CH649073A5 - Dispositivo di alimentazione dal basso e di mescolamento di materiale in cumulo per il processo di compostaggio rapido dei rifiuti solidi urbani putrescibili. - Google Patents

Description

La presente invenzione tratta di un dispositivo di alimentazione dal basso e di mescolamento di materiale in cumulo, per il processo di compostaggio rapido di rifiuti solidi urbani putrescibili.

È noto come in particolari condizioni fisico-chimiche la frazione organica putrescibile dei rifiuti solidi divenga sede di intense trasformazioni dovute a microorganismi aerobi termofili, che in un tempo relativamente breve demoliscono i macro-complessi cellulari delle sostanze organiche sia animali che vegetali, contenute nei rifiuti, provocando nello stesso tempo la distruzione di germi patogeni e semi infestanti.

Il prodotto delle trasformazioni così ottenuto è assolutamente innocuo sotto il profilo igienico-sanitario ed il suo impiego, come ammendante e fertilizzante in agricoltura, è molto proficuo.

È questo il processo di «compostaggio», universalmente noto ed utilizzato per lo smaltimento dei rifiuti solidi urbani.

Ancorché il processo si basi essenzialmente su trasformazioni biologiche e chimico-fisiche spontanee, le realizzazioni impiantistiche sono molto differenziate, sia in ordine alle modalità, alle tecniche di comminuzione, di omogeneizzazione, di depurazione, di selezione, sia di inoculazione delle famiglie batteriche e fungine, di ventilazione ed ossigenazione della massa in trasformazione, ecc.

Ne conseguono schemi operativi tra loro differenziati, tempi di processo più o meno lunghi e notevoli differenziazioni qualitative del prodotto finale ottenuto, «il compost».

In anni recenti nuove tecnologie si sono sviluppate, atte ad estendere l'applicabilità del processo di smaltimento per compostazione anche ai fanghi residui delle operazioni di depurazione delle acque cloacali, opportunamente addensati ed addizionati alle frazioni organiche putrescibili dei rifiuti solidi.

Sono i processi denominati di «co-compostaggio», neologismo col quale si intendono individuare i processi di compostaggio simutaneo di rifiuti solidi e fanghi cloacali (o assimilabili).

I metodi ed i dispositivi atti a realizzare il co-compostaggio devono rispondere a precisi requisiti e realizzare alcune condizioni basilari tra le quali qui ricordiamo:

A) Per quanto attiene le modalità ed i dispositivi atti a realizzare il processo, essi devono:

— evitare il diffondersi di odori e miasmi,

— impedire che nella massa in trasformazione possano crearsi zone asfittiche in cui inevitabilmente insorgerebbero fermentazioni anaerobiche, con sviluppo di prodotti riducenti (ammoniaca e mercaptani) maleodoranti, che tra l'altro causano indesiderabile perdita d'azoto,

— assicurare condizioni di ventilazione della massa per cui si possono innescare e favorire le trasformazioni aerobiche-termofile, assimilabili ad una sorta di combustione catalitica operata dai microorganismi, con un conseguente sensibile aumento della temperatura di tutta la massa, sino a raggiungere e mantenere per diversi giorni temperature elevate, dell'ordine di 70°C, indispensabili per la completa trasformazione del prodotto e per assicurare la sua igieniz-zazione.

B) Per quanto attiene il prodotto ottenuto esso deve presentare;

— assoluta certezza che il prodotto finale ottenuto sia esente da germi patogeni che possano essere nocivi sia per l'uomo che per gli animali,

— assenza di semi capaci di germinare,

— assenza di uova o larve di mosche, zanzare, coleottero ed altri organismi viventi,

— non essere appetibile a roditori.

Questo procedimento di compostaggio e maturazione nonché gli impianti e le apparecchiature occorrenti sono già noti e ampiamente descritti nelle domande di brevetto italiano n. 12437 A/78 e 12438 A/78 a nome del depositante.

