IT202100015524A1 - Sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica e relativo metodo di pretrattamento - Google Patents

Description

?Sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica e relativo metodo di pretrattamento?

DESCRIZIONE

[0001]. Campo dell?invenzione

[0002]. La presente invenzione si riferisce al settore della digestione anaerobica di rifiuti organici e, in particolare, ad un sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica e relativo metodo di pretrattamento di rifiuti organici.

[0003]. Stato della tecnica

[0004]. La digestione anaerobica dei rifiuti organici ? una tecnologia industriale affermata che permette di recuperare materia ed energia ed ? sempre pi? adottata per la gestione dei rifiuti organici domestici (scarti della preparazione e del consumo di alimenti) e dei rifiuti biodegradabili in generale.

[0005]. Essa ? un processo biologico, condotto in assenza di ossigeno, che porta alla degradazione microbica della sostanza organica biodegradabile con produzione di un gas, il cosiddetto biogas, composto essenzialmente di metano (in percentuali comprese generalmente tra il 50 e l?80% in volume) ed anidride carbonica, impiegato per la produzione di energia (elettrica o termica) o, previa purificazione, di bio-metano per autotrazione o per la cessione alle reti di distribuzione.

[0006]. La digestione anaerobica genera altres? un importante flusso di biomassa residuante dal processo biologico, detta digestato, utilizzabile come fertilizzante agricolo tal quale o dopo una eventuale maturazione aerobica.

[0007]. Il pretrattamento dei rifiuti organici da avviare alla successiva digestione anaerobica ? una fase molto importante in quanto consente di ottenere dei benefici per la successiva digestione anaerobica quali, da un lato, la separazione e lo scarto di materiali non fermentescibili presenti nel rifiuto quali plastiche, metalli, tessuti e vetri e, dall?altro, la riduzione di dimensione delle particelle di cui ? composto il rifiuto organico pretrattato (ingestato) per favorire l?attacco microbico e velocizzare la fermentazione.

[0008]. Oggigiorno, il pretrattamento di rifiuti organici ? tipicamente effettuato mediante l?impiego di un impianto comprendente un trituratore costituito da una vasca metallica aperta superiormente sul cui fondo ? posto un organo cilindrico (rotore) munito di denti metallici che, girando contro un pettine fisso, lacera le buste di plastica e spezzetta il materiale consentendo allo stesso di passare sotto la vasca solo se ridotto a dimensioni inferiori alla distanza tra rotore e pettine fisso.

[0009]. L?impianto, a valle del trituratore, comprende un separatore dimensionale costituito generalmente da un vaglio a tamburo rotante, che consiste in un cilindro metallico ruotante le cui pareti sono dotate di fori di diametro compreso tra i 50 mm e gli 80 mm, oppure da un vaglio a dischi o stelle ruotanti con luce di analoghe dimensioni, che lasciano passare il materiale organico, ricevuto dal trituratore tipicamente tramite una coclea, trattenendo gran parte delle buste di plastica ed altri materiali grossolani (tessuti, lattine, pezzi di legno) di dimensioni superiori a quelle dei fori e che vengono cos? avviati a smaltimento o altri trattamenti diversi dalla digestione anaerobica.

[0010]. L?impianto di pretrattamento comprende infine una vasca (solitamente chiamata bunker) di accumulo e dosaggio del materiale organico vagliato da alimentare ai digestori, disposto a valle del vaglio o separatore dimensionale, la cui presenza ? dovuta al fatto che il conferimento dei rifiuti organici e la loro lavorazione sono svolti nei normali turni di lavoro dei giorni lavorativi mentre la digestione anaerobica ? un processo biologico che richiede una alimentazione costante e continuativa nelle 24 ore e per 7 giorni su 7.

[0011]. Questa vasca di accumulo e dosaggio ha tipicamente un volume tale da contenere il substrato di materiale organico per almeno un giorno e mezzo di lavoro (fine settimana) ed ? dotata di fondo mobile a piastre metalliche che lentamente scorrono verso il lato di scarico alimentando un nastro trasportatore o una coclea che porta il materiale organico pretrattato ad un digestore anaerobico.

