ITTO20000056A1 - Procedimento per la depurazione di acqua per allevamento di organismiacquativi e impianto di depurazione. - Google Patents
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Description
DE SCR IZ ION E
La presente invenzione è relativa ad un procedimento di depurazione di acqua utilizzata per allevamento di organismi acquatici, in particolare, per l'eliminazione di metaboliti e particelle in sospensione .
È noto che l'acqua per l'allevamento di organismi acquatici, tanto in appositi impianti intensivi, quanto in stagni o simili impianti semi-intensivi, deve avere basse percentuali di particolato o materiale solido in sospensione costituito da feci o resti di cibo degli organismi allevati o da altre impurezze dell'acqua. Inoltre devono essere rimossi l'ammoniaca e i nitriti, che vengono nel seguito indicati come prodotti azotati derivanti da attività metabolica. L'attività metabolica degli organismi acquatici consuma inoltre anche ossigeno producendo anidride carbonica e gli impianti di depurazione includono di norma anche un dispositivo per l'eliminazione di anidride carbonica.
Per la depurazione delle acque, non è possibile utilizzare impianti di depurazione in cui si procede ad una totale ossidazione delle sostanze presenti con cloro od ozono perché tali sostanze risultano velenose per gli organismi acquatici anche in basse percentuali.
Per l'eliminazione dei prodotti azotati derivanti da attività metabolica e per l'eliminazione dell'anidride carbonica sono normalmente utilizzati filtri biologici.
Tali filtri biologici contengono batteri in grado di ossidare i compositi azotati, ma si rilevano poco efficienti e estremamente vulnerabili a fluttuazioni ambientali di carattere chimico-fisico. In particolare, l'efficienza dei filtri biologici varia notevolmente con la temperatura (a bassa o alta temperatura l'efficienza dell'ossidazione si riduce notevolmente).
I batterà contenuti nei filtri biologici, in un primo stadio ossidano l'ammoniaca (NH3) a nitriti (NO2-), mentre in un secondo stadio ossidano i nitriti a nitrati (NO3-), che non sono inquinanti.
La velocità del primo stadio è però più veloce di quella del secondo stadio e pertanto la quantità di nitriti prodotta è generalmente superiore a quella che può essere ossidata a nitrati dagli stessi sistemi biologici nel secondo stadio e pertanto risulta generalmente una produzione netta di nitriti che sono velenosi per gli organismi acquatici anche in quantità ridottissime .
Inoltre se la concentrazione di prodotti azotati cresce, i batteri ossidanti crescono solamente con un certo ritardo e quindi l'ossidazione dei prodotti azotati avviene con ritardo. Pertanto la fluttuazione nella crescita dei batteri comporta che il filtro biologico possa, in caso di crescita rapida, ossidare l'ammoniaca, ma produrre più nitriti di quanti possano essere ulteriormente ossidati a nitrati e pertanto risultare in un avvelenamento dei pesci.
In dettaglio, un impianto di depurazione noto è, ad esempio, costituito da un circuito di depurazione principale per la depurazione parziale di tutta l'acqua dei serbatoi dove vengono allevati i pesci e da un circuito di depurazione secondario o laterale per la depurazione totale solamente di parte dell'acqua, atto ad aumentare il grado di purezza totale dell'acqua. Il circuito di depurazione principale comprende un filtro a tamburo o filtro a sabbia per trattenere il particolato di grosse dimensioni ed un filtro biologico per la rimozione dei prodotti azotati derivanti da attività metabolica .
Inoltre parte dell'acqua subisce un ulteriore trattamento di depurazione attraverso il circuito di depurazione secondario che comprende essenzialmente una fase di ozonizzazione. L'ozono è un forte ossidante ed è in grado perciò di eliminare l'ulteriore particolato fine esistente nell'acqua ossidandolo.
Tale trattamento risulta però molto costoso ed inoltre, come già menzionato, l'ozono è velenoso per gli organismi acquatici anche in piccole quantità. Pertanto non è possibile estendere il trattamento di ozonizzazione a tutta l'acqua da depurare.
Dopo il trattamento con ozono e prima di essere reimmessa nel circuito principale di depurazione, l'acqua passa anche attraverso un filtro a carbone o a radiazioni ultraviolette per l'eliminazione di eventuali residui .
Gli impianti di depurazione noti risultano pertanto complessi e costosi ed il procedimento di depurazione richiede un elevato numero di fasi.