In ogni caso negli impianti noti, l'alimentazione del cumulo in formazione avviene per carica dall'alto tramite nastri trasportatori. Questo sistema ha il grave inconveniente che il prodotto fresco si accumula man mano sopra al prodotto già in fase di fermentazione aerobica, per cui si ha un notevole ritardo per l'inizio del processo e ci vuole tempo affinché il nuovo prodotto raggiunga la temperatura ottimale conseguente alla necessaria riproduzione batterica.

5

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

649 073

Si hanno pertanto cumuli con cattiva omogeneizzazione della massa in trasformazione e con tempi lunghi di compostazione.

Ad ovviare i lamentati inconvenienti, la presente invenzione prospetta un dispositivo atto a realizzare l'introduzione del materiale compostabile in aia o silo di compostaggio, introducendolo alla base del cumulo anziché distribuirlo come attualmente avviene, sulla superficie superiore del cumulo stesso.

L'introduzione inoltre avviene con una contemporanea dispersione del materiale in arrivo nel materiale già depositato in precedenza, materiale già in avanzata fase di compostazione e pertanto ricco di colonie di microorganismi termofili che verranno inoculati nel materiale in arrivo, assicurando l'immediato innesco del processo.

Il cumulo, via via che si introduce dal basso il materiale organico in arrivo, risalirà dal basso, aumentando la sua altezza. Parimenti la temperatura del cumulo aumenterà, assicurando, oltre alla demolizione delle sostanze organiche anche l'igienizzazione e la distribuzione dei germi patogeni e dei parassiti.

Ultimata la fase della deposizione con i relativi rivoltamenti, il cumulo viene lasciato in riposo per la maturazione.

Come accennato nella domanda di brevetto 12438 A/78, la compostazione avviene normalmente in aree denominate aie, debitamente impermeabilizzate, che recano nella suola opportune canalizzazioni attraverso le quali viene praticata una aerazione forzata, sia insufflando che aspirando o alternativamente aspirando ed insufflando, per la completa igie-nizzazione di tutta la massa.

Sostanzialmente il dispositivo, oggetto della presente invenzione, è composto da un tubo centrale dotato di tramoggia superiore di carico del materiale e fissato rigidamente all'attrezzatura di trasporto, è composto da un secondo tubo esterno coassiale al primo montato su cuscinetti e ruotante tramite ruote dentate, il quale secondo tubo rotante presenta una coclea interna, un distributore inferiore a pale ed un insieme di coclee esterne, in guisa che il materiale fresco immesso nella tramoggia percorra verso il basso, coadiuvato dalla coclea interna, il tubo centrale, venga portato all'esterno dal distributore a pale e risalga verso l'alto mescolandosi intimamente col materiale già in compostazione, mantenendo o meno uno strato superficiale di coibentazione.

Può essere previsto un impianto di insufflazione di aria che alimenta opportune canalizzazioni previste preferibilmente sulle palette inferiori, in guisa da ottenere oltre alla distribuzione del materiale una conveniente ossigenazione; con tale soluzione possono quindi essere eliminate le costose canalizzazioni attualmente previste nelle aie di compostazione.

Il trovato in parola è chiarito a titolo esemplare nelle allegate tavole di disegno, ove:

la fig. 1 mostra in sezione verticale il dispositivo oggetto dell'invenzione con elica esterna unica ed elica interna collegata al tubo rotante,

la fig. 2 mostra la sezione orizzontale del dispositivo di cui alla fig. 1,

la fig. 3 mostra in sezione il dispositivo di cui alla fig. 1 con coclea interna indipendente,

la fig. 4 mostra la vista laterale del dispositivo con elica esterna divisa in due parti a senso opposto,

la fig. 5 mostra un esemplare impianto a carroponte portante l'attrezzo in parola,

le figg. 6 e 7 mostrano rispettivamente in sezione e parziale vista dall'alto la sistemazione e gli spostamenti rettilinei dell'attrezzo in un'aia dotata di pareti di contenimento,

le figg. 8 e 9 mostrano rispettivamente in sezione e parziale vista dall'alto di un'aia con cumulo a bordi liberi,

le figg. 10 e 11 mostrano rispettivamente in sezione e parziale vista dall'alto la sistemazione e gli spostamenti curvilinei dell'attrezzo montato su Stacker.