[0012]. Per alimentare un digestore anaerobico il materiale organico pretrattato deve essere portato ad una quota superiore a quella del livello del substrato all?interno dei digestori e da tale quota deve essere immesso all?interno mediante una coclea inclinata verso il basso che introduce il materiale sotto il livello di riempimento.

[0013]. In questo modo, la coclea di introduzione funge da guardia idraulica, evitando cos? il riflusso del substrato e la fuoriuscita del biogas dalla linea di alimentazione.

[0014]. In alternativa alla vasca di accumulo (bunker) alcune soluzioni alternative prevedono che l?accumulo dei rifiuti organici avvenga prima del pretrattamento all?interno di fosse di scarico dalle quali un sistema automatizzato di alimentazione mediante carro ponte dotato di benna bivalve a polipo alimenta la linea di trattamento durante la notte e il fine settimana in assenza di personale.

[0015]. Come detto in precedenza, il passaggio dal trituratore al vaglio o separatore dimensionale e da quest?ultimo al digestore anaerobico ? effettuato mediante l?impiego di coclee o, in alternativa di nastri trasportatori gommati o a piastre.

[0016]. Un impianto di pretrattamento come quello appena descritto non ? esente da difetti.

[0017]. Innanzitutto, la vagliatura all?interno di fori di dimensione compresa tra 50 mm e 80 mm lascia passare nella frazione organica (il sottovaglio) frammenti di plastica, vetro, metalli, tessuti, gusci di mitili, tappi di sughero e plastica, capsule del caff? ed altri materiali che non sono digeribili anaerobicamente oppure lo sono in tempi molto pi? lunghi di quelli previsti nel processo (20-22 giorni), determinando di fatto una riduzione del valore della produzione di biogas.

[0018]. Inoltre, i frammenti a maggiore peso specifico e di maggiori dimensioni non eliminati dalla vagliatura possono sedimentare, in certe condizioni di viscosit? e densit? del substrato, sul fondo dei digestori anaerobici provocando guasti per inceppamento degli organi di movimentazione e delle elettrovalvole e pompe di scarico del digestato.

[0019]. Queste sedimentazioni provocano pertanto interruzioni di impianto estremamente dannose per la perdita di produzione e per la necessit? di interventi manutentivi lunghi e laboriosi.

[0020]. Si noti che al fine di ridurre il rischio di tali sedimentazioni ? comunemente adottata la tattica di miscelare alla frazione organica una consistente quantit? di materiale vegetale (ad esempio, potature triturate) fino e oltre il 15% che addensando il substrato mantiene elevata la densit? fino all?uscita dai fermentatori.

[0021]. Tuttavia questo materiale, essendo poco fermentescibile, riduce esso stesso ovviamente la produzione di biogas media della miscela.

[0022]. In aggiunta, si osservi che i frammenti di plastica di minore peso specifico (buste, bottiglie, bicchieri, ecc.) possono intrappolare bolle di biogas ed essere trascinate in superficie all?interno dei digestori anaerobici provocando la formazione di un crostone che impedisce al biogas di liberarsi nello spazio di testa dal quale il biogas viene normalmente evacuato e collettato.

[0023]. Questo inconveniente provoca una minore produzione di biogas ed un aumento del livello del substrato all?interno dei digestori anaerobici oltre i livelli di sicurezza.

[0024]. Ancora, i frammenti di plastica e di altri materiali indesiderati che sono contenuti nel substrato uscente dai fermentatori (digestato) costituiscono contaminanti per l?uso agricolo del digestato come fertilizzante organico.

[0025]. La loro presenza comporta pertanto la necessit? di sottoporre il digestato solido a complesse operazioni di selezione e raffinazione.

[0026]. Inoltre, le dimensioni medie delle particelle di rifiuto organico ottenute del pretrattamento sono tali da rallentare i processi di degradazione che portano alla formazione di biogas (idrolisi, acidogenesi, ecc.) in quanto l?attacco microbico avviene sulla superficie delle particelle stesse e quindi maggiore ? la dimensione della particella e minore ? il rapporto volume/massa. Infatti, particelle pi? piccole hanno una superficie esposta ai microbi per unit? di massa molto maggiore.

