ITUD20010050A1 - Dispositivo di depurazione per acqua - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI DEPURAZIONE PER ACQUA"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo di depurazione per acqua del tipo atto a depurare e chiarificare ogni tipo di acqua, od altra sostanza liquida analoga od assimilabile, mediante un processo di flocculazione.

Tale dispositivo comprende almeno un serbatoio chiuso all'interno del quale sono presenti condotti e/o elementi deviatori/convogliatori disposti in modo da creare un percorso obbligato in cui, immettendo acqua in pressione, si realizza il processo di flocculazione.

Nel dispositivo secondo il trovato, l'acqua viene introdotta all'interno di tale percorso obbligato tramite mezzi a pompa associati ad almeno un elemento acceleratore/miscelatore, ad esempio un tubo od ugello Venturi; tale tubo Venturi ha la funzione sia di far aumentare all'acqua la velocità d'entrata, che di determinare l'aspirazione ed il ricircolo di sedimenti depositati sul fondo del serbatoio, i quali si aggregano con i solidi sospesi e con la torbidità disciolta nell'acqua da depurare e ne favoriscono ed accelerano la separazione.

STATO DELLA TECNICA

E' noto che al termine dei processi di lavorazione industriale le acque di scarico utilizzate per il raffreddamento, il risciacquo, la pulitura dei prodotti, ecc., sono alterate da sostanze inquinanti o da scarti di lavorazione, che le rendono inutilizzabili e dannose per l'ambiente. Tali acque devono necessariamente essere depurate per poter essere poi rimesse in circolazione all'interno del ciclo produttivo da cui provengono, o riversate nei bacini naturali di scarico.

La depurazione delle acque può essere effettuata con vari tipi di trattamenti, tra cui è noto quello che sfrutta il fenomeno della flocculazione, ovvero quel processo chimico-fisico per cui particelle di piccole dimensioni disciolte nell'acqua tendono ad aggregarsi fra loro a formare agglomerati di elevata dimensione e peso che si separano dall'acqua e si depositano per gravità sul fondo di un contenitore.

Questo trattamento, utilizzato a livello industriale, prevede l'immissione delle acque ad una bassa velocità ascensionale, normalmente dell'ordine di 1 m<3>/h, all'interno di vasche di sedimentazione a cielo aperto di notevoli dimensioni, nelle quali si realizza la progressiva aggregazione, separazione e deposito dei sedimenti e dei solidi sospesi.

L'impiego di vasche convenzionali crea problemi legati principalmente alle dimensioni ingombranti ed alla bassa quantità d'acqua depurabile nell'unità di tempo. Tale metodo, quindi, può non essere impiegabile negli impianti industriali in cui si producono giornalmente quantità elevate di acque da depurare od in quelle situazioni in cui vi sono dei problemi di spazio disponibile.

La Richiedente, per risolvere tali inconvenienti della tecnica nota ed ottenere ulteriori vantaggi, ha progettato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale. Altre caratteristiche innovative sono espresse nelle rivendicazioni secondarie.

Scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di depurazione per acque, od altre sostanze liquide analoghe od assimilabili all'acqua, del tipo utilizzante un processo di flocculazione per separare le impurità, che permetta di ottenere un alto rendimento di depurazione utilizzando un'attrezzatura di dimensioni estremamente ridotte e di semplice ed economica realizzazione.

In accordo con tale scopo, il dispositivo di depurazione secondo il presente trovato comprende almeno un serbatoio all'interno del quale sono disposti mezzi deviatori/convogliatori atti a creare un percorso obbligato per il flusso d'acqua da depurare. L'acqua viene introdotta nel serbatoio attraverso almeno un'apertura di ingresso, disposta sostanzialmente nella parte inferiore del serbatoio, la quale è associata a mezzi a pompa atti ad alimentare acqua in pressione entro tale percorso obbligato.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, tale serbatoio è chiuso e comprende, a valle di tali mezzi a pompa, almeno un elemento acceleratore/miscelatore, ad esempio un ugello di tipo Venturi, atto ad aumentare la velocità dell'acqua e, contemporaneamente, a favorirne il mescolamento con parte del sedimento presente sul fondo del serbatoio, che viene aspirato dalla depressione creata dall'ugello Venturi.

La miscelazione fra l'acqua introdotta e parte del sedimento già presente nel serbatoio accelera il processo di flocculazione, in quanto i solidi sospesi e la torbidità presente nell'acqua da depurare tendono a conglobarsi ed a coagularsi con tale sedimento, formando agglomerati di peso e dimensione elevata. La miscela così creata viene portata verso l'alto, ossia verso la parte superiore del serbatoio, grazie alla velocità impressa alla stessa dall'ugello Venturi.

Secondo un altro aspetto caratteristico del trovato, il percorso obbligato a cui viene sottoposta tale miscela comprende almeno un condotto di sezione progressivamente crescente, sì che la miscela di acqua ed impurità perde via via velocità mentre sale verso la parte alta del serbatoio.

