovato un metodo ed un impianto per iniettare ozono in una vasca di piscicoltura o acquacoltura in generale, secondo il preambolo delle corrispondenti rivendicazioni.

Il presente trovato riguarda l'uso ed in particolare il discioglimento di ozono gassoso entro le vasche contenenti acqua (dolce, salmastra o salata) destinate all'acquacoltura ovvero alla produzione di organismi acquatici come pesci, crostacei e alghe; in modo specifico, ma non limitativo, il presente trovato si rivolge alle vasche destinate all'allevamento di specie ittiche.

E' noto utilizzare l'ozono per la disinfezione delle acque in quanto l'impiego di detto gas presenta innumerevoli vantaggi quali: il fatto di consentire una elevata efficacia nella rimozione di composti organici, pesticidi, colori, nitrati dell'acqua; di essere un gas poco costoso e che può essere prodotto (tramite noto utilizzo di elettricità) anche in vicinanza della vasca entro la quale deve essere disciolto, senza che tale elettricità venga in contatto con l'acqua; di non produrre residui dannosi; di migliorare la filtrazione biologica.

Usualmente, la disinfezione delle acque in acquacoltura con ozono è una tecnica che consente di disinfettare dagli agenti patogeni le acque in ingresso alle vasche, siano esse fresche che di ricircolo e di trattare le acque di scarico in modo che siano conformi ai parametri imposti dalla legge e dalle normative relative al riutilizzo delle fonti idriche, oppure per il riutilizzo dei reflui provenienti da una vasca di piscicoltura in un'altra vasca.

Grazie al trattamento con ozono delle acque in ingresso o di riciclo degli allevamenti di pesci, si migliora la qualità dell'acqua con ulteriori benefici (oltre a quelli sopra citati) sui pesci, quali incremento del loro tasso di accrescimento ed aumento del "fattore di conversione alimentare" ovvero del fattore di trasferimento alimentare con conseguente diminuzione della quantità di mangime somministrata per avere lo stesso accrescimento percentuale.

L'ozono utilizzato per gli scopi sopra indicati viene prodotto a partire da ossigeno puro, sottoponendo questo gas a scarica elettrica ad alta differenza di potenziale nei noti generatori di ozono.

Usualmente nelle metodologie ed impianti noti, l'ozono viene immesso nelle acque in ingresso o in quelle in uscita dalla vasche per acquacultura e in particolare piscicoltura, come sopra indicato.

Scopo del presente trovato è quello di offrire un metodo ed un impianto per introdurre ozono nell'acqua di almeno una vasca per acquacoltura e in particolare piscicoltura che consenta di mantenere una buona sanificazione nella vasca stessa ed un ambiente il più favorevole possibile alla crescita delle specie allevate.

Un altro scopo è quello di offrire un metodo ed un dispositivo del tipo citato che, con un solo generatore di ozono, consentono di introdurre ozono in una pluralità di vasche per aquacoltura.

Un ulteriore scopo è quello di offrire un metodo ed un impianto del tipo che consentano di effettuare l'introduzione dell'ozono in ogni vasca in modo controllato, continuo e regolato con precisione anche sulla base di dati, ottenuti in modo continuo, di concentrazione di ozono e di altri parametri chimico-fisici, ad esempio pH, potenziale redox, temperatura, solidi sospesi, torbidità, ossigeno discolto, nitrati, presenti in vasca.

Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un metodo e da un impianto secondo le rivendicazioni qui unite.

Per una miglior comprensione del presente trovato si allega a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, il seguente disegno nel quale l'unica figura rappresentata mostra in modo schematico, un impianto per l'invio di ozono in una pluralità di vasche per acquacoltura, in particolare piscicoltura.

Con riferimento alla citata figura, in essa è mostrata una vasca 1 per piscicoltura in cui viene introdotto direttamente ozono tramite un impianto 2 secondo il trovato. La vasca ha un corpo delimitato lateralmente da pareti 1A .

Tale impianto 2 comprende un generatore di ozono 3, di tipo usuale, a cui perviene una tubazione 4 (provvista di proprio riduttore di pressione 5) connessa ad una sorgente di ossigeno (non mostrata) o di aria (ovvero di un gas almeno in parte contenente ossigeno). L'ossigeno, se puro, è stoccato alternativamente in forma liquida in appositi e noti serbatoi criogenici oppure in forma gassosa in contenitori ad elevata pressione, detto serbatoio o contenitore definendo la "sorgente" sopra citata.