Con riferimento alla fig. 1, l'apparecchio è composto da un tubo 1 con tramoggia superiore 2 di carico, che viene fissato rigidamente all'attrezzatura di manovra 3, che può essere di qualsiasi tipo quale carroponte, Stacker, ecc. Attorno a tale tubo centrale 1, ruota, su cuscinetti o ralle 4 e tramite ruote dentate 5 e 6 di cui la 6 motrice, altro tubo esterno 7. A detto tubo esterno 7 sono rigidamente fissati una coclea interna 8, un distributore inferiore a pale 9 e una coclea esterna 10.

Così statuito risulta evidente che il materiale fresco introdotto nella tramoggia 2, percorre verso il basso il tubo centrale 1 aiutato dalla coclea 8, esce dal tubo e viene portato all'esterno tramite il distributore 9 e quindi viene sollevato e mescolato al materiale del cumulo 11 tramite la coclea esterna 10 secondo gli scopi del brevetto. L'apparecchio percorrendo con andamento rettilineo, curvilineo o a spirale tutta l'area del cumulo, crea, alimenta il cumulo stesso e distribuisce omogeneamente il prodotto fresco in quello già in compostazione.

Nella fig. 3 lo stesso dispositivo di cui alla fig. 1 presenta la variante che il tubo centrale 12 è di lunghezza limitata, mentre la coclea centrale 13 è a sé stante comandata dal gruppo motore 14 e poggiata su un supporto snodato 15. Detta coclea può essere inclinata come indicato nel disegno, oppure verticale.

Nella soluzione di cui alla fig. 3 è possibile costruire l'albero 16 della coclea interna, il supporto inferiore 15 e le palette del distributore 9, dotati di canalizzazioni per l'immissione di aria nel cumulo con i vantaggi già accennati.

Con riferimento alla fig. 4, il dispositivo presenta l'elica esterna costituita da due coclee 17 e 18 ad andamento opposto inframezzato da palette verticali 19.

Come si vede da detta fig. 4, mentre il materiale continua ad arrivare dall'esterno del cumulo e viene introdotto alla base del cumulo stesso fino al raggiungimento di una predeterminata altezza Q, in genere pari ai % dell'altezza finale del cumulo, si ha che la coclea 17 provoca movimenti toroidali verticali all'interno del cumulo. Il materiale risale al centro dal basso verso l'alto per rifluire parzialmente dall'alto verso il basso all'esterno della zona interessata. Con il salire progressivo del cumulo, la sommità di esso raggiungerà l'altezza Q' e nella zona Q-Q' il moto del materiale provocato dalle palette 19 è un moto secondo traiettorie prevalentemente circolari orizzontali. Continuando a salire il cumulo oltre tale zona viene a crearsi una terza zona Q'-Q" in cui il materiale assume tramite la coclea 18 un moto dall'alto verso il basso nelle immediate vicinanze del dispositivo stesso, per rifluire verso l'alto nelle zone più esterne.

Così operando si vengono a creare nel cumulo tre distinte zone: la zona inferiore di compostazione, la zona intermedia di separazione e la zona superiore di coibentazione.

Nella fig. 5 è indicata la sistemazione del dispositivo oggetto del presente brevetto, su un carroponte 20 al servizio di un'aia di cui la metà sinistra è dotata di mura di contenimento 21 mentre la metà destra 22 è a bordo libero. In detta figura l'insieme del dispositivo è sollevabile, tramite opportuni dispositivi oleodinamici, attorno al perno 23 in modo da portarlo fuori dal cumulo come indicato tratteggiato e poter iniziare un nuovo ciclo operativo. Con 24 sono indicati i nastri trasportatori di alimentazione con relativi accessori.