Scopo della presente invenzione è pertanto un procedimento di depurazione più efficiente per l'ossidazione dei prodotti azotati derivanti da attività metabolica ed un impianto di depurazione relativo affidabile anche a differenti valori di pH e temperatura, in grado di conservare un'alta efficienza anche nei casi di crescita rapida dei prodotti azotati stessi ed, in particolare, che sia più semplice e quindi meno costoso.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un procedimento di depurazione di acqua per l'allevamento di organismi acquatici comprendente la fase di trattare composti azotati derivanti da attività metabolica, caratterizzato dal fatto che detta fase di trattare i composti azotati viene effettuata utilizzando una composizione ossidante comprendente diossido di manganese .
Secondo la presente invenzione viene inoltre realizzato un impianto di depurazione di acqua per l'allevamento di organismi acquatici comprendente mezzi per il trattamento di composti azotati derivanti da attività metabolica, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per il trattamento di composti azotati consistono di un filtro a sabbia contenente diossido di manganese. Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta dettagliatamente una forme di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento alla figura allegata, la quale è uno schema a blocchi parziale di un impianto di depurazione realizzato secondo la presente invenzione.
Con riferimento alla figura 1, è indicato con 9, nel suo insieme, una prima forma di realizzazione di un impianto di depurazione di acqua per l'allevamento di organismi acquatici comprendente un serbatoio per l'allevamento 1 degli organismi acquatici, un filtro a tamburo 2 per l'eliminazione del particolato grossolano, una vasca di raccolta dell'acqua sporca 3, un bacino di raccolta dell'acqua depurata 4, un filtro biologico 5 per l'eliminazione dell'anidride carbonica, un secondo filtro a tamburo 6, un filtro a sabbia 7 ed un bacino di raccolta di acqua molto pura 8.
In particolare, nell'impianto di depurazione 9 l'acqua contenuta nel serbatoio per l'allevamento 1 defluisce verso un filtro a tamburo 2 per la rimozione del particolato dì dimensioni maggiori. Quindi l'acqua viene convogliata nella vasca di raccolta acqua sporca 3.
Successivamente, parte dell'acqua viene prelevata dalla vasca di raccolta acqua sporca 3 e filtrata attraverso un filtro biologico 5 contenente batteri ossidanti e quindi viene immessa nella vasca di raccolta acqua depurata 4. Il filtro biologico 5 ha la funzione di ossidare i prodotti azotati, ma anche di eliminare l'anidride carbonica. Dalla vasca di raccolta acqua sporca 3 viene quindi prelevata una percentuale d'acqua dipendente dalla purezza finale desiderata e viene fatta passare attraverso un secondo filtro a tamburo 6 e quindi attraverso un filtro a sabbia 7 e viene infine raccolta nel bacino di acqua pura 8.
In particolare, il filtro a sabbia 7 può essere costituito da granuli di sabbia della dimensione mediamente compresa tra 0.5 e 2 miti (sabbia di grado approssimativamente tra grado 16/30 e 10/18).
Secondo la presente invenzione il filtro a sabbia 7 contiene diossido di manganese, preferibilmente in quantità compresa tra il 5 ed il 25 % in volume calcolato sul volume totale del filtro a sabbia 7.
La sabbia contenuta nel filtro a sabbia 7 costituisce il materiale di supporto ad alta superficie attiva del diossido di manganese. Poiché il diossido di manganese è mediamente più pesante dei granuli di sabbia, per assicurare una miscelazione omogenea lungo tutta lo spessore del filtro, il diossido di manganese viene preferibilmente aggiunto sotto forma di granuli delle dimensioni mediamente comprese tra 0,355 e 0,85 mm (grado 18/44).
È stato sorprendentemente scoperto che tale filtro a sabbia 7 contenente diossido di manganese è in grado di ossidare i prodotti azotati derivanti da attività metaboliche, rendendo pertanto parzialmente o totalmente superfluo il trattamento con il filtro biologico 5.
La parte d'acqua trattata tramite il filtro a sabbia 7 contenente diossido di manganese è immessa nel bacino di raccolta di acqua molto pura 8 prima di essere reintrodotta nella vasca di raccolta acqua depurata 4.
Da un esame delle caratteristiche dell'impianto di depurazione realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti gli ulteriori vantaggi che esso consente di ottenere.
In particolare esso permette la rimozione dei prodotti azotati derivanti da attività metabolica rispondendo rapidamente alle fluttuazioni di concentrazione senza il ritardo dovuto alla crescita lenta dei batteri e alle variazioni nell'ossidazione in conseguenza a variazioni di pH o temperatura.
In particolare, nel impianto considerato il filtro a sabbia 7 contenente diossido di manganese ha un grado di efficienza, per quel che concerne l'ossidazione di ammoniaca, attorno al 90% mentre un convenzionale filtro biologico ha un grado di efficienza del 60-70%.
Inoltre tale trattamento permette un'efficacia costante nel tempo ed è in grado di ossidare in eguale misura tanto l'ammoniaca quanto i nitriti e pertanto non provoca l'inconveniente di una netta produzione di nitriti .
