Il depuratore a luce visibile (attestato di brevetto per invenzione industriale n.102016000080638 del 22/02/2019) è stato progettato per depurare acque reflue prodotte all’interno di ospedali, cliniche, servizi igienici autopulenti, panfili, navi da crociera, navi portacontenitori, navi militari, etc., nonché per trattamenti di potabilizzazione dell’acqua, tramite luce elettrica nelle lunghezze d’onda del visibile, operando un abbattimento dei batteri presenti in esse: Coliformi totali, Coliformi fecali, Escherichia coli, Enterococchi fecali, etc., e aumentando contestualmente nell’acqua la concentrazione degli ioni sodio, potassio, calcio, magnesio, nitrato, solfato, la conduttività elettrica e il pH. Il processo si avvale delle proprietà antibatteriche espletate, in opportune condizioni, dalla luce visibile, pertanto con lunghezza d’onda compresa tra 0,380 μ (luce viola) e 0,760 μ (luce rossa). Inoltre può essere impiegato, con opportuni adattamenti, per la prevenzione delle infezioni da Legionella, la purificazione degli alimenti ortofrutticoli di Quarta Gamma, l’inertizzazione del sangue da trasfusione.
L’attività antibatterica della luce visibile viene attribuita all’aumento della concentrazione degli ioni sodio nell’acqua extracellulare e intracellulare, con procedimento diverso dalla luce ultravioletta, che invece esplica una funzione distruttiva sul DNA batterico.
I procedimenti di disinfezione attualmente esistenti hanno la funzione di inertizzare i microrganismi patogeni presenti nell’acqua. Questi trattamenti sono presenti, in particolare, nella potabilizzazione delle acque superficiali o trattate in apparecchiature all’aperto. La tecnologia esistente per la potabilizzazione dell’acqua con mezzi chimici prevede usualmente clorazione, o cloroammoniazione, o ozonizzazione.
La disinfezione viene impiegata anche negli impianti di depurazione delle acque reflue, per ridurre la carica batterica entro i limiti richiesti dalla normativa, al fine di mantenere gli standard qualitativi del corpo ricettore: mare, fiumi, laghi, suolo. Purtroppo l’elevata concentrazione batterica iniziale si riflette sull’aumento delle quantità di reagenti chimici necessari per abbatterla.
Invece la tecnologia per la depurazione dell’acqua con mezzi fisici si avvale principalmente di irraggiamento con raggi ultravioletti (UVC), che presenta effetti indesiderati, quali incrostazione delle lampade UV – da carbonato di calcio e/o magnesio nel caso delle acque potabili, da sali minerali e biofilm nel caso delle acque reflue – sviluppo di alghe, periodica opacizzazione e necessità di frequente manutenzione delle lampade, costi elevati.
Per quanto concerne la gestione delle acque reflue prodotte sulle navi, viene segnalato, secondo stime prudenti, lo sversamento in mare di quantità di liquami superiori a 3,7 miliardi di litri di reflui/anno, in gran parte non depurati e/o trattati male, da parte delle navi da crociera, con gravi danni a carico dei mari, delle coste e dei loro abitanti. Le enormi quantità di cibo e bevande consumate sulle navi da crociera, insieme alle acque delle lavanderie, delle piscine, delle strutture sanitarie, dei laboratori fotografici, delle spa, etc. costituiscono reflui contenenti sostanze inquinanti: materia fecale, batteri, virus, agenti patogeni, nutrienti, rifiuti e prodotti farmaceutici pericolosi, dannosi per la vita acquatica e per la salute umana.
Secondo la legge, le acque reflue scaricate entro le tre miglia nautiche dalla costa devono essere trattate, ma al di là le navi sono autorizzate a scaricare i liquami direttamente in mare.
La tecnologia di sterilizzazione a luce visibile non presenta la necessità di immergere i corpi illuminanti, che sono sospesi al di sopra dell’acqua da irradiare, ed evita l’aggiunta di agenti chimici alle acque reflue, che vengono restituite all’ambiente senza ulteriori sostanze.
Il dispositivo è costituito da una vasca che contiene 250 litri d’acqua, ha dimensione orizzontale di cm 152 e verticale di cm 165 circa. La vasca è illuminata in sommità da due proiettori di luce visibile, ciascuno con flusso luminoso adeguato. All’interno della vasca l’acqua con i batteri è posta in movimento da una pompa, potendo trattare circa 1.000 litri/ora con una concentrazione iniziale di Escherichia coli fino a 8.400 unità/100 ml (depurabili fino al 90% circa della concentrazione iniziale), e di Coliformi totali fino a 82.000 unità/100 ml, con tasso di depurazione alquanto inferiore.
Per aumentare la portata d’acqua depurabile si aumenteranno le dimensioni della vasca e/o il numero dei proiettori, oppure si utilizzeranno più dispositivi in parallelo.
Nella FIGURA 1 sono evidenziati:
- – n.2 proiettori aventi potenza 2.000 W, alimentazione 380 V, fissati sopra le pareti verticali della vasca tramite le staffe imbullonate (2)
- staffe imbullonate
- vasca in materiale riflettente la luce
- elettrovalvola di ingresso dell’acqua da depurare
- elettrovalvola di scarico dell’acqua depurata
- sensore di livello dell’acqua da depurare
- pompa sommersa per lo scorrimento in vasca dell’acqua da depurare
- n.2 aperture per smaltire il calore prodotto dai proiettori
- n.2 cilindri a tenuta, scorrevoli sulle pareti
- quadro elettrico di comando del ciclo, comprendente il dispositivo di controllo, i tasti di avvio e di arresto, le connessioni elettriche, il trasformatore di tensione, etc.