[0027]. In aggiunta, il materiale organico ottenuto dal pretrattamento ? un solido eterogeneo a temperatura ambiente ed ? quindi difficile da riscaldare alla temperatura di processo desiderata. Soltanto dentro il digestore anaerobico, quando iniziano i processi di disfacimento, tale materiale assume consistenza fluida che agevola lo scambio termico, pertanto, il riscaldamento ? ottenuto direttamente dentro il volume dei digestori anaerobici determinando, nel lato di ingresso, una zona a temperatura pi? bassa dell?ottimale con una riduzione delle rese in biogas del processo.

[0028]. Inoltre, i sistemi di dosaggio dell?ingestato mediante vasca di accumulo (bunker) e ancora di pi? mediante fosse automatizzate con carroponte caratterizzati da numerosi macchinari in movimento, dovendo operare anche di notte e nei giorni festivi in assenza del personale, comportano evidenti problemi di tempestivit? di intervento in caso di guasto.

[0029]. Infine, i sistemi di dosaggio dell?ingestato mediante fosse automatizzate sono affetti dal problema cosiddetto del last in ? first out ovvero il rifiuto organico scaricato per ultimo nella fossa sar? il primo ad essere avviato a lavorazione mentre il materiale pi? vecchio risieder? pi? a lungo nella fossa determinando il rilascio di liquidi percolanti che dovranno essere pompati da appositi sistemi e avviati ai fermentatori o a depurazione con evidenti complicazioni impiantistiche e oneri economici.

[0030]. Sommario

[0031]. Lo scopo della presente invenzione ? quello di escogitare e mettere a disposizione un sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica che consenta di ovviare almeno parzialmente agli inconvenienti qui sopra lamentati con riferimento alla tecnica nota e che, in particolare, sia in grado di garantire un?elevata affidabilit? ed efficienza del digestore anaerobico alimentato con il materiale organico pretrattato con tale sistema di pretrattamento.

[0032]. Tale scopo ? raggiunto da un sistema in accordo alla rivendicazione 1.

[0033]. Forme di realizzazione vantaggiose di tale sistema sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

[0034]. Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica.

[0035]. Breve descrizione delle figure

[0036]. Ulteriori caratteristiche e vantaggi del sistema e relativo metodo secondo l?invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

[0037]. ? le figura 1 illustra, schematicamente, un sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione;

[0038]. ? la figura 2a illustra, schematicamente, una vista laterale di un componente del sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica in accordo alla presente invenzione, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0039]. ? la figura 2b illustra, schematicamente, una vista dall?alto del componente della figura 2a;

[0040]. ? la figura 3a illustra, schematicamente, una vista laterale di un componente del sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica in accordo alla presente invenzione, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0041]. ? la figura 3b illustra, schematicamente, una vista dall?alto del componente della figura 3a;

[0042]. ? la figura 4a illustra, schematicamente, una vista in sezione laterale di un componente del sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica in accordo alla presente invenzione, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0043]. ? la figura 4b illustra, schematicamente, una vista dall?alto del componente della figura 4a;

[0044]. ? la figura 5a illustra, schematicamente, una vista in sezione laterale di un componente del sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica in accordo alla presente invenzione, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;

[0045]. ? la figura 5b illustra, schematicamente, una vista in sezione dall?alto del componente della figura 5a, e

[0046]. ? la figura 6 illustra, mediante un diagramma a blocchi, un metodo di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

[0047]. Si fa presente che nelle figure elementi uguali o analoghi saranno indicati con gli stessi riferimenti numerici o alfanumerici.

[0048]. Descrizione di alcune forme di realizzazione preferite

[0049]. Con riferimento ora alle suddette figure, il riferimento numerico 100 indica nel suo complesso un sistema di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica, nel seguito anche sistema di pretrattamento o semplicemente sistema.

