ITRM20080579A1

ITRM20080579A1 - Sistema di fitodepurazione verticale per il trattamento di acque reflue.

Info

Publication number: ITRM20080579A1
Application number: IT000579A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Giannotti
Original assignee: Maurizio Giannotti
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-04-30

Description

"SISTEMA DI FITODEPURAZIONE VERTICALE PER IL TRATTAMENTO DI ACQUE

REFLUE"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema integrato di fitodepurazione d'ultima generazione per la depurazione delle acque reflue inquinate, dove le essenze vegetali utilizzate sono inserite su una struttura che si sviluppa in verticale/obliqua (parete e/o colonna), non in orizzontale (parallela al terreno) come nei sistemi di fitodepurazione convenzionali.

Il sistema integrato di fitodepurazione verticale oggetto della presente invenzione (di seguito anche indicato con la sigla SIF-V) presenta uno schema generale di flusso similare al brevetto sopra citato, ma se ne distacca per la presenza di uno stadio di miscelazione ed omogeneizzazione al posto dello stadio biologico, ed inoltre lo stadio fito-assorbente include lo stadio biologico, i quali avvengono in un'unica struttura integrata.

Storia della tecnologia

La presente invenzione deriva dal brevetto d'invenzione contraddistinto con il n° 1224597 denominato "Processo di fitodepurazione integrata" di proprietà dello stesso inventore Dott. Maurizio Giannotti, ma se ne distacca e diventa nuova tecnologia innovativa perchè:

i) ne modifica sostanzialmente lo stadio fitodepurativo dove le essenze vegetali utilizzate sono inserite in un'apposita struttura verticale a forma di parete e/o colonna; ii) include ed integra lo stadio biologico all'interno dello stesso stadio fitodepurativo trasformandolo in una unica struttura polifunzionale.

Descrizione tecnica antecedente

II sistema integrato di fitodepurazione verticale oggetto della presente invenzione (di seguito indicato con la sigla SIF-V) presenta uno schema generale di flusso similare al brevetto sopra citato, ma se ne distacca per la presenza di uno stadio di miscelazione ed omogeneizzazione al posto dello stadio biologico, ed inoltre lo stadio fitoassorbente include lo stadio biologico, i quali avvengono in un'unica struttura integrata.

Svantaggi della tecnica antecedente

Come noto, le varie tecnologie di fitodepurazione convenzionali oggi presenti sul mercato, sono realizzate in bacini, più o meno estesi e complessi, in cui le piante sono disposte in orizzontale.

Ciò, ad oggi, determina una serie di limitazioni:

· la necessità d'ampie estensioni di terreno per realizzare i bacini di fitodepurazione in orizzontale;

• costi di costruzione elevati;

• difficoltà d'accesso a tutte le piante per le operazioni manutenzione e potatura; • impatto ambientale talvolta non in linea con le esigenze e la morfologia del territorio.

Scopi dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è risolvere i sopraccitati svantaggi fornendo una macchina elettrica modulare come sostanzialmente descritto nella rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche del processo sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Vantaggi dell'invenzione

La presente invenzione, superando i citati problemi della tecnica nota, comporta numerosi ed evidenti vantaggi.

Le caratteristiche strutturali ed operative del sistema di fitodepurazione verticale oggetto della presente invenzione consentono di ottenere i seguenti vantaggi e miglioramenti rispetto sia al brevetto sopra menzionato, che alle altre tecnologie di fitodepurazione convenzionale ed ai sistemi di depurazione a fanghi attivi:

• si riduce ulteriormente lo spazio necessario alla fitodepurazione;

• la struttura dell'impianto risulta più semplice e compatta;

• si ottimizzano gli ingombri necessari;

• si hanno minori costi di costruzione e di gestione;

• si ottiene una maggiore e costante efficacia depurativa rispetto le tecnologie di depurazione a fanghi attivi e di fitodepurazione convenzionali;

• si ottiene un positivo impatto ambientale sul territorio; ed

• offre sempre la garanzia di un effluente finale con caratteristiche chimiche e microbiologiche idonee al recupero e riutilizzo delle acque depurate per scopi irrigui o d'altro genere (Water Reclamation).

