IT202000012349A1

IT202000012349A1 - Dispositivo per il compostaggio di rifiuti

Info

Publication number: IT202000012349A1
Application number: IT102020000012349A
Authority: IT
Inventors: Pasquale Grieco
Original assignee: Pasciucco Salvatore; Rafanelli Francesco; Calia Francesco; Romeo Salvatore; Pasquale Grieco
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-11-26

Description

DISPOSITIVO PER IL COMPOSTAGGIO DI RIFIUTI

DESCRIZIONE

CAMPO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo per compostaggio di rifiuti organici combinati, in particolare a un dispositivo per compostaggio perfezionato, concepito per uso domestico o condominiale o per servizi di ristorazione o di catering.

Nel settore delle macchine e degli impianti adibiti al trattamento della frazione umida di rifiuti solidi urbani e di scarti biodegrababili di produzione agricola e industriale, l?attenzione ? rivolta a macchine per compostaggio che garantiscano robustezza e durata nel tempo e, al contempo, richiedano un costo produttivo accettabile. Inoltre, le soluzioni determinano la produzione di un ammendante compostato misto di apprezzata qualit?.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Come noto, il processo di compostaggio ? un metodo di decomposizione e di umificazione, che trasforma la sostanza organica derivata da scarti organici domestici (ad es., avanzi di cucina) e da rifiuti vegetali o agricoli (ad es., sfalci, ramaglie, potature) in un fertilizzante completamente naturale, denominato compost, per effetto dell?azione della flora microbica naturalmente presente nell?ambiente.

In particolare, il processo di compostaggio consiste nella stabilizzazione biologica in fase solida di porzioni organiche fermentescibili, in condizioni aerobiche tali da determinare il passaggio spontaneo attraverso una fase di autoriscaldamento, dovuto all?innesco di reazioni microbiche. In generale, quindi, il processo di compostaggio trasforma il substrato organico eterogeneo di partenza in un prodotto stabile, appunto il compost, caratterizzato dall?aver subito processi di mineralizzazione e di umificazione e dalla perdita di putrescibilit?, particolarmente adatto ad arricchire i terreni. Normalmente, la frazione organica viene sottoposta a un ciclo di compostaggio comprendente un primo processo di biossidazione, corrispondente al periodo di attiva trasformazione della massa organica, in cui si hanno in serie una fase mesofila di latenza e una fase termofila di stabilizzazione e, infine, a un secondo processo di maturazione, corrispondente al periodo di raffreddamento e di umificazione del prodotto organico.

Ad oggi, esistono svariate tipologie di macchine per il compostaggio, che generalmente si differenziano in macchine per il compostaggio industriale, in macchine per il compostaggio di comunit?, come ad esempio impianti di compostaggio collettivo posti in apposite eco-stazioni consortili, e in macchine per il compostaggio domestico, poste tipicamente all?esterno di unit? abitative.

Si intende che il processo di compostaggio eseguito all?interno di un bioreattore chiuso, come nel caso di una compostiera domestica, comporti inevitabilmente - per le particolari condizioni di temperatura e di umidit? che si vengono a creare - il rilascio da parte della biomassa in fermentazione di indesiderate emissioni di liquami (cosiddetto percolato) e di biogas, che si dimostrano potenzialmente tossici e/o fonte di infezione da parte di agenti patogeni.

Comprensibilmente, tali fattori - in aggiunta alle sgradite esalazioni che derivano dalla prolungata degenza dello scarto umido in luogo chiuso - non rendono adatta l?ubicazione del bioreattore all?interno di ambienti domestici. Pertanto, le compostiere domestiche convenzionali vengono tipicamente collocate in giardino, in veranda o su un balcone dell?unit? abitativa.

In particolare, allo stato della tecnica nota, le compostiere domestiche concepite espressamente per l?ubicazione negli interni prevedono la dotazione di un serbatoio di condensa per la raccolta di percolato e di un sistema di aerazione, comprendente mezzi di sfiato e un filtro d?aria intercambiabile, ad esempio un filtro a carboni attivi, adatto per assorbire i cattivi odori degli effluenti gassosi che fluiscono attraverso i condotti di aerazione.

In aggiunta, nelle compostiere domestiche della tecnica nota ? ulteriormente previsto l?utilizzo di mezzi riscaldatori applicati alla camera di processo e di sostanze additive, da mescolarsi alla massa organica da trattare, comprensibilmente al fine di accelerare forzatamente e in modo non naturale il processo di fermentazione.

EP3216777A1 descrive un dispositivo per compostaggio che prevede al suo interno la dotazione di un filtro d?aria intercambiabile (ad es., a carboni attivi) dedicato a rimuovere microbi e cattivi odori, provenienti da un serbatoio di condensa.

EP2647615A1 descrive un dispositivo per compostaggio che prevede l?uso di un filtro d?aria a carboni attivi per assorbire microbi e cattivi odori, provenienti da una camera di processo.

US2015/00311123A1 descrive un dispositivo per compostaggio che prevede l?uso di elementi riscaldatori e un filtro per l?aria a carboni attivi, per assorbire microbi e cattivi odori.

EP3315482A1 descrive un serbatoio di liquami previsto in un dispositivo per compostaggio, in cui ? compreso anche un filtro per l?aria.

Pertanto, si comprende dalla tecnica nota che le compostiere domestiche attualmente presenti sul mercato non sono in grado di garantire un efficace e persistente trattamento di purificazione di biogas, in quanto vengono impiegati sistemi di filtraggio che inevitabilmente esauriscono, in tempi pi? o meno brevi, il loro potere di assorbimento e, quindi, necessitano una loro sostituzione.

Inoltre, non esistono procedimenti volti a ottenere ammendanti compostati di apprezzata qualit? che non richiedano una somministrazione di additivi catalizzatori di processo e che, inoltre, impediscano il rilascio di percolato durante il processo di compostaggio.

DESCRIZIONE SOMMARIA DELL?INVENZIONE

E?, pertanto, sentita l?esigenza di fornire una soluzione che superi gli inconvenienti della tecnica nota. In particolare, si desidera fornire un dispositivo per compostaggio che consenta di ottenere un prodotto ammendante organico, stabile e di apprezzata qualit?, senza incorrere in rilasci di liquami inquinanti e/o in emissioni di sostanze tossiche in atmosfera.