[0050]. Il sistema 100 comprende una prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici.

[0051]. La prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici ? configurata per aprire imballaggi di rifiuti organici e triturare i rifiuti organici in particelle.

[0052]. Inoltre, la prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici ? configurata per convogliare ad una lavorazione successiva le particelle di rifiuti organici.

[0053]. In una forma di realizzazione, mostrata nelle figure 2a e 2b, la prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici comprende una vasca 11, preferibilmente in materiale metallico, aperta superiormente per favorire l?inserimento di imballaggi (ad esempio, sacchi, buste e cos? via) contenenti rifiuti organici.

[0054]. In questa forma di realizzazione, la prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici comprende inoltre un organo cilindrico 12 (ad esempio, un rotore) alloggiato all?interno della vasca 11, preferibilmente in corrispondenza del fondo della vasca 11, ed atto a ruotare attorno ad un rispettivo asse di rotazione R1.

[0055]. L?organo cilindrico 12 comprende una pluralit? di denti metallici 13 distribuiti sulla superficie esterna dell?organo cilindrico 12.

[0056]. In questa forma di realizzazione, la prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici comprende inoltre almeno un elemento di lacerazione (non visibile nelle figure), ad esempio un pettine, fissato all?interno della vasca 11 ad una stabilita distanza dall?organo cilindrico 12.

[0057]. Durante la rotazione dell?organico cilindrico 12 attorno al rispettivo asse di rotazione R1 la pluralit? di denti metallici 13 portano gli imballaggi di rifiuti organici contro l?almeno un elemento di lacerazione consentendo a quest?ultimo di aprire gli imballaggi di rifiuti organici e triturare i rifiuti organici in particelle.

[0058]. Inoltre, la stabilita distanza tra l?organo cilindrico 12 e l?almeno un elemento di lacerazione consente preferibilmente il passaggio al di sotto della vasca 11 per il convogliamento alla lavorazione successiva solo di particelle di rifiuti organici aventi una dimensione inferiore a detta stabilita distanza.

[0059]. Si noti che la stabilita distanza tra l?organo cilindrico 12 e l?almeno un elemento di lacerazione ? tale da garantire una frammentazione non spinta degli imballaggi o in generale di buste e altro materiale plastico presente all?interno degli imballaggi per consentire a componenti (descritti nel seguito) del sistema 100 disposti a valle della prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici di poter funzionare in modo efficiente.

[0060]. Il fatto di non conseguire una frammentazione spinta consente vantaggiosamente di ottenere una migliore pulizia del substrato nella stazione di pretrattamento successiva (descritta nel seguito) e, conseguentemente, del fertilizzante che se ne ricava da parte di frammenti plastici di minute dimensioni (microplastiche) ed anche un minor consumo di energia elettrica per la minore potenza dei motori richiesta per la sola apertura degli imballaggi.

[0061]. Si noti che la prima stazione 10 di pretrattamento ? rappresentativa di una tipologia di macchina apri-imballaggi o aprisacchi.

[0062]. Ritornando in generale al sistema 100 dell?invenzione, il sistema 100 comprende inoltre almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici configurata per ricevere particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici.

[0063]. L?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici ? configurata per separare tali particelle di rifiuti organici in sotto-particelle della componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle della componente di materiale di scarto non putrescibile.

[0064]. L?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici ? vantaggiosamente configurata per convogliare ad una lavorazione successiva un composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura.

[0065]. La stabilita dimensione di vagliatura inferiore o uguale a 40 mm, preferibilmente inferiore o uguale a 30 mm.

[0066]. Il convogliamento alla lavorazione successiva del composto di sottoparticelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura avviene tramite uno o pi? organi di trasporto motorizzato 14 (mostrato nella figura 1), ad esempio una o pi? coclee, disposte a valle dell?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici.

[0067]. In accordo ad una forma di realizzazione, mostrata nella figura 1, il sistema 100 comprende inoltre una tramoggia di accumulo e dosaggio 15 di particelle di rifiuti organici provenienti dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici.