Inoltre, Il SIF-V consente di eliminare e ridurre gli inconvenienti ancora presenti nei sistemi di depurazione e di fitodepurazione convenzionali. Infatti:

• si riduce drasticamente la superficie necessaria per il bacino fito-depurativo perchè le piante sono inserite in una struttura verticale che di fatto occupa dal 50% al 60% in meno di superficie rispetto alla stessa struttura posta in orizzontale e parallela al terreno;

■ la stessa struttura verticale racchiude anche lo stadio biologico a fanghi attivi che è a diretto contatto con le radici delle piante;

• ciò consente di eliminare lo stadio biologico a fanghi attivi separato, con notevole risparmio economico e di spazio;

• non sono più necessarie grandi opere di sbancamento, rispetto alla fitodepurazione convenzionale, perchè la sezione fito-assorbente dell'impianto si sviluppa in verticale e fuori dal terreno;

· s'incrementa la bio-diversità perchè possono essere utilizzate specie vegetali autoctone, cioè già presenti e tipiche nello stesso territorio, ed in pluricoltura; contrariamente ai sistemi di fitodepurazione che utilizzano una sola specie di piante;

• la struttura verticale a forma di parete o colonna ha un minore costo di realizzazione rispetto alle vasche in orizzontale e può essere realizzata sia in opera che utilizzando elementi prefabbricati;

• tutte le piante risultano facilmente accessibili e quindi la loro manutenzione è più semplice ed economica;

• è possibile applicare la presente nuova tecnologia fito-depurante in verticale, come per il brevetto menzionato in premessa, sia direttamente sui liquami grezzi, che a valle d'impianti di depurazione esistenti (così da recuperarne le vecchie strutture e migliorarne l'efficienza);

• tale soluzione ha una maggiore e più costante efficienza depurativa rispetto le altre tecnologie convenzionali e consente di ottenere un effluente finale garantito, d'ottima qualità e pronto per essere riutilizzato per fini irrigui, industriali o d'altro genere.

Breve descrizione dei disegni

Ancora ulteriori vantaggi, così come le caratteristiche e le modalità di impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione preferita, presentata a scopo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra una vista schematica laterale di un sistema di fitodepurazione secondo la presente invenzione; e

la figura 2 mostra in vista frontale alcuni esempi di realizzazione di un sistema secondo la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dei disegni

Con riferimento alla figura 1, essa mostra una vista laterale di un sistema di fitodepurazione verticale di una portata d'acqua inquinata secondo la presente invenzione. Il sistema di fitodepurazione comprende una struttura fito-depurante 3 sulla quale sono disposte delle essenze vegetali, o più in generale delle piante, atte a cooperare con la portata d'acqua inquinata al fine di svolgere un'azione fito-depurante. Come visibile in figura 1, la struttura 3 è disposta in maniera sostanzialmente verticale rispetto ad un piano di calpestio. In particolare, sempre con riferimento alla figura 1, sono evidenziati i seguenti stadi funzionali:

Stadio A: vasca 1 di separazione dei solidi dalla fase liquida;

Stadio B: vasca 2 d'omogeneizzazione e miscelazione;

Stadio C: struttura 3 per la fitodepurazione verticale e trattamento biologico;

Stadio D: struttura di contenimento 4, comprendente una vasca di ricircolo 7 ed una vasca di scarico 6, configurata per il lagunaggio areato completo,

La connessione idraulica tra i vari stadi può essere a caduta, se possibile, oppure a carico d'appositi e specifici sistemi di pompaggio.

La struttura 3 nella forma preferita di realizzazione presentata qui a scopo esemplificativo e non limitativo è una parete verticale, ma rimane inteso che essa potrà assumere altre forme, come ad esempio una colonna a base circolare o d'altra forma geometrica.

L'alimentazione dello Stadio C dallo Stadio B è data da un primo apparato di pompaggio 5 in cui l'acqua viene pompata e miscelata ad aria compressa od aspirata per depressione ed alimenta un collettore forato di distribuzione posizionato sulla sommità della parete fito-depurante 3. In particolare nella forma preferita qui descritta a titolo esemplificativo e non limitativo, viene impiegato un apparato di tipo Venturi/aria aspirata, ben noto al tecnico del settore e che pertanto non sarà ulteriormente discusso.

Il sistema oggetto della presente invenzione comprende, in corrispondenza allo stadio D - lagunaggio areato - due strutture indispensabili e tipiche: la vasca di scarico 6 e la vasca di ricircolo 7. Il sistema di fito-depurazione comprende un laghetto 10 nel quale è posizionato un secondo apparato di pompaggio tramite il quale l'acqua viene pompata nella vasca d'omogeneizzazione 2 (passaggio illustrato in figura con la freccia denotata con il riferimento numerico 8), in una parte superiore della parete fitodepurante 3 (passaggio illustrato in figura con la freccia denotata con il riferimento numerico 9) e nei getti d'acqua presenti nel laghetto 10 stesso e che hanno la funzione di miscelare e movimentare l'acqua ivi presente.