Scopo della presente invenzione ?, pertanto, di proporre un dispositivo per compostaggio che risolva i problemi sopracitati e consenta comunque un vantaggio economico da un punto di vista costruttivo e manutentivo.

Una soluzione secondo l?invenzione viene raggiunta mediante un dispositivo per compostaggio, avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Altre preferite caratteristiche dell?invenzione vengono definite nelle rivendicazioni secondarie.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita della stessa, fornita a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali: fig. 1 ? una vista in prospettiva del dispositivo per compostaggio secondo la presente invenzione;

fig. 2 ? una vista in pianta del dispositivo per compostaggio di fig. 1; fig. 3 ? una vista in pianta del dispositivo per compostaggio di fig. 1 con parte superiore asportata;

fig. 4 ? una vista in alzato del dispositivo per compostaggio secondo la traccia A-A? di fig. 2, con parte laterale asportata;

fig. 5 ? una vista in alzato del dispositivo per compostaggio secondo la traccia B-B? di fig. 2, con parte laterale asportata;

fig. 6 ? una vista in sezione del dispositivo per compostaggio secondo la traccia A-A? di fig. 2;

fig. 7 ? una vista in alzato del dispositivo per compostaggio secondo la traccia C-C? di fig. 2, con parte frontale asportata;

fig. 8 ? la vista in sezione di un elemento di depurazione dell'aria inquinata; e

fig. 9 ? un diagramma di flusso che mostra un procedimento operativo attuato nel dispositivo per compostaggio secondo la presente invenzione. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PREFERITA FORMA DI ESECUZIONE

Un dispositivo per compostaggio 1 di rifiuti organici - come ben rappresentato in fig. 1 - comprende sostanzialmente un settore superiore di ingresso 2, adibito all?immissione di materiale organico e all?alloggiamento di un elemento di depurazione, un settore intermedio di bioreazione 3, in cui viene eseguito un processo biologico di compostaggio, e un settore inferiore di uscita 4, adibito all?emissione di un prodotto ammendante organico stabile, detto compost.

In particolare, fig. 1 mostra il dispositivo per compostaggio 1 secondo la presente invenzione, dotato di una copertura protettiva P.

Si noti che il settore superiore di ingresso 2 comprende una prima apertura 2a, una seconda apertura 2b e una terza apertura 2c. La prima apertura 2a ? disposta lungo l?asse simmetrico del piano longitudinale, in prossimit? di una estremit? terminale di detto settore superiore di ingresso 2. La seconda apertura 2b ? disposta in una zona laterale, nei pressi della prima apertura 2a. La terza apertura 2c ? disposta lungo lo stesso asse della prima apertura 2a. Si noti, a scopo illustrativo, ma non limitativo, che le aperture 2a, 2b, 2c cos? menzionate presentano dimensioni di valore in successione - tra loro - crescente.

Come mostrato in fig. 1, la prima apertura 2a e la seconda apertura 2b possono essere dotate di un rispettivo coperchio Ca, Cb con relativa maniglia Ma, Mb. I coperchi Ca, Cb possono essere asportabili in modo reversibile o -preferibilmente - incernierati, ad esempio sportelli imperniati alla struttura della copertura protettiva P. Inoltre, ? previsto che la terza apertura 2c presenti un rivestimento temporaneo (non mostrato), rimovibile in modo definitivo dopo il primo uso del dispositivo per compostaggio 1.

In particolare, la prima apertura 2a ? adibita all?alimentazione di rifiuti organici freschi, la seconda apertura 2b ? adibita all?alimentazione di materiale organico strutturante - ad esempio legno in pellet - e la terza apertura 2c offre un alloggiamento per un elemento di depurazione, come verr? di seguito descritto in dettaglio.

Come ben visibile nelle figg. 2 e 3, all?interno del condotto della prima apertura 2a ? disposto un trituratore T - azionato da un convenzionale motoriduttore Ra a esso dedicato - al fine di ridurre adeguatamente il volume del materiale organico addotto da sottoporre alla fase successiva di trattamento biologico e di aumentarne l?area superficiale specifica. Inoltre, da figg. 3 e 4 si ben comprende che attraverso la seconda apertura 2b si accede a un serbatoio di alimentazione 5 di materiale organico strutturante, nella forma di una tramoggia 5, di opportune dimensioni, dotata di una relativa coclea 5a -azionata da un convenzionale motoriduttore Rb a essa dedicato - disposta in posizione contrapposta alla luce di ingresso, al fine di agevolare il flusso di materiale organico strutturante all?interno di una sede operativa del settore intermedio di bioreazione 3, come verr? di seguito descritto in dettaglio.

In aggiunta, ? previsto che il settore superiore di ingresso 2 offra al suo interno l?alloggiamento di una unit? di controllo (non mostrata) - comprendente una opportuna circuiteria di comando, un relativo programma firmware, un supporto di archiviazione e un mezzo di alimentazione elettrica (batteria o trasformatore per rete elettrica esterna) - disposta, ad esempio, in prossimit? del condotto della prima apertura 2a. In pi?, detta unit? di controllo ? connessa elettricamente a un'unit? di interfaccia utente U, ad esempio uno schermo tattile interattivo, disposto sulla copertura protettiva P in modo opportunamente visibile e raggiungibile, come mostrato in fig. 1. ? previsto, eventualmente, che detta unit? di controllo e detta unit? di interfaccia utente U siano combinate insieme, in un singolo dispositivo.

Come mostrato nelle figg. 4 e 5, il settore intermedio di bioreazione 3 comprende un bioreattore 6, finalizzato a eseguire un particolare processo di compostaggio sulla massa organica introdotta attraverso le aperture 2a, 2b del settore superiore di ingresso 2.

In particolare, il bioreattore 6 comprende una pluralit? di camere di processo 6a, 6b, disposte sovrapposte l?una sull?altra e centrate in corrispondenza di un medesimo piano di simmetria verticale. Inoltre, ciascuna di dette camere di processo 6a, 6b presenta il proprio asse di simmetria longitudinale disposto su un piano sostanzialmente orizzontale.