Al generatore di ozono 3 perviene anche una tubazione 5 in cui scorre acqua per l'usuale raffreddamento del generatore. Da quest'ultimo fuoriescono due tubazioni 8 e 9, la prima (8) trasportante ozono ad un elemento distributore di tale gas 10 e la seconda tubazione 9 costituendo l'uscita dell'acqua di raffreddamento del generatore 3. Sulla tubazione 8 è posta una valvola 12.

L'elemento distributore di ozono 10, ad esempio a forma toroidale o cilindrico di ampio diametro, che permette una distribuzione della pressione pressochè uguale in tutti i punti e per ciò permette una corretta gestione delle portate di gas immesse nelle vasche senza l'utilizzo di costose valvole proporzionali di regolazione. Tale elemento 10 presenta una o una pluralità di tubazioni di uscita 13 in numero corrispondente alle vasche (ad esempio nove) entro le quali l'ozono viene direttamente disciolto. Su tali tubazioni 13 è posto un gruppo di valvole 15, 16 e 17 dal quale si diparte una ulteriore tubazione 18 di caratteristiche dimensionali differenti da quelle delle tubazioni 8 e 13 sopra citate. Una ulteriore tubazione 14 funge da condotto di sfiato del distributore 10 e comprende anch'esso un gruppo valvolare 15, 16 e 17 analogo a quello presente su ogni tubazione 13, necessario per l'ottimizzazione del funzionamento del generatore di ozono.

La tubazione 8 che porta ozono dal generatore 3 all'elemento distributore o distributore 10 e ogni tubazione 13 che fuoriesce da quest'ultimo e termina nel gruppo di valvole 15, 16 e 17 nonchè le tubazioni 18, hanno tutte le caratteristiche di particolare compatibilità con il gas ozono e devono garantire delle caratteristiche di coefficiente di efflusso tali da assicurare un corretto flusso ininterrotto di ozono. Ad esempio, tali tubazioni sono in acciaio inox oppure ottenute con materiali noti col nome commerciale di Teflon o Kynar oppure in CPVC (cloruro di polivinile clorurati) o HDPE (polietilene ad elevata densità). Tuttavia, le tubazioni 8 e 13 hanno un diametro tale da minimizzare le perdite di carico ed avere un flusso di gas a velocità inferiore ai 5 m/s così da mantenere la pressione al loro interno il più possibile uguale a quella in uscita dal generatore di ozono semplificando il controllo delle portate erogate. E' infatti il generatore di azono a imporre la pressione di erogazione rispetto al gas che vi entra e tale pressione deve essere mantenuta costante in ogni tubazione sopra citata e nel distributore 10. La funzione del distributore (definito da un tubo con diametro maggiore rispetto alle tubazioni 18, è quella di distribuire il gas a bassa velocità quindi alla stessa pressione in tutti i punti dell'impianto. Le tubazioni 18, invece, hanno diametro inferiore a quello delle tubazioni 8 e 13 poichè prelevano solo una frazione della portata totale prodotta.

Ogni gruppo di valvole sopra citate (delle tubazioni 13 e 14) è formato da almeno una valvola di stacco/intercettazione (a sfera o globo) 15, da una valvola on-off (pneumatica, motorizzata od a solenoide) 17 e da una valvola di regolazione del flusso (a spillo, proporzionale o massica) 16. Quest'ultima valvola, quando posta su ogni tubazione 13, mantiene l'uniformità di flusso di gas ozono nella rispettiva vasca 1. Ogni valvola 17 serve a sfiatare la portata minima che passa dal generatore di ozono ottimizzandone il funzionamento quando nessuna vasca necessita di ozono o ossigeno puro.

Ogni tubazione 18 termina in una corrispondente vasca 1. In particolare, essa termina entro un miscelatore 20 posto entro la vasca, ad esempio sul suo fondo 21. Tale miscelatore, in sè noto, comprende un'elica mossa da un proprio motore elettrico; in prossimità dell'elica ha termine la tubazione 18 che presenta alla sua estremità, una pluralità di microfori od un unico foro di uscita posto in modo da garantire una buona dispersione del gas attraverso i quali l'ozono viene liberato. Con la rotazione dell'elica, l'ozono viene liberato nell'acqua e può disciogliersi nella vasca 1.

Ciò consente una rapida diffusione del gas ozono nei dintorni del miscelatore ed una seguente diffusione di esso in tutta la vasca, così da poter ossidare la maggior parte dei composti indesiderati in breve tempo e garantire in continuo un'adeguata sanificazione della vasca.