[0068]. Si noti che il convogliamento di particelle dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici e la tramoggia di accumulo e dosaggio 15 di particelle avviene tramite un primo organo di carico motorizzato 16, ad esempio una coclea (mostrata nella figura 1).

[0069]. La tramoggia di accumulo e dosaggio 15 di particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici ? configurata per convogliare le particelle di rifiuti organici accumulate verso l?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici.

[0070]. A tal proposito, il convogliamento delle particelle di rifiuti organici dalla tramoggia di accumulo e dosaggio 15 di particelle di rifiuti organici all?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici avviene un secondo organo di carico motorizzato 17, ad esempio una coclea (mostrata nella figura 1).

[0071]. In una forma di realizzazione, mostrata nelle figure 3a e 3b, l?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici comprende un cilindro metallico 21 ad asse orizzontale dove ruota un albero girevole sul quale sono montate delle pale girevoli o martelli folli con testa sostituibile.

[0072]. Le particelle di rifiuti organici provenienti dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici sono alimentate mediante una tramoggia di ingresso 22 posta ad una estremit? del cilindro metallico 21 e superiormente ad esso.

[0073]. Quando l'albero girevole ? posto in rotazione, tipicamente ad una frequenza dell'ordine di alcune centinaia di giri al minuto, le pale girevoli investono tali particelle da trattare provocando la disgregazione spinta delle sotto-particelle della componente organica umida putrescibile (con dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura) spingendo tali sotto-particelle verso una tramoggia di scarico 23 (visibile nella figura 3a) e le sotto-particelle della componente di materiale di scarto non putrescibile (quali plastiche, metalli, tessuti e cos? via, aventi dimensione superiore alla stabilita dimensione di vagliatura), ad avanzare in direzione assiale nella cavit? verso un rispettivo scarico 24 (visibile nella figura 3a) posto all?estremit? in basso opposta rispetto alla tramoggia di ingresso 22.

[0074]. Il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile (purea) ? in uscita invece attraverso una rete vagliante fissa con fori di diametro non superiore alla stabilita dimensione di vagliatura, ad esempio pari a 30 mm, che costituiscono la parte inferiore del cilindro.

[0075]. Il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura cade sotto una rete nella tramoggia di scarico 23 posta sotto il cilindro metallico 21 e da qui, mediante l?uno o pi? organi di trasporto motorizzato 14, viene estratta e avviata alla fase successiva.

[0076]. Si noti che l?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici in accordo alla forma di realizzazione delle figure 3a e 3b ? una tipologia di separatore veloce.

[0077]. Si fa presente che, mentre i separatori appartenenti allo stato della tecnica e reperibili sul mercato prevedono normalmente l?aggiunta di acqua per agevolare la separazione della frazione organica putrescibile dai materiali indesiderati ed in particolare delle plastiche, in accordo alla forma di realizzazione appena descritta, ? possibile non prevedere l?utilizzo di liquidi, salve minime quantit? per la pulizia a fine turno, per non diluire il substrato e rimanere quindi in ambito DRY e godere dei relativi vantaggi prima descritti.

[0078]. Ci? riduce l?efficienza di separazione della frazione organica rispetto all?uso con acqua di diluizione.

[0079]. Tuttavia, in accordo ad una forma di realizzazione dell?invenzione, mostrata nella figura 1, il sistema 100 comprende inoltre una ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici, analoga all?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici descritta con riferimento alla forma di realizzazione delle figure 3a e 3b ed altre forme di realizzazione.

[0080]. L?ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici ? configurata per sottoporre il materiale scartato dal trattamento dell?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici, ovvero le sottoparticelle della componente di materiale di scarto non putrescibile, ad un secondo trattamento in modo da ridurre la quantit? di materiale organico umido che rimane attaccato alle componenti non organiche e ottenere una quantit? maggiore di rifiuto organico putrescibile da avviare a digestione anaerobica.

[0081]. Il convogliamento del materiale scartato dal trattamento eseguito dall?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici all?ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici avviene tramite un ulteriore organo di carico motorizzato 25 (mostrato nella figura 1), ad esempio una coclea.