In particolare, detta pluralit? di camere di processo 6a, 6b sono connesse in cascata lungo detto piano di simmetria verticale.

Si comprende che ciascuna di dette camere di processo 6a, 6b esegue una singola fase operativa di processo di compostaggio, differente dalla fase operativa eseguita in una altra camera di processo 6b, 6a.

Preferibilmente, ciascuna di dette camere di processo 6a, 6b ? un contenitore di configurazione sostanzialmente cilindrica. In pi?, dette camere di processo 6a, 6b sono realizzate in materiale metallico, preferibilmente acciaio inossidabile o alluminio, anche se ci? non ? vincolante.

Inoltre, secondo una forma di esecuzione preferita, detto bioreattore 6 comprende, in particolare, due camere di processo, ossia una camera di biostabilizzazione 6a - disposta superiormente - e una camera di maturazione 6b - disposta inferiormente.

Come facilmente comprensibile da figg. 4 e 5, il condotto della prima apertura 2a, mostrata in figg. 1 e 2, e la tramoggia 5 sono direttamente comunicanti con l?interno della camera di biostabilizzazione 6a. In particolare, il condotto della prima apertura 2a ? centrato sul medesimo piano di simmetria verticale del bioreattore 6. Inoltre, la tramoggia 5 trova accesso all?interno della camera di biostabilizzazione 6a - preferibilmente - in corrispondenza della porzione superiore di parete interna di detta camera di biostabilizzazione 6a.

Inoltre, detta tramoggia 5 presenta una valvola di intercettazione (non mostrata) - comandata dall?unit? di controllo - atta a dosare in modo opportuno il volume di materiale organico strutturante introdotto all?interno della camera di biostabilizzazione 6a.

Come ben visibile nelle figg. 4 e 5, le due camere di processo 6a, 6b presentano medesime dimensioni strutturali. Preferibilmente, dette camere di processo 6a, 6b presentano una lunghezza di 90 cm e una larghezza di 60 cm, con una capacit? di carico di circa 30 litri. Si intende che tali dimensioni sono indicate a puro titolo esemplificativo e non limitano in alcun modo l?invenzione.

Come mostrato in fig. 6, all?interno di ciascuna di dette camere di processo 6a, 6b - lungo il rispettivo asse di simmetria radiale - ? disposto un aspo rotante 7a, 7b, dotato di opportuni deflettori di carico 8, atti a eseguire una adeguata omogeneizzazione e ossigenazione del cumulo di rifiuti organici miscelati al materiale organico strutturante. Inoltre, ? previsto che detti deflettori di carico 8 presentino estremit? a profilo tagliente. In aggiunta, ? previsto che, all?interno della rispettiva camera di processo 6a, 6b, detti aspi rotanti 7a, 7b presentino alle proprie estremit? terminali un vomero 9a, 9b, 9c, 9d, in grado di raschiare la rispettiva faccia laterale interna di camera di processo 6a, 6b, per distaccare eventuali residui di massa organica aderiti a detta faccia. In pi?, ciascuno di detti aspi rotanti 7a, 7b viene azionato alla rotazione con moto bi-direzionale da un rispettivo convenzionale motoriduttore Rc, Rd a esso dedicato.

Inoltre, come ben visibile nelle figg. 4 a 7, dette camere di processo 6a, 6b sono comunicanti tra loro, mediante una prima porta a scomparsa 10a, traslabile sul piano orizzontale mediante opportune guide di scorrimento G, mostrate in fig. 3. In aggiunta, come ben visibile nelle figg. 4 a 7, una seconda porta a scomparsa 10b rende comunicante la camera di maturazione 6b con il settore inferiore di uscita 4, allo stesso modo della prima porta a scomparsa 10a. In pi?, ciascuna di dette porte a scomparsa 10a, 10b viene azionata alla traslazione con moto bi-direzionale da un rispettivo convenzionale motoriduttore Re, Rf a essa dedicato.

Si comprende che i motoriduttori Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf e la valvola di intercettazione - menzionati precedentemente - sono tutti comandati dall?unit? di controllo.

Come ben visibile nelle figg. 4 a 7, il settore inferiore di uscita 4 comprende al suo interno un vano di carico 4a, atto alla raccolta di prodotto ammendante organico stabile - compost - emesso in uscita dal bioreattore 6, una volta aperta l?ultima porta a scomparsa della pluralit? di camere di processo 6a, 6b, in particolare - nel caso qui illustrato secondo la forma di esecuzione preferita - trattasi della seconda porta a scomparsa 10b della camera di maturazione 6b. Detto vano di carico 4a ? scorrevole come un cassetto in modo estraibile da una parete di copertura protettiva P, mediante supporti rotanti montati a esso, ad esempio ruote di carrello Wa, Wb, Wc, Wd, o, in alternativa, mediante opportune guide di scorrimento. ? previsto, inoltre, che detto vano di carico 4a presenti una porzione frontale H - dotata di una maniglia, ad esempio a incasso - esposta in modo da essere maneggiata tirandola o spingendola. Preferibilmente, detta parete frontale H collima perfettamente con la relativa parete di copertura protettiva P. In alternativa, il vano di carico 4a ? disposto all?interno del settore inferiore di uscita 4, in modo completamente celato alla vista, a opera delle pareti di copertura protettiva P e di uno sportello, atto a coprire l?apertura offerta al transito del vano di carico 4a.

Inoltre, come ben visibile nelle figg. 3, 5 e 7, all?interno del settore intermedio di bioreazione 3, ? previsto un sistema di aspirazione 11, comprendente una pluralit? di condotti di areazione e di prese d?aria 11a, 11b, disposti ai fianchi del bioreattore 6 e atti a mettere in comunicazione le camere di processo 6a, 6b di detto bioreattore 6 con l?ambiente esterno, favorendo cos? un costante rifornimento di ossigeno fresco all?interno delle camere di processo 6a, 6b per raggiungere condizioni aerobiche adeguate a ottenere un prodotto ammendante compostato di apprezzabile porosit?.