Da notare che una unità di controllo a microprocessore 30, ad esempio un PLC o similare, è collegata al generatore d'ozono 3, ad ogni valvola di erogazione del flusso 17, al motore del miscelatore e ne comanda e controlla il funzionamento sulla base di dati definiti. Tuttavia, tale controllo e comando avviene, in continuo, anche sula base di dati chimico-fisici rilevati da sonde 27 presenti nella vasca. Tali sonde sono ad esempio (non limitativo) sonde amperometriche che inviano segnali di corrente (ad esempio un "loop" di corrente standard a 4 e 20 mA) all'unità 30 sulla base del rilevamento del parametro controllato; quest'ultimo può essere la quantità (ovvero massa e quindi concentrazione in mg/1) dell'ozono disciolto, la quantità dell'ossigeno disciolto (ovvero massa e quindi concentrazione in mg/1) del potenziale di ossioriduzione dell'acqua che da un'indicazione della quantità di sostanze indesiderate come batteri, virus e sostanze organiche presenti nel fluido e del pH dell'acqua. Ovviamente le sonde 27 possono variare di tipologia entro la stessa vasca 1 anche in funzione del parametro controllato.

Grazie a tale controllo, l'unità 30 acquisisce continuamente da ogni vasca 1 presente i dati necessari a gestire la produzione complessiva dell'ozono del generatore 3 (unico per tutte le vasche e per tutto l'impianto) e la quantità di gas da inviare alle singole vasche (anche in funzione del loro numero).

Sulla base del numero di vasche 1 a cui l'impianto 2 è in grado di fornire ozono, l'unità 30 controlla l'erogazione da un minimo di quantità di ozono necessaria per una sola vasca (ad esempio pari a 100 g/h per 200 m3 di volume di acqua di una vasca ad un numero N di tale quantità, dove N è il numero delle vasche (nove, nell'esempio della figura). tale controllo consente l'invio di ozono di ogni vasca a seconda dei livelli dei parametri (ozono disciolto, ossigeno disciolto, valore di ossidoriduzione e ph) desiderati ed impostati in tale unità 30.

Le quantità di ozono per le singole vasche da disciogliere in esse vengono fornite dal generatore 3 facendo variare, in modo in sè noto, la corrente fluente in esso tramite un algoritmo di controllo, in sè noto, programmato nell'unità 30. In ogni vasca, le sonde 27 rilevano i valori dei parametri da esse rispettivamente controllati, valori che vengono confrontati con intervalli o soglie di lavoro entro le quali tali parametri devono rimanere. I dati rilevati da tali soglie vengono indirizzati all'unità 30 che li elabora secondo un algoritmo di controllo predefinito e che, sulla base di essi, interviene sul processo di produzione dell'ozono da parte del generatore e di distribuzione dello stesso alle singole vasche intervenendo sulle valvole 17 delle tubazioni 13 indirizzate a tale vasche.

Viene così definita una intensità di corrente generata nel generatore di ozono che varia in funzione della porta di gas ozono che si desidera inviare alle singole vasche 1, invio che viene preimpostato nell'unità 30 e controllato da quest'ultima attraverso l'azione su ogni valvola di erogazione del flusso 17 posta sulla corrispondente tubazione 13. L'impostazione predefinita viene fatta regolando finemente il giusto coefficiente di efflusso delle singole valvole 16.

Con il controllo da parte dell'unità 30 si ottiene una uniformità del flusso diretto alle singole vasche garantito dal fatto che la pressione nel distributore 10 viene mantenuta il più possibile costante (attraverso il dimensionamento del distributore 10 stesso e alla azione del regolatore di pressione in ingresso all'ozonatore.

Infine, ogni miscelatore 20 immerso nella corrispondente vasca 1 può essere azionato in continuo o in modo discreto (con la chiusura e l'apertura comandata della valvola di erogazione 17 sulla tubazione 13 corrispondente da parte dell'unità 30) ovvero solo nel momento in cui le sonde 27 presenti in tale vasca rilevano la necessità di fornire a quest'ultima ozono. La corrispondente valvola 17 posta sulla tubazione diretta a tale vasca viene così aperta e regolata dall'unità 30 che, solo successivamente pone in funzione il miscelatore 20.