[0082]. Lo scarto indesiderato che si ottiene dalla lavorazione ad opera dell?ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici ? rappresentato prevalentemente da plastiche e inerti e pu? cos? essere avviato a smaltimento o ad eventuale recupero in altro impianto.

[0083]. Come mostrato nella figura 1, l?avviamento a smaltimento o ad eventuale recupero in altro impianto avviene tramite un ulteriore organo di scarico motorizzato 26 (ad esempio, una coclea).

[0084]. Invece, le sotto-particelle della componente organica umida putrescibile vengono estratte e avviate alla fase successiva tramite uno o pi? organi di trasporto motorizzato 14? (mostrati nella figura 1), ad esempio una o pi? coclee, disposte a valle dell?ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici.

[0085]. In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, in alternativa a quella illustrata nelle figure 1, 3a e 3b, non mostrata nelle figure, l?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici comprende una camera cilindrica forata con fori di diametro inferiore alla stabilita seconda dimensione di vagliatura, ad esempio inferiore o uguale a 40 mm, preferibilmente inferiore o uguale a 30 mm.

[0086]. In questa forma di realizzazione, il convogliamento delle particelle di rifiuti organici dalla tramoggia di accumulo e dosaggio 15 di particelle, provenienti dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici, all?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici avviene mediante una spinta ad opera di una coclea o vite senza fine a passo costante o variabile al termine della quale un dispositivo di regolazione determina la sezione di uscita permettendo di regolare la pressione a cui il rifiuto organico viene strizzato e, di conseguenza, la resa di separazione in sotto-particelle di una componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle di una componente di materiale di scarto non putrescibile.

[0087]. Si fa presente che l?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento della forma di realizzazione appena descritta ? una tipologia di pressa spremitrice lenta o bio-estrusore.

[0088]. In accordo ad una forma di realizzazione, in combinazione con la precedente, il sistema 100 pu? comprendere l?ulteriore seconda stazione 20? di pretrattamento di rifiuti organici per una lavorazione a doppio passaggio per incrementare le rese di separazione e minimizzare la quantit? di scarti in funzione delle esigenze del gestore.

[0089]. Con entrambe le forme di realizzazione sopra descritte di detta almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici si ottengono numerosi vantaggi.

[0090]. Innanzitutto, il composto (purea) di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura non contiene materiali inerti e non digeribili di dimensioni superiori alla stabilita dimensione di vagliatura (ad esempio, 30 mm) diversamente dal sottovaglio che pu? contenere frammenti fino a 50-80 mm di diametro.

[0091]. Pertanto, il conseguente rischio di sedimentazione all?interno dei digestori ? quindi ridotto al minimo.

[0092]. Infatti la velocit? di sedimentazione ? funzione quadrato del raggio della particella [legge di Stokes - una particella di raggio medio di 30 mm (sottovaglio) sedimenter? ad una velocit? quadrupla rispetto ad una particella dello stesso materiale ma di raggio medio 15 mm (purea)].

[0093]. Inoltre, grazie all?effetto congiunto della prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici (aprisacchi) utilizzata che non lacera i sacchetti di plastica e delle macchine separatrici con fori ridotti, si ha un contenuto in frammenti plastici molto ridotto e una conseguente minima contaminazione da microplastiche del digestato e del compost che se ne ottiene.

[0094]. Il composto (purea) ottenuto ? viscoso ma pompabile e pu? quindi essere trasferito alle fasi successive mediante sistemi idraulici come pompe e coclee semplificando e agevolando molto la gestione e la manutenzione degli apparati.

[0095]. Tale composto (purea) si presenta come un fango viscoso e perfettamente amalgamato con un contenuto di sostanza secca tipicamente superiore al 25% (misurato in assenza di sfalci) uguale a quello dei rifiuti organici da cui ? ottenuto in quanto non si aggiunge acqua durante il trattamento.