Più in particolare, la presente invenzione ha per oggetto un perfezionamento e miglioramento della tecnologia brevettata n° 1224597; infatti, ne modifica sostanzialmente il modo di posizionare le piante che sono disposte sulla parete verticale 3, in modo da formare una parete con funzione fito-depurante.

La stessa struttura verticale 3, inoltre, è realizzata in modo da permettere anche la fase di degradazione biologica della sostanza organica a carico di popolazione batterica adesa ad elementi di riempimento presenti nella parte interna della stessa. Le piante possono essere disposte su un solo lato oppure su due, tre e quattro i lati della parete fito-depurante. Anche per la struttura avente forma a colonna fitodepurante, le piante possono occupare un solo lato oppure girare tutto intorno alla colonna stessa. In entrambe le soluzioni, le piante sono posizionate in modo da garantirne la crescita e la massima efficienza fito-assorbente.

L'invenzione può essere applicata alla depurazione di vari tipi di reflui, come: 1) scarichi civili da piccole, medie o grandi città; 2) scarichi agro-industriali, zootecnici, industriali; ed anche 3) per il raffinamento e recupero d'acque parzialmente depurate provenienti da sistemi di depurazione convenzionali.

In tutti i casi, l'effluente finale ha caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche idonee al recupero e riutilizzo in agricoltura oppure nell'industria o altro.

In particolare, la presente invenzione comprende le seguenti strutture:

- parete posteriore verticale di sostegno che può essere realizzata da apposita struttura metallica (tipo grigliato) o da parete in muratura (cemento o altro materiale);

parete anteriore, dove sono posizionate le piante, formata da struttura metallica (tipo grigliato) o altra struttura di differente materiale ma con identica funzione, sulla parete vengono applicate apposite coppiglie che hanno la funzione di vaso per il sostegno delle radici delle piante;

riempimento interno con corpi inerti plastici con funzione di sostegno per il film biologico batterico; o altro materiale con eguale funzione e di varia forma e dimensione;

- coppiglie di sostegno delle piante o altra struttura di uguale funzione.

Le coppiglie possono avere dimensioni e forma varia e vengono posizionate e collegate sulla parete anteriore mediante sistemi a gancio, o a vite, o altro, a seconda delle necessità.

Ogni coppiglia può contenere una o più piante ed avere le dimensioni adatte e più idonee al tipo d'applicazione richiesta:

piante di varie specie, inserite nelle coppiglie, con una concentrazione che varia da minimo 2 a 10 piante per metro quadrato;

materiale inerte all'interno delle coppiglie, tipo argilla espansa o alto con eguale funzione a sostegno delle radici delle piante;

- sistema di ricircolo interno composto da pompa, tubazioni e apposito sistema di distribuzione dell'acqua;

vasca di raccolta sottostante;

laghetto di ri-ossigenazione, posto a valle (Stadio D);

vasca di ricircolo 7, all'interno dello Stadio D, in cui è posizionato il secondo apparato di pompaggio sopra menzionato;

- vasca di scarico 6 acqua trattata, all'interno dello Stadio D;

vasca di miscelazione ed omogeneizzazione 2 (Stadio B), in cui è possibile miscelare il liquame in ingresso con l'acqua ricircolata dal laghetto e proveniente dalla vasca di ricircolo 7.

Facendo riferimento alla successiva figura 2, essa mostra due esempi tipo della presente invenzione:

Esempio a parete fito-depurante:

a) centrale - parete fito-depurante (Stadio C) posta al centro del laghetto (Stadio D); b) laterale - parete fito-depurante (Stadio C) posta lateralmente al laghetto (Stadio D); c) singola - parete fito-depurante (Stadio C) isolata, il laghetto (Stadio D) viene realizzato a valle e separatamente.

Esempio a colonna fito-depurante:

al) centrale - colonna fito-depurante (Stadio C) posta al centro del laghetto (Stadio D); b1) laterale - colonna fito-depurante (Stadio C) posta lateralmente al laghetto (Stadio D);

c1) singola - colonna fito-depurante (Stadio C) isolata, il laghetto (Stadio D) viene realizzato a valle e separatamente.

Le dimensioni e le misure delle strutture della fitodepurazione verticale (altezza, lunghezza e spessore), sia nella versione a parete che in quella a colonna, possono variare e dipendono dalle caratteristiche organolettiche e dalla portata (oraria e giornaliera) del liquame da trattare.

I materiali utilizzati per la realizzazione delle varie strutture che compongono la fitodepurazione verticale, sia a parete che a colonna, sono quelli reperibili normalmente in commercio (materiali lapidei vari, tutti i tipi di plastica, tutte le leghe metalliche e non metalliche, ferro e derivati, legni di vario tipo, vetroresine varie, cemento, etc.).