Grazie alla maggior purezza dell'acqua in uscita dal filtro a sabbia, che contiene una percentuale di particolato e prodotti azotati residui minore che negli sistemi di depurazione noti, è inoltre anche possibile eliminare del tutto il ciclo di purificazione secondario che comprende le fasi di ozonizzazione e la fase di passaggio in un filtro a carbone.
Risulta chiaro che all'impianto di depurazione qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.
Ad esempio è possibile utilizzare diossido di manganese in particelle della dimensione compresa tra 10/18 e 14720 direttamente senza materiale di supporto per 1'ossidazione di prodotti azotati in allevamenti semi-intensivi, come stagni o simili.
Inoltre nel particolare impianto secondo la presente invenzione precedentemente descritto, il filtro biologico può essere eliminato e sostituito da un degasif icatore per l'eliminazione dell'anidride carbonica, ed il trattamento dei prodotti azotati viene interamente eseguito dal filtro a sabbia 7 contenente diossido di manganese.
L'invenzione verrà ora descritta tramite esempi senza per questo limitarla a questi.
ESEMPIO 1
In tabella -1 viene fornito un esempio di un filtro a sabbia 7 contenente diossido di manganese secondo la presente invenzione utilizzabile in un impianto di depurazione come descritto precedentemente.
Tabella 1
ESEMPIO 2
In tabella 2 viene fornito un esempio di un impianto di depurazione secondo la presente invenzione.
Tabella 2
ESEMPIO 3
La tabella 3 riporta dati ottenuti da campioni di acqua prelevati da un impianto di depurazione contenente diossido di manganese per il trattamento dei prodotti azotati e sono relativi, in particolare, all'ossidazione di ammoniaca e nitriti. Ciascuno dei 26 campioni è stato prelevato in data diversa ed in tabella viene riportata la temperatura dell'acqua al momento della misurazione (Temp.) in gradi centigradi, il pH del flusso di acqua in entrata nel filtro a sabbia, il tempo di contatto dell'acqua con il filtro, il contenuto in ammoniaca prima del trattamento (NH3 p.t.) ed il contenuto in ammonìaca dopo il trattamento (NH3 d.t.), l'efficienza del trattamento di ossidazione dell'ammoniaca con un filtro a sabbia contenente diossido di manganese dove CBT sta per concentrazione NH3 prima del trattamento e CAT sta per concentrazione NH3 dopo il trattamento.
Tabella 3.
Claims (1)
- R IV E N D ICA Z IO N I 1.- Procedimento di depurazione di acqua per l'allevamento di organismi acquatici comprendente la fase di trattare composti azotati derivanti da attività metabolica, caratterizzato dal fatto che detta fase di trattare i composti azotati viene effettuata utilizzando una composizione ossidante comprendente diossido di manganese . 2.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta composizione ossidante comprende inoltre un materiale di supporto. 3.- Procedimento secondo le rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto materiale di supporto è un materiale ad alta superficie attiva. 4.- Procedimento secondo le rivendicazioni 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto materiale di supporto è sabbia. 5.- Procedimento secondo le rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzato dal fatto che detto diossido di manganese è presente in quantità compresa tra il 5 e il 25 % in volume rispetto a detto materiale di supporto. 6.- Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che detta composizione ossidante è contenuta in un filtro a sabbia. 7.- Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto diossido di manganese è presente in forma di granuli. 8.- Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti granuli di ossido di manganese sono di dimensioni comprese tra 0,355 e 0,85 MI. 9.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di trattare composti azotati comprende la fase di aggiungere direttamente ossido di manganese in acqua. 10.- Impianto di depurazione di acqua per l'allevamento di organismi acquatici comprendente mezzi per il trattamento di composti azotati derivanti da attività metabolica (7), caratterizzato dal fatto che detti mezzi per il trattamento di composti azotati consistono di un filtro a sabbia contenente diossido di manganese (7). 11.- Impianto’ di depurazione secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto diossido di manganese costituisce dal 5 al 25% in volume di detto filtro a sabbia. 12.- Impianto di depurazione secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto diossido di manganese è presente sotto forma di granuli. 13.- Impianto di depurazione secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detti granuli di ossido di manganese sono di dimensioni comprese tra 0,355 e 0,85 min. 14.- Impianto di depurazione secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto filtro a sabbia (7) comprende granuli di sabbia di dimensioni comprese tra 0.5 e 1 mm. 15.- Impianto di depurazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-14, caratterizzato dal fatto di comprendere anche mezzi di depurazione biologici (5) per l'eliminazione dell'anidride carbonica e per un trattamento parallelo dei composti azotati derivanti da attività metabolica,
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