In particolare, a scopo illustrativo ma non limitativo, sono raffigurate una prima presa d?aria 11a, in corrispondenza della porzione superiore di parete esterna di camera di biostabilizzazione 6a, e una seconda presa d?aria 11b, in corrispondenza della porzione superiore di parete esterna di camera di maturazione 6b. Si intende che il numero di prese d?aria - e relativi condotti di areazione - pu? essere maggiore. Si intende, inoltre, che la pluralit? di prese d?aria 11a, 11b, raffigurata - a scopo illustrativo - solo su una faccia della copertura protettiva P, pu? essere disposta anche su una qualunque altra faccia di detta copertura protettiva P.

In aggiunta, ? previsto che le prese d?aria 11a, 11b siano dotate di opportuni dispositivi a ventola (areatori) - comandati dall?unit? di controllo -per effettuare una insufflazione forzata di aria, al fine di mantenere un determinato tenore di ossigeno all?interno delle camere di processo 6a, 6b. Si intende che la portata di aria esterna immessa in una camera di processo 6a, 6b pu? essere differente - a causa di una differente configurazione strutturale del sistema di aspirazione 11 (ad es., condotti pi? stretti) e/o di una differente impostazione dell?azionamento di relativi aereatori - rispetto alla portata di aria esterna immessa in una qualsiasi altra camera di processo 6b, 6a.

In particolare, vengono utilizzati areatori 11a, 11b compatti, di portata non superiore a 10 litri/min, preferibilmente pari a 3,5 litri/min.

Come ben visibile nelle figg. 3 a 5 e fig. 7, all?interno del settore intermedio di bioreazione 3 ? previsto un sistema di scarico gassoso 12 di sostanze aeriformi, comprendente una pluralit? di mezzi di sfiato e di condotti di scarico gassoso 12a, 12b, disposti ai fianchi del bioreattore 6 e atti a mettere in comunicazione ciascuna di dette camere di processo 6a, 6b con l?elemento di depurazione - menzionato precedentemente - disposto nell?alloggiamento offerto dalla apertura 2c. Si comprende che il sistema di depurazione 12 ? concepito per convogliare ed evacuare dal bioreattore 6 i biogas prodotti dalla fermentazione della massa organica presente all?interno delle camere di processo 6a, 6b. Si ben comprende che la configurazione strutturale di detto sistema di scarico gassoso 12 - cos? come raffigurata - consente ai biogas prodotti di convergere spontaneamente verso l?elemento di depurazione, senza richiedere nemmeno l?ausilio di un qualsiasi impianto di aspirazione e di convogliamento di gas.

In particolare, a scopo illustrativo, ma non limitativo, sono raffigurati un primo condotto di scarico gassoso 12a, che mette in comunicazione l?elemento di depurazione con la camera di biostabilizzazione 6a, e un secondo condotto di scarico gassoso 12b, che mette in comunicazione l?elemento di depurazione con la camera di maturazione 6b. Si intende che il numero di condotti di scarico gassoso - e relativi mezzi di sfiato - pu? essere maggiore e legato alla particolare configurazione del bioreattore 6.

Di seguito, verr? descritto nel dettaglio l?elemento di depurazione secondo la presente invenzione.

L?elemento di depurazione ? un particolare biofiltro 13, in grado di assorbire in modo opportuno i biogas provenienti dal bioreattore 6, cos? da metabolizzare le sostanze organiche volatili odorigene - e presumibilmente nocive - contenute in detti biogas.

Come raffigurato nelle figg. 8 e 9, il biofiltro 13 comprende sostanzialmente un insieme di strati sovrapposti di materiale drenante 13a, di materiale espanso 13b e di terreno vegetale 13c. In particolare, si ottiene una sovrapposizione di, dal basso verso l?alto:

- uno strato di argilla espansa 13a, di adeguato potere drenante, in modo da potere trattenere opportunamente l?umidit?, evitando cos? l?insorgere di nocivi ristagni d?acqua;

- uno strato di spugna fenolica idrofila 13b, di adeguata capacit? di areazione, per ottenere un adeguato tenore di ossigeno; e

- uno strato di terriccio di coltura 13c, di composizione granulometrica fine, preferibilmente chimicamente neutro (ossia, che presenta un valore del pH prossimo a 7) e contenente una sufficiente quantit? di sostanze organiche fertili (humus), che presentano propriet? nutrienti adatte a consentire coltivazioni in ambiente domestico, ad esempio di composizioni floreali.

Eventualmente, sono previsti l?utilizzo di almeno un sensore di umidit? S - connesso all?unit? di controllo - e la disposizione sul livello superficiale di terreno vegetale 13c di un sistema di irrigazione I, alimentato da un serbatoio di acqua (non mostrato) - di dimensioni opportune - mediante un opportuno impianto di pompaggio (non mostrato), connesso anch?esso all?unit? di controllo. Si comprende facilmente che dalle informazioni di umidit? rilevate dal sensore di umidit? S, l?unit? di controllo provvede a irrigare il terriccio 13c con uno specifico dosaggio di acqua.

Infine, ? previsto un sistema di rilevamento sensoristico (non mostrato), comprendente almeno sensori di temperatura, sensori di umidit?, sensori di portata volumetrica, sensori elettronici olfattivi e sensori di carico, disposti all?interno del bioreattore 6 e connessi elettricamente all?unit? di controllo, in modo da informare adeguatamente l?unit? di controllo del volume/peso di massa organica e delle condizioni ambientali presenti in ciascuna camera di processo 6a, 6b.

Pertanto, in base alle informazioni trasmesse dai relativi sensori, l?unit? di controllo imposter? a intervalli prestabiliti, per ciascuna camera di processo 6a, 6b, una determinata velocit? di rotazione per ciascuno degli aspi rotanti 7a, 7b - mediante comando ai relativi motoriduttori Rc, Rd - e l?azionamento di relativi aereatori di rispettive prese d?aria 11a, 11b.

In particolare, in base alle informazioni di carico, di temperatura e di umidit? all?interno della camera di biostabilizzazione 6a, l?unit? di controllo provvede a introdurre in detta camera di biostabilizzazione 6a - mediante l?apertura della valvola di intercettazione e l?azionamento della coclea 5a di tramoggia 5 - una opportuna quantit? di materiale strutturante, che deve essere amalgamato per mezzo dell?aspo rotante 7a con la massa organica ivi presente, al fine di aumentarne cos? la porosit?.