La presente tecnologia può essere applicata a tutti i reflui di tipo organico civile, industriale, agro-industriale, zootecnico; ed a tutte le acque superficiali e non, che necessitino di un trattamento di riduzione della sostanza organica e/o dei composti inorganici, come ad esempio: Nitrati, Fosfati, etc.

Gli impianti SIF-V possono essere realizzati per una potenzialità che varia da 10 abitanti/equivalenti a 100.000 abitanti/equivalenti; oppure su portate idrauliche che variano da 1 mc/g ad 1 mc/sec.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferita. È da intendersi che possono esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti neN’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema integrato di fitodepurazione verticale di una portata d'acqua inquinata, comprendente una struttura fito-depurante (3) sulla quale sono disposte delle essenze vegetali atte a cooperare con detta portata d'acqua inquinata ed a svolgere un'azione fito-depurante, detto sistema essendo caratterizzato dal fatto che detta struttura fitodepurante (3) è disposta in maniera sostanzialmente verticale rispetto ad un piano di calpestio.
2. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo la rivendicazione 1, in cui detta struttura (3) può avere forma di parete, o di colonna a base circolare o d'altra forma geometrica.
3. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui dette essenze vegetali atte alla fitodepurazione sono inserite su almeno un lato della struttura verticale (3).
4. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le essenze vegetali utilizzate sono tutte le specie presenti in commercio (floreali, arbustive, stagionali, sempreverdi).
5. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta struttura verticale (3) comprende al suo interno dei riempimenti inerti che fungono da supporto per i batteri, in maniera tale da svolgere uno stadio di trattamento biologico.
6. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo la rivendicazione precedente, in cui detta portata d'acqua viene ricircolata mediante un primo apparato di pompaggio (5) e attraversa dall'alto verso il basso tutta la struttura verticale (3), venendo così a contatto sia con detti batteri e con delle radici di dette essenze biologiche.
7. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, inoltre comprendente una struttura di contenimento (4) di forma e dimensioni opportune disposta a valle della struttura verticale (3) e nella quale viene realizzato uno specifico laghetto (10).
8. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo la rivendicazione precedente, in cui in detto laghetto (10) è posizionato un secondo apparato di pompaggio atto a ricircolare l'acqua sia in testa alla fitodepurazione verticale, sia in fontane e getti all'interno dello stesso laghetto (10), sia in una vasca (2) di omogeneizzazione e miscelazione.
9. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, che può essere realizzato sia come impianto nuovo sia a valle di depuratori convenzionali già esistenti.
10. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una vasca (1) atta a svolgere un primo stadio A di trattamento finalizzato alla separazione dei solidi mediante un qualunque apparato convenzionale presente sul mercato.
11. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente una vasca (2) atta a svolgere un secondo stadio B d'omogeneizzazione e miscelazione dalle dimensioni opportune e proporzionali ad una portata in ingresso e ad una portata di ricircolo interno.
12. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente detta struttura verticale (3) atta a svolgere un terzo stadio C di trattamenti di fitodepurazione e biologico.
13. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo le rivendicazioni 7 e 8 e una delle precedenti, comprendente una struttura di contenimento (4) di detto laghetto (10), atta a svolgere un quarto stadio D di lagunaggio areato dalle dimensioni opportune e proporzionali alla portata ed al carico in ingresso.
14. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo la rivendicazione precedente, in cui all'interno di detto laghetto (10) è posta una vasca di scarico opportunamente separata dal laghetto (10) mediante delle strutture filtranti composte da pannelli formati da uno strato di tessuto non tessuto, dette strutture filtranti essendo atte a trattenere dei solidi sospesi.
15. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo la rivendicazione precedente, in cui all'interno di detto laghetto (10) è posta una vasca di ricircolo (7) separata dal laghetto (10) mediante delle strutture filtranti composte da pannelli formati da uno strato di rete fina, all'interno di detta vasca di ricircolo (7) essendo presente detto secondo apparato di pompaggio atto a ricircolare l'acqua in testa alla struttura verticale (3), nella vasca di omogeneizzazione (2) e nei getti presenti nel laghetto (10).
16. Sistema integrato di fitodepurazione verticale secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui dette essenze vegetali disposte sulla struttura verticale (3) possono essere di più specie (pluricoltura); inoltre possono essere inserite tutte le specie di piante in commercio, stagionali oppure sempreverdi, dando sempre la preferenza alle specie già presenti nel territorio e che si possono considerare autoctone.