Nelle figg. da 6 a 9 è indicato esemplarmente lo sposta5

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

649073

4

mento lineare zig-zag del dispositivo sostenuto dal carroponte.

Nelle figg. 10 e 11 il dispositivo in parola è montato ad esempio su uno Stacker 25 col quale il suo sollevamento avviene verticalmente come da posizione tratteggiata nella fig. 10, mentre il percorso è curvilineo come indicato nella fig. 11.

Il sollevamento del dispositivo può avvenire per composizione dei due movimenti di rotazione e di sollevamento sopra detti, mentre il dispositivo può essere mosso oltre che in maniera rettilinea o curvilinea anche con movimento a spirale che partendo dal centro si porta gradatamente alla 5 periferia, o viceversa.

Il detto dispositivo illustrato a forma cilindrica, può anche essere configurato a forma troncoconica e può presentare eliche a passo variabile.

v

6 fogli disegni

Claims (9)

649073

1. Dispositivo di alimentazione dal basso e di mescolamento di materiale in cumulo per il processo di compostaggio rapido dei rifiuti solidi urbani putrescibili, caratterizzato da ciò che è composto da un tubo (1) centrale dotato di tramoggia superiore di carico del materiale (2) e fissato rigidamente all'attrezzatura di trasporto (3), è composto da un secondo tubo (7) esterno coassiale al primo montato su cuscinetti (4) e ruotante tramite ruote dentate (5, 6), il quale secondo tubo rotante (7) presenta una coclea interna (8), un distributore inferiore a pale (9) ed un insieme di coclee esterne (10, 17, 18, 19), in guisa che il materiale fresco immesso nella tramoggia (2) percorra verso il basso, coadiuvato dalla coclea interna (8, 13), il tubo centrale (1), venga portato all'esterno dal distributore a pale (9) e risalga verso l'alto mescolandosi intimamente col materiale (11) già in compostazione, mantenendo o meno uno strato superficiale di coibentazione.

2. Dispositivo come da rivendiczione 1, caratterizzato da ciò che la coclea interna (13) non è rotativamente fissata al secondo tubo rotante ed è mossa tramite gruppo motore (14) e poggiante tramite supporto inferiore (15).

2

RIVENDICAZIONI

3. Dispositivo come da rivendicazione 2, caratterizzato da ciò che è previsto un impianto di insufflazione o aspirazione dell'aria attraverso canalizzazioni previste nell'albero (16) della coclea interna (13), nel supporto inferiore (15) e nelle palette del distributore (9).

4. Dispostivo come da rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che l'insieme di coclee esterne è composto da una coclea inferiore (17) e una coclea superiore (18) ad andamento opposto e inframezzate da palette radiali (19), in guisa da ottenere nel cumulo tre zone, una inferiore di compostazione, una intermedia di separazione e una superiore di coibentazione.

5. Dispositivo come da rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che l'attrezzatura di trasporto può essere di qualsiasi tipo, quale carroponte (20), Stacker (25), ecc. con relativi nastri alimentatori (24) e apparecchiature accessorie.

6. Dispositivo come da rivendicazione 5, caratterizzato da ciò che può compiere movimenti rettilinei, curvilinei o a spirale.

7. Dispositivo come da rivendicazione 5, caratterizzato da ciò che il suo sollevamento può avvenire per rotazione attorno ad un perno (23), oppure per sollevamento verticale, oppure per combinazione dei due detti movimenti.

8. Dispositivo come da rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che tubi centrale (1) e esterno (7) presentano forma cilindrica oppure troncoconica.

9. Dispositivo come da rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che le coclee presentano forma cilindrica o troncoconica e presentano passo costante e variabile.