Inoltre, ? previsto che ciascuna camera di processo 6a, 6b operi una determinata fase operativa di processo di compostaggio per un periodo di fase operativa prestabilito. Una volta scaduto tale periodo di fase operativa prestabilito, la relativa porta a scomparsa 10a, 10b verr? aperta per il tempo necessario a far riversare il contenuto di massa organica - rispettivamente -nella successiva camera di maturazione 6b o nel successivo vano di carico 4b.

In particolare, ? previsto che un ciclo completo di processo di compostaggio operato dal bioreattore 6 venga eseguito in un intervallo di tempo compreso tra 45 giorni e 90 giorni, preferibilmente in 60 giorni.

Si considera - a scopo illustrativo ma non limitativo - che tale ciclo completo sia suddiviso in periodi di fase operativa di durata sostanzialmente uguale. Ad esempio, per un ciclo completo di 60 giorni, la camera di stabilizzazione 6a opera per un periodo di fase operativa di 30 giorni e, analogamente, la camera di maturazione 6b opera per un periodo di fase operativa di 30 giorni. Inoltre, ? previsto che, nel caso il sistema di rilevamento sensoristico rilevi - ad esempio, per mezzo di una cella di carico - e informi l?unit? di controllo che la camera di biostabilizzazione 6a contenga una eccessiva quantit? di massa organica ancor prima dello scadere del relativo periodo di fase operativa prestabilito (ad es., 30 giorni), detta unit? di controllo comander? l?apertura della prima porta a scomparsa 10a per riversare detta quantit? di massa organica all?interno della camera di maturazione 6b. In tal caso, ? previsto che all?interno della camera di maturazione 6b venga inizialmente eseguito un processo di biostabilizzazione per un periodo aggiuntivo, pari allo scarto temporale mancante al termine del precedente periodo di fase operativa prestabilito per la camera di biostabilizzazione 6a. Ossia, durante un tale periodo aggiuntivo, l?unit? di controllo imposta la velocit? di rotazione di aspo rotante 7b e l?azionamento di areatore di rispettiva presa d?aria 11b, in modo da far s? che all?interno della camera di maturazione 6b vengano mantenute le medesime condizioni ambientali determinate - in normale modalit? operativa - all?interno della camera di biostabilizzazione 6a. Al termine di tale periodo aggiuntivo, l?unit? di controllo ritorna alle impostazioni corrispondenti alla normale modalit? operativa di camera di maturazione 6b, per un periodo di fase operativa di - nel caso qui illustrato - 30 giorni.

Infine, terminato il suddetto periodo di fase operativa previsto per la camera di maturazione 6b e verificata la messa in opera di tutte le operazioni previste per concludere il ciclo completo del processo di compostaggio, il sistema di rilevamento sensoristico rileva - ad esempio, per mezzo di una cella di carico - il peso del prodotto ammendante appena ottenuto. Se tale dato -opportunamente memorizzato nel supporto di archiviazione di unit? di controllo - ? compreso all?interno di una prestabilita gamma di valori di approvazione, in base al peso - a suo tempo rilevato e memorizzato, come verr? descritto di seguito - relativo al cumulo di rifiuto organico immesso nel dispositivo per compostaggio 1, l?unit? di controllo aziona la seconda porta a scomparsa 10b, cos? da riversare il prodotto ammendante sull?apposito vano di carico 4a. Altrimenti, se tale dato ? al di fuori della suddetta gamma di valori, l?unit? di controllo fa s? che il prodotto ammendante venga sottoposto a un ulteriore processo di maturazione per un determinato intervallo temporale, di durata comunque inferiore al normale periodo di fase operativa relativo alla camera di maturazione 6.

Infine, come accennato precedentemente, ? prevista la dotazione di una opportuna bilancia elettronica (non mostrata), preferibilmente montata e/o integrata nel coperchio Ca. Detta bilancia ? adibita a misurare il peso del rifiuto organico immesso nel bioreattore 6 e a inviare tale dato all?unit? di controllo perch? venga opportunamente registrato nel supporto di archiviazione. Come accennato precedentemente, i vari dati di peso relativi al periodo di fase operativa di biostabilizzazione, verranno in seguito utilizzati per un raffronto col dato di peso del prodotto ammendante pronto, in uscita dal bioreattore 6.

La Richiedente ha riscontrato che, utilizzando il dispositivo per compostaggio 1 concepito secondo la presente invenzione, con un preventivo abbattimento di volume iniziale della massa composita di rifiuti organici immessi di circa l?80%, tramite la messa in opera del trituratore T, e con un aumento successivo di volume di cumulo organico di circa il 30%, tramite l?apporto di una quantit? specifica di materiale strutturante, stabilita in base a determinati valori di comando preimpostati, si ottiene in uscita un prodotto ammendante organico stabile - compost - che presenta, vantaggiosamente, un volume di almeno 3,5 volte in meno (circa 2/7) del corrispondente volume iniziale della massa composita.

A puro titolo illustrativo, di seguito si espongono risultati sperimentali relativi all?emissione di prodotto ammendante organico ottenuto dal dispositivo per compostaggio 1 secondo la presente invenzione.

Si considera, in primis, che una famiglia composta da tre individui produca mediamente una quantit? di rifiuti organici di circa 1kg al giorno.

Inoltre, per un ciclo completo di processo di compostaggio impostato a 60 giorni, considerando un periodo di fase di biostabilizzazione di 30 giorni e un periodo di fase di maturazione di 30 giorni, al termine dei primi 30 giorni verr? quindi immesso nel dispositivo per compostaggio 1 una quantit? di rifiuti organici di valore pari a circa 30 kg.

Considerando, inoltre, un peso specifico medio relativo alla massa organica composita di circa 0,5 Kg/litri, un peso di 30 kg corrisponde, quindi, a un volume di 60 litri, immesso nel dispositivo per compostaggio 1 nell?arco di 30 giorni.