Raggiunta la sommità del serbatoio, la miscela viene forzata ad invertire la direzione: la repentina diminuzione di velocità derivante dall'urto contro la sommità del serbatoio fa sì che i solidi sospesi coagulati si separino dall'acqua e continuino la corsa verso il basso e verso la parte inferiore del serbatoio, mentre l'acqua depurata che riempie la parte alta del serbatoio può essere prelevata ed evacuata dallo stesso.

Si viene così a creare un flusso sostanzialmente continuo e ad alta velocità di acqua che entra sporca nel serbatoio ed esce depurata dallo stesso. Almeno una parte del materiale sedimentato si deposita in un'idonea zona di calma nella parte inferiore del serbatoio e viene eventualmente evacuata, in modo continuo o periodico.

Un'altra parte di detto materiale viene reimmessa in circolo per la depressione creata dall'ugello Venturi e miscelata con nuova acqua da depurare.

Secondo una variante, viene prevista l'aggiunta, a detto sedimento, di opportune sostanze coagulanti o addensanti.

II dispositivo secondo il trovato, utilizzando un serbatoio chiuso ed un sistema di miscelazione con sostanze solide già presenti in detto serbatoio, consente di utilizzare pressioni di immissione molto superiori a quella atmosferica, sì che la portata dell'acqua da depurare può assumere valori nella gamma compresa tra circa 8 m<3>/h per metro quadro e 17 m<3>/h per metro quadro. Tali portate consentono di diminuire notevolmente le dimensioni del serbatoio, i tempi di esecuzione del ciclo e, allo stesso tempo, di aumentare il rendimento del processo di flocculazione.

ILLUSTRAZIONE DEL DISEGNO

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato saranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento al disegno annesso che illustra schematicamente una sezione longitudinale del dispositivo secondo il trovato.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE

PREFERENZIALE DEL TROVATO

Con riferimento alla figura allegata, un dispositivo di depurazione 10 per acque secondo il trovato comprende un serbatoio 11 a sviluppo verticale e sostanzialmente chiuso, all'interno del quale sono presenti pareti 12 disposte in modo da formare un percorso obbligato per l'acqua da depurare e definito da due condotti concentrici, uno assiale interno 24 e l'altro anulare esterno 25.

II serbatoio 11 è costituito da un corpo cilindrico, ad esempio in acciaio elettrosaldato, e presenta inferiormente una parte conica, tipo tramoggia 21, il cui vertice è rivolto verso il basso, ed a cui sono associati elementi di supporto, o gambe 19, tre nel caso illustrato, che ne permettono l'appoggio al terreno. Sul fondo di tale tramoggia 21 tende a depositarsi progressivamente il sedimento 22 separato dalle acque da depurare durante il funzionamento del dispositivo 10.

In corrispondenza del vertice inferiore della tramoggia 21 è ricavata un'apertura assiale di ingresso 13 alla quale è associata una pompa idraulica 14 che serve ad immettere in pressione le acque od altro liquido da depurare, provenienti da un qualsiasi impianto industriale e non.

La pompa 14 è accoppiata a valle ad un ugello di tipo Venturi 23 atto ad accelerare il flusso d'acqua introdotto ed a consentirne la miscelazione con parte di detto sedimento 22 depositato sul fondo della tramoggia 21. A causa dell'accelerazione impressa dall'ugello 23, l'acqua da depurare viene spinta verso l'alto all'interno del condotto assiale interno 24 definito da dette pareti 12.

Secondo il trovato, tale condotto 24 è conico e divergente verso l'alto, sì che il flusso d'acqua da depurare perde progressivamente velocità mentre sale verso l'alto.

La sommità del serbatoio 11 è chiusa da un coperchio o campana di ricaduta 15, fissata ad esempio tramite elettrosaldatura. Associato a tale campana 15 è previsto inoltre almeno un foro di uscita 16, nel caso di specie due, dai quali viene fatta fuoriuscire l'acqua depurata, ed un'apertura 18 selettivamente richiudibile, mediante mezzi di chiusura a tenuta stagna 20, in modo da consentire un facile accesso all'interno del serbatoio 11 nel caso sia necessaria un'operazione di manutenzione. Nella parte inferiore del serbatoio 11 è inoltre previsto un foro di scarico 17 che consente l'evacuazione, continua o periodica, di parte del sedimento flocculato e separato dall'acqua.

Immettendo nel serbatoio 11, tramite la pompa 14, un flusso d'acqua in pressione da depurare attraverso l'ugello Venturi 23, tale flusso viene sottoposto ad aumento di velocità e, nello stesso tempo, viene miscelato a parte del sedimento 22 presente sul fondo della tramoggia 21, con conseguente aggregazione di tale sedimento 22 con le impurità presenti nell'acqua.

La miscela così formatasi viene indirizzata verso l'alto nel condotto interno divergente 24, perdendo progressivamente velocità fino all'impatto con la campana di ricaduta 15, che avviene ancora in progressivo aumento di sezione.