E' stata descritta una forma specifica di realizzazione del trovato. Altre ancora sono tuttavia possibili e sono da ritenersi ricadere nell'ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per introdurre ozono in acqua per almeno una vasca (1) atta all'uso per acquacoltura ed in particolare piscicoltura, detto metodo comprendendo una fase di generazione dell'ozono in un generatore di ozono (3), caratterizzato dal fatto che si prevede di iniettare direttamente l'ozono entro l'acqua già presente nella vasca (1).
2. 2. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si prevede di controllare parametri dell'acqua presente nella vasca (1) al fine dell'invio dell'ozono direttamente in essa, detti parametri comprendendo almeno uno tra: quantità di ozono disciolto nell'acqua, quantità di ossigeno presente in quest'ultima, il potenziale di ossidoriduzione dell'acqua, il pH dell'acqua.
3. 3. Metodo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che si prevede di controllare la quantità di ozono prodotta dal generatore di ozono (3) in funzione del rilevamento dei parametri dell'acqua controllati.
4. 4. Metodo di cui alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che si prevede di controllare l'intensità di corrente inviata nel generatore di ozono (3) al fine di controllare la quantità di ozono prodotta.
5. 5. Metodo di cui alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che si controlla una valvola di erogazione del flusso (17) e di regolazione (16) poste su una tubazione (13) che adduce ozono alla vasca (1).
6. 6. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'iniezione di ozono nella vasca (1) avviene attraverso l'invio di tale gas ad un miscelatore (20) immerso nell'acqua della vasca (1).
7. 7. Metodo di cui alle rivendicazioni 2 e 6, caratterizzato dal fatto che detto miscelatore (20) opera alternativamente in modo continuo o discreto, il funzionamento in modalità discreta essendo attivato e bloccato in funzione del controllo dei parametri dell'acqua.
8. 8. Metodo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che si prevede di alimentare ozono ad una pluralità di vasche (1) connesse, tramite corrispondenti tubazioni (13, 18) ad un elemento distributore di ozono (10) collegato al generatore d'ozono (3), l'ozono essendo inviato alle singole vasche in quantità specifiche e controllate per ciascuna di queste ultime.
9. 9. Metodo di cui alle rivendicazioni 2 e 8, caratterizzato dal fatto che si prevede di controllare la generazione di ozono in funzione della totalità di ozono fornito alle vasche (1), ciascuna di queste ultime ricevendo una specifica quantità di gas in funzione dei parametri rilevati dell'acqua presente in essa.
10. 10. Impianto per introdurre ozono nell'acqua per almeno una vasca (1) atta all'uso per acquacoltura ed in particolare piscicoltura, detto impianto comprendendo un generatore di ozono (3) in cui viene generato ozono attraverso corrente elettrica scaricata in un flusso di gas almeno in parte contenente ossigeno, caratterizzato dal fatto che comprende almeno una tubazione (18) atta ad iniettare direttamente ozono entro l'acqua già presente in detta vasca.
11. 11. Impianto di cui alla rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di controllo (30) atti a comandare e controllare il generatore di ozono e l'invio di ozono entro la vasca (1) attraverso il comando di una valvola di erogazione del flusso (17) posta su detta tubazione (18).
12. 12. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto mezzi di controllo (30) sono collegati a dispositivi di controllo (27) di parametri chimico-fisici dell'acqua presente nella vasca, detti dispositivi (27) rilevando almeno uno dei seguenti parametri: quantità di ozono presente in quest'ultimo, il potenziale di ossidoriduzione dell'acqua, il pH dell'acqua, detti mezzi di controllo (30) inviando ozono a tale vasca in funzione del rilevamento dei parametri suddetti.
13. 13. Impianto di cui alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che si prevede una pluralità di vasche (1) a cui addurre ozono, dette vasche (1) essendo connesse tramite proprie tubazioni (13, 18) e gruppi valvolari (15, 16, 17) ad un elemento distributore di ozono (10) collegato al generatore di ozono (3), detti gruppi valvolari e detto generatore (3) essendo controllati da detti mezzi di controllo (30) al fine di indirizzare a ciascuna vasca (1) di detta pluralità di vasche una quantità specifica e propria di ozono, l'elemento di distribuzione trasferendo ozono a più vasche (1)
14. 14. Impianto di cui alla rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una delle seguenti caratteristiche: - l'elemento distributore (10) tiroidale o cilindrico di ampio diametro, - ogni gruppo valvolare comprende una valvola di erogazione (17) del flusso dell'ozono connessa a e comandata dai mezzi di controllo (30), - ogni vasca (1) comprende propri dispositivi di controllo di parametri chimico-fisico dell'acqua in essa presente, detti dispositivi (27) essendo collegati a detti mezzi di controllo e fornendo a questi ultimi dati utili a definire la quantità di ozono da fornire alla vasca, - ogni vasca (1) comprende un miscelatore (20) collegato alla tubazione (18) di adduzione dell'ozono nella vasca e posto internamente all'acqua presente in quest'ultima.