Considerando l?azione del trituratore T che opera - come menzionato precedentemente - un abbattimento di volume dell?80%, nella camera di biostabilizzazione 6a, viene quindi deposto - nell?arco di 30 giorni - un cumulo organico che presenta un volume di circa 12 litri.

Considerando l?azione della valvola di intercettazione sulla tramoggia 5, comandata in modo da determinare, con l?aggiunta di materiale organico strutturante, un apporto di volume del 30%, la massa organica totale presente nella camera di biostabilizzazione 6a presenta in 30 giorni un volume pari a 16 litri.

Si comprende che il volume di tale massa organica verr? ulteriormente ridotto durante il processo di biodegradazione esotermica svolto all?interno del bioreattore 6.

Infine, a seguito del processo di compostaggio messo in opera dal dispositivo per compostaggio 1, per un ciclo completo di 60 giorni, ? stato riscontrato che in uscita si ? ottenuto un prodotto ammendante organico stabile del peso di 8 kg, ossia 3,75 volte in meno della massa composita iniziale di 30kg.

Pertanto, si evince che, in solo 60 giorni, viene rigenerata una quantit? di rifiuti organici prodotti mediamente da una famiglia di tre individui, pari a circa 60 kg, che sarebbe altrimenti stata destinata alla raccolta in discarica, a fronte di un prodotto ammendante organico stabile - di apprezzata qualit? - di solo 8 kg, pari a 7,5 volte in meno del peso della rispettiva quantit? iniziale immessa nel dispositivo per compostaggio 1 in tale periodo temporale considerato.

Nel seguito, si descrive brevemente, per maggiore chiarezza, il funzionamento del dispositivo per compostaggio 1 della presente invenzione secondo le fasi descritte nel procedimento operativo illustrato in fig. 9.

In primis, si assume che l?utente abbia impostato, mediante comandi sull?interfaccia utente U, almeno la durata di ciclo completo del processo di compostaggio, compresa all?interno di un intervallo di giorni predefinito. Conseguentemente, l?unit? di controllo, in base alla durata scelta, adatta in modo congruo le impostazioni relative a ciascuna fase operativa da svolgersi nella rispettiva camera di processo 6a, 6b. A scopo illustrativo, si ben comprende che l?areatore - o un gruppo di areatori -destinato a insufflare aria nella camera di maturazione 6b, qui allo scopo specifico di ridurre la temperatura nell?ambiente di processo, verr? azionato meno frequentemente durante un ciclo completo di 90 giorni rispetto a un ciclo completo di 60 giorni.

Inoltre, si assume che la tramoggia 5, con relativa valvola di intercettazione in modalit? chiusa, sia preventivamente colma di materiale organico strutturante.

A questo punto, l?utente introduce il rifiuto organico nell?imboccatura offerta dalla prima apertura 2a. Durante tale operazione, si utilizza la bilancia in dotazione per registrare il relativo dato di peso.

Quindi, all?interno della camera di biostabilizzazione 6a vengono determinate le condizioni adatte a una adeguata fermentazione della massa organica. Qui, la velocit? di rotazione dell?aspo rotante 6a e l?azionamento dell?areatore della presa d?aria 11a vengono impostati in modo da garantire una corretta miscelazione e omogeneizzazione della massa organica con una penetrazione di aria immessa al di sotto di una portata tale da consentire la generazione di reazioni degradative, ma sufficiente per garantire un tenore di ossigeno da permettere l?avvio di una fase di biossidazione, in cui la massa organica subisce un attacco microbico, con conseguente consumo di ossigeno e il rilascio di vapori e gas, fra cui anidride carbonica.

Inoltre, il trattamento di triturazione, apportato precedentemente dal trituratore T e, qui, ulteriormente dai profili taglienti dei deflettori di carico 8, permette un incremento della superficie di attivit?, a disposizione dell?attacco microbico.

Si ben comprende che, dalle informazioni ricevute dal sistema di rilevamento sensoristico, l?unit? di controllo sorveglia costantemente lo stato dell?aria all?interno della camera di biostabilizzazione 6a, mantenendo un numero di rivoltamenti di massa organica e una portata di aria immessa al di sotto di una soglia massima, onde evitare possibili raffreddamenti, per favorire invece un brusco innalzamento del livello di temperatura.

Secondo l?invenzione, inoltre, viene mantenuto un tasso di umidit? al di sotto di un livello eccessivo mediante l?apporto a intervalli prestabiliti -dettati dall?unit? di controllo che comanda la valvola di intercettazione della tramoggia 5 - di materiale organico strutturante, preferibilmente contenente un alto contenuto di lignina e cellulosa, adeguato a favorire una adeguata umificazione della massa organica. In tal modo, comprensibilmente, si raggiunge un adeguato livello di porosit?, tale da agevolare il ricambio d?aria e inibire il rilascio di percolato e l?innesco di fenomeni putrefattivi, che porterebbero alla conseguente emanazione di odori nauseanti.

Viene cos? avviata la fase termofila - generata in modo naturale, non necessitando l?azione di un qualsiasi mezzo riscaldatore di supporto, n? l?aggiunta di sostanze additive.

Scaduto il periodo di fase operativa di biostabilizzazione, la prima porta a scomparsa 10a viene comandata a raggiungere la posizione di massima apertura e ivi mantenersi per il tempo minimo necessario a che la massa organica transiti in caduta libera nella successiva camera di maturazione 6b.

Si comprende che l?avanzamento orizzontale a scomparsa della prima porta a scomparsa 10a, in combinazione con la funzione di raschiatura svolta dai rispettivi vomeri 9a,9b - allo stesso modo della seconda porta a scomparsa 10b e dei rispettivi vomeri 9c,9d - permette egregiamente di trasferire tutta la massa organica, senza lasciare indesiderati residui.

A questo punto, una volta che la prima porta a scomparsa 10a sia ritornata nella modalit? chiusa, si innesca la fase di maturazione della massa organica all?interno della camera di maturazione 6b. Qui, l?attivit? microbica ? meno energica - essendo esaurita la frazione organica pi? facilmente fermentabile - portando cos? a un calo della temperatura (ad es., 40?C), favorendo di conseguenza la ricolonizzazione delle superfici esterne del cumulo da parte di batteri e funghi.