La repentina diminuzione della velocità dell'acqua dopo l'impatto con la campana 15 fa sì che gli aggregati di impurità presenti nell'acgua, di dimensione e peso elevati, si separino dall'acqua e continuino per inerzia la loro corsa verso il basso all'interno del condotto anulare esterno 25, depositandosi progressivamente sul fondo della tramoggia 21. Invece, l'acqua così depurata, uscente dall'estremità inferiore del condotto 25, riempie progressivamente la parte alta del serbatoio 11 e può essere evacuata attraverso i fori periferici di uscita 16, eventualmente associati a relativi manicotti e ad almeno un collettore di scarico.

Si crea così un flusso continuo di acqua che entra sporca nell'ugello 13 ed esce pulita dai fori 16, con il sedimento flocculato che si deposita sul fondo della tramoggia 21: parte di esso viene evacuato dall'apertura 17, eventualmente associato ad una valvola temporizzata, mentre un'altra parte del sedimento 22 viene rimessa in circolo in corrispondenza dell'ugello Venturi 13 per la miscelazione con la nuova acqua introdotta.

Nella soluzione illustrata, è prevista una paratia di separazione 26 che divide la parte dei fanghi e sedimenti 22 da avviare all'evacuazione attraverso l'apertura 17 dalla parte di sedimento 22 da far ricircolare tramite l'aspirazione generata dall'ugello Venturi 23.

Il serbatoio 11 è attrezzato con opportuni sistemi a valvola di regolazione e controllo, non rilevanti nell'ambito del presente trovato e non illustrati in dettaglio. Possono inoltre essere presenti sistemi di presa a monte dell'ugello Venturi 13 per garantire il mantenimento in pressione del sistema anche in mancanza di acqua da depurare.

Al dispositivo di depurazione 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. Ad esempio possono essere previsti mezzi, non illustrati, per l'introduzione di agenti chimici aggreganti che favoriscono la flocculazione, così da migliorare il rendimento del dispositivo 10. E' ovvio che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo di depurazione per acque, tutte rientranti nell'oggetto del presente trovato.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Dispositivo di depurazione tramite flocculazione per acqua od altro tipo di liquido analogo od assimilabile, comprendente almeno un serbatoio (11) all'interno del quale viene introdotta detta acqua, almeno un'apertura di ingresso (13) associata a mezzi a pompa (14) ed almeno un'apertura di uscita (16) per detta acqua, detto serbatoio (11) presentando un fondo (21) nel quale è atto a depositarsi il sedimento (22) separato da detta acqua, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a pompa (14) sono atti ad alimentare detta acqua in pressione e che detto serbatoio (11) è sostanzialmente chiuso e comprende, a valle di detti mezzi a pompa (14), almeno un elemento acceleratore/miscelatore (23) atto ad aumentare la velocità del flusso d'acqua introdotto nel serbatoio (11) ed a consentirne il mescolamento con almeno parte del sedimento (22) presente in corrispondenza di detto fondo (21). 2 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che all'interno di detto serbatoio (11) sono presenti pareti (12) disposte in modo da formare un percorso obbligato per l'acqua da depurare costituito da almeno due condotti concentrici, uno (24) assiale interno ed uno (25) anulare esterno, detto condotto assiale interno (24) essendo disposto sostanzialmente in prosecuzione di detto elemento acceleratore/miscelatore (23) ed essendo conico e divergente verso l'alto. 3 - Dispositivo come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento acceleratore/miscelatore è costituito da un tubo od ugello tipo Venturi (23). 4 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (11) comprende superiormente mezzi di chiusura (15) conformati a campana, detti mezzi di chiusura (15) essendo disposti sostanzialmente terminalmente a detto condotto assiale interno (24) ed essendo atti a provocare un cambiamento di direzione nel flusso d'acqua ascendente ed a provocare la ricaduta nel condotto anulare esterno (25) delle particelle solide agglomerate . 5 - Dispositivo come alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che comprende aperture (16) di presa ed evacuazione dell'acqua pulita sostanzialmente associate a detti mezzi di chiusura a campana (15). 6 - Dispositivo come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il fondo di detto serbatoio (11) è conformato a tramoggia (21) conica con vertice rivolto verso il basso. 7 - Dispositivo come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto elemento acceleratore/miscelatore (23) è disposto sostanzialmente in corrispondenza del fondo di detta tramoggia (21). 8 - Dispositivo come alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che almeno un foro di scarico (17) selettivamente apribile è associato alle pareti di detta tramoggia (21) ed è atto a consentire l'evacuazione di almeno parte di detto sedimento (22) depositato sul fondo di detto serbatoio (11). 9 - Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a pompa (14) sono atti ad immettere acgua all'interno di detto serbatoio (11) con una portata variabile da circa 8 m<3>/h a circa 17 m<3>/h per metro quadro. 10 - Dispositivo come alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di separazione (26) atti a dividere la parte dei fanghi e sedimenti (22) da avviare all'evacuazione attraverso detto almeno un foro di scarico (17) dalla parte di sedimento (22) da far ricircolare tramite aspirazione generata dall'ugello Venturi (23). 11 - Dispositivo di depurazione per acqua sostanzialmente come descritto, con riferimento all'annesso disegno.