Il ripopolamento di microrganismi attivi e il raffreddamento della massa organica nella camera di maturazione 6b sono garantiti da un contributo di numero di rivoltamenti e della quantit? di ossigeno immessa, maggiore rispetto a quello ottenuto nella camera di biostabilizzazione 6a.

Si comprende, quindi, che la velocit? di rotazione dell?aspo rotante 7b e il periodo di azionamento di areatore di rispettiva presa d?aria 11b della camera di maturazione 6b sono impostati con valori rispettivamente maggiori a quelli dei corrispondenti aspo rotante 7a e areatore di presa d?aria 11a della camera di biostabilizzazione 6a. A riguardo, ? previsto inoltre che il motore dell?areatore di presa d?aria 11b presenti prestazioni di potenza maggiori di quelle del motore di areatore di presa d?aria 11a.

In sintesi, nella camera di maturazione 6b, si avvia un processo di umificazione, in cui viene completato il processo di degradazione delle molecole organiche pi? resistenti (ad es., lignina, tannini) e la temperatura della massa organica cala fino ai valori di quella atmosferica.

Si comprende, a scopo illustrativo, che le sostanze umiche che qui si formano - derivanti dalla polimerizzazione ossidativa di lignina, tannini e polifenoli - rappresentano gli elementi fondamentali per determinare una buona qualit? del prodotto ammendante.

Pertanto, la giusta quantit? di materiale legnoso presente nella massa organica, grazie al preciso dosaggio di materiale organico strutturante immesso dalla tramoggia 5 secondo precisi comandi dell?unit? di controllo, fa s? che la massa organica mantenga una porosit? adeguata per evitare putrefazioni maleodoranti, agevolare il ricambio spontaneo di aria fresca al posto di quella di scarico e inibire l?insorgere di percolato, determinando cos? una produzione di ammendante stabile, di ottima qualit? e di buon odore.

Inoltre, si comprende che, durante i due processi di biostabilizzazione e di maturazione, l?impianto di captazione del sistema di scarico gassoso 12 fa in modo che i biogas esalati fuoriescano dal bioreattore 6 e si dirigano verso il biofiltro 13 in modo del tutto naturale, persino senza necessitare l?intervento di ulteriori mezzi di aspirazione.

In aggiunta, il biofiltro 13, grazie alla sua configurazione interna a strati diversificati, come descritto precedentemente, ? in grado di trattenere detti biogas, in modo da mantenere in modo persistente il proprio potere di filtraggio, inibendo cos? l?incorrere di potenziali rilasci in atmosfera di sostanze tossiche. In pi?, il biofiltro 13, oltre alla sua funzione di filtraggio, ? in grado ulteriormente di sfruttare le emissioni di anidride carbonica (CO2), essendo particolarmente adatto alla coltivazione di piante da giardino, che comprensibilmente ben si prestano ad assorbire tali sostanze.

Infine, una volta scaduto il periodo di fase operativa di maturazione, viene attivata l?apertura della seconda porta a scomparsa 10b, determinando cos? il trasferimento del prodotto ammendante nel vano di carico 4a. A questo punto, l?utente pu? prelevare il prodotto finito.

Dunque, come si comprende bene dalla descrizione sopra riportata, il dispositivo per compostaggio secondo la presente invenzione permette di raggiungere perfettamente ed economicamente gli scopi prefissati.

Infatti, la configurazione strutturale del bioreattore in una pluralit? di camere di processo fa s? che sia consentita l?esecuzione di differenti fasi di processo di compostaggio in ambienti differenti, permettendo cos? non solo una pi? accurata gestione delle condizioni ambientali utili che caratterizzano ciascuna fase di produzione, ma anche la possibilit? di effettuare una produzione a catena, in cui le diverse camere siano simultaneamente operative, garantendo cos? un maggior numero di emissioni di prodotto ammendante in minor tempo.

Inoltre, la disposizione in sovrapposizione di camere di processo tra loro comunicanti su un piano di simmetria verticale consente che la massa organica all?interno di una camera di processo passi in avanzamento verticale nella successiva camera di processo per sola forza gravitazionale, non necessitando di alcun sistema di spinta.

In aggiunta, il profilo tagliente dei deflettori di carico di ciascun aspo rotante contribuisce all?opera di riduzione di volume di massa organica, precedentemente avviata dal trituratore, cos? per apportare un incremento della superficie di attivit? a disposizione dell?attacco microbico.

In pi?, l?avanzamento orizzontale delle porte a scomparsa e l?azione dei vomeri disposti sugli aspi rotanti riducono drasticamente la probabilit? di presenze indesiderati di residui organici.

Inoltre, la dotazione di un serbatoio di alimentazione di materiale organico strutturante, in combinazione con la messa in opera di una valvola di intercettazione e di un sistema di rilevamento sensoristico, comandati da una unit? di controllo, fa s? che venga apportato alla massa organica trattata un contributo - accuratamente dosato - di materiale utile a raggiungere un livello adeguato di porosit?, tale da agevolare un ricambio di aria e, in particolare, da impedire efficacemente l?insorgere di rilascio di percolato.

Si ben comprende che l?assenza di percolato fa s? che non sia prevista la dotazione all?interno della macchina di organi di drenaggio, canali di scolo e scarico di liquami e un serbatoio di condensa dedicato alla raccolta di percolato. Infine, non presentando alcuna traccia di percolato, il compost prodotto non richiede vantaggiosamente alcun ulteriore trattamento.

Inoltre, il biofiltro concepito secondo la presente invenzione ? strutturato in modo da presentare un potere di filtraggio costante nel tempo, garantendo efficacemente una interdizione costante delle emissioni tossiche in atmosfera. Pertanto, detto biofiltro mantiene in modo persistente il proprio potere di filtraggio, non necessitando nemmeno di essere periodicamente sostituito, come i filtri utilizzati nella tecnica nota. In aggiunta, il biofiltro si presta a essere un ottimo assorbente di sostanze maleodoranti, consentendo, quindi, di utilizzare il dispositivo per compostaggio qui concepito anche all?interno di ambienti domestici. In pi?, il biofiltro prevede la coltivazione di piante domestiche, che, oltre a contribuire efficacemente all?assorbimento di sostanze tossiche, lo rendono un valido elemento di decorazione e di arredo.

Inoltre, si ben comprende che il processo di compostaggio realizzato secondo la presente invenzione ? del tutto automatizzato. In particolare, l?unit? di controllo ? in grado di sorvegliare costantemente - grazie al sistema di rilevamento sensoristico - lo stato di avanzamento del processo di compostaggio e di imporre per ciascuna fase determinate condizioni ambientali all?interno delle camere di processo, secondo logiche procedurali - in cui non ? prevista alcuna somministrazione di acceleratori chimici in qualit? di catalizzatori di processo - volte a ottenere un compost di pregevole qualit?.

Inoltre, per mezzo dei dati di rilevamento mostrati sulla apposita interfaccia, l?utente pu? informarsi in tempo reale dell?attuale stato di avanzamento del processo di compostaggio, nonch? delle informazioni sul compost prodotto, in relazione alla quantit? di rifiuti immessi nella macchina.

Infine, per mezzo del dispositivo per compostaggio sopra descritto ? possibile ottenere un compost stabile, altamente nutriente, rappresentando un valido strumento per rigenerare - a impatto zero, grazie al biofiltro - un volume per nulla trascurabile di rifiuti organici destinati altrimenti in discarica, contribuendo, cos?, in modo ecologico alla fertilit? biologica dei terreni.

S?intende, comunque, che l?invenzione non deve considerarsi limitata alla particolare disposizione illustrata sopra, che costituisce soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall?ambito di protezione dell?invenzione stessa, che risulta unicamente definito dalle rivendicazioni che seguono.

Ad esempio, la porta a scomparsa come descritta sopra ? costituita da una lastra rigida, ma non sono escluse forme di esecuzione che prevedono che la porta a scomparsa sia costituita una serie di elementi a barra, connessi paralleli e scorrevoli in uscita in modo avvolgibile intorno un albero di movimentazione, montato lungo un fianco del bioreattore, nell?eventualit? cos? di ridurre l?area di movimentazione al di fuori del bioreattore, consentendo alla macchina di occupare un volume pi? ridotto.

Infine, ? previsto che l?unit? di controllo della macchina per compostaggio sia configurata per comunicare da remoto con un programma software applicativo installato su un dispositivo portatile interattivo - quale ad esempio smartphone, tablet, laptop - per applicazioni in logica IoT (Internet of Things).

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo per il compostaggio di rifiuti organici (1) comprendente

- un bioreattore (6);

- un condotto di alimentazione (2a) di rifiuti organici, un sistema di aspirazione (11) e un sistema di scarico gassoso (12), tutti avendo accesso a detto bioreattore (6);

- un vano di carico (4a) configurato per la raccolta di ammendante organico in uscita da detto bioreattore (6); e

- una unit? di controllo configurata per sorvegliare condizioni ambientali di processo in detto bioreattore (6) mediante informazioni provenienti da un sistema di rilevamento sensoristico, caratterizzato da ci? che

detto bioreattore (6) comprende una pluralit? di camere di processo (6a, 6b) disposte sovrapposte l?una sull?altra e connesse in cascata in corrispondenza di un medesimo piano di simmetria verticale,

detta unit? di controllo essendo atta a determinare almeno uno stato ambientale di processo in ciascuna di detta pluralit? di camere di processo (6a,6b) mediante pilotaggio almeno di aspi rotanti (7a, 7b) di rispettive camere di processo (6a,6b) e di mezzi areatori di detto sistema di aspirazione (11); e da ci? che comprende

un serbatoio di alimentazione (5) comandato da detta unit? di controllo per immettere materiale strutturante in detto bioreattore (6) secondo un dosaggio stabilito in base a informazioni relative a uno stato ambientale di processo; e

un biofiltro (13), configurato per assorbire biogas provenienti da detto bioreattore (6) attraverso detto sistema di scarico gassoso (12) e strutturato in modo da mantenere in modo persistente il proprio potere di filtraggio.

2. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui detto biofiltro (13) comprende una pluralit? di strati sovrapposti di materiale drenante (13a), di materiale espanso (13b) e di terreno vegetale (13c).

3. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui ciascuna di detta pluralit? di camere di processo (6a, 6b) presenta il proprio asse di simmetria longitudinale disposto su un piano orizzontale.

4. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui ciascuna di detta pluralit? di camere di processo (6a, 6b) e detto vano di carico (6) sono comunicanti in cascata, attraverso rispettive porte a scomparsa (10a, 10b), scorrevoli su un piano orizzontale.

5. Dispositivo per compostaggio come in 4, in cui ciascuna di dette porte a scomparsa (10a, 10b) ? una lastra rigida o una serie di barre disposte in uscita in modo avvolgibile.

6. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui detta pluralit? di camere di processo comprende almeno una camera di biostabilizzazione (6a), disposta superiormente, e una camera di maturazione (6b), disposta inferiormente.

7. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui detti aspi rotanti (7a, 7b) presentano deflettori di carico (8) a profilo tagliente e/o in detto condotto di alimentazione (2a) di rifiuti organici ? disposto un trituratore (T).

8. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui detto sistema di rilevamento sensoristico comprende almeno sensori di temperatura, sensori di umidit?, sensori di portata volumetrica, sensori elettronici olfattivi e sensori di carico.

9. Dispositivo per compostaggio come in 8, in cui detto serbatoio di alimentazione (5) di materiale strutturante ? una tramoggia, in cui il passaggio accedente a detto bioreattore (6) ? apribile/chiudibile per mezzo di una valvola di intercettazione comandata da detta unit? di controllo.

10. Dispositivo per compostaggio come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ? prevista una bilancia elettronica adibita a misurare il peso del rifiuto organico immesso nel bioreattore (6) e a inviare tale dato all?unit? di controllo perch? venga successivamente confrontato col dato di peso relativo al prodotto ammendante in uscita da detto bioreattore (6).

11. Dispositivo per compostaggio come in 1, in cui detta unit? di controllo prevede una unit? di interfaccia utente (U) e/o una connessione a un programma applicativo caricato su un dispositivo interattivo remoto.