[0096]. La dimensione delle particelle che compongono il fango non ? superiore a 40 mm e preferibilmente non superiore a 30 mm.

[0097]. Il materiale con queste caratteristiche risulta pompabile e pertanto alimentato mediante una pompa a pistone (come descritto nel seguito).

[0098]. Ritornando in generale all?invenzione della figura 1, il sistema 100 comprende inoltre una terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici configurata per accumulare il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura.

[0099]. In accordo ad una forma di realizzazione, mostrate anche nelle figure 4a e 4b, la terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici comprende una vasca 31 di accumulo e alimentazione.

[00100]. Tale vasca 31 ? realizzata preferibilmente in cemento armato, quindi ? impermeabile ai liquidi.

[00101]. Inoltre, la vasca 31 ha volume interno idoneo ad un?alimentazione continuativa di digestori anaerobici anche nei giorni del fine settimana o nelle festivit? lavorative.

[00102]. Il fondo della vasca 31 ? preferibilmente inclinato, come mostrato ad esempio nella figura 4a.

[00103]. In una forma di realizzazione, in combinazione con la precedente, la vasca 31 comprende un apparato di riscaldamento 32 configurato per riscaldare il composto ad una stabilita temperatura prossima a quella di processo.

[00104]. In accordo ad una forma di realizzazione, l?apparato di riscaldamento 32 ? uno scambiatore di calore comprende una o pi? serpentine riscaldate con acqua calda posizionate sulle pareti interne e/o sul fondo della vasca 31.

[00105]. Con riferimento in generale alla forma di realizzazione delle figure 4a e 4b, la terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici comprende inoltre un ulteriore organo di scarico motorizzato 33 (ad esempio, una coclea) agganciato sul fondo inclinato della vasca 31.

[00106]. L?organo di scarico motorizzato 33 ? configurato per agevolare lentamente l?estrazione del composto dalla vasca 31 per il suo convogliamento verso digestori anaerobici.

[00107]. Con l?impiego della terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici appena descritta in accordo a diverse forme di realizzazione, il composto organico ? vantaggiosamente riscaldato preliminarmente e in maniera graduale cos? che al suo ingresso dentro il digestore anaerobico, miscelandosi con il substrato contenuto, non subisce e non provoca shock termici alla comunit? microbica.

[00108]. Pertanto, il volume all?interno dei fermentatori ? utilizzato quindi in maniera ottimale.

[00109]. Inoltre, la permanenza in vasca dopo disgregazione ed il preriscaldamento favoriscono l?instaurarsi immediato dei processi degradativi di idrolisi e acidogenesi e accorcia quindi l?inizio della produzione del biogas (acetogenesi e metanogenesi) che si svolgono nella fase successiva all?interno dei fermentatori.

[00110]. Ancora, diversamente dai bunker di alimentazione e dosaggio con fondo mobile a piastre, la vasca in cemento armato ? impermeabile ai liquidi, inoltre l?azione disgregante dei separatori centrifughi comporta la formazione di un composto (purea) ad alta densit? e viscosit? che per la propria natura colloidale sfavorisce il rilascio di liquidi e di conseguenza non si hanno problemi di percolati che fuoriescono dal bunker e richiedono continui interventi di raccolta e pulizia dei locali ove sono installati;

[00111]. Infine, diversamente dai sistemi che adottano le fosse di conferimento per lo stoccaggio preliminare e nei quali la lavorazione con tutte le macchine di pretrattamento avviene in maniera continuativa durante tutta la giornata inclusi i festivi e quindi anche in assenza di personale, con l?adozione di vasche di accumulo e alimentazione e le parti meccaniche coinvolte in questa sezione sono ridotte al minimo (coclea agevolatrice) e conseguentemente i rischi di guasto/rottura in assenza di personale sono anch?essi ridotti al minimo.

[00112]. Ritornando in generale all?invenzione della figura 1, il sistema 100 comprende inoltre dispositivo di alimentazione 40 configurato per trasferire il composto, eventualmente preriscaldato, dalla terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici (vasca 31 di accumulo e alimentazione) a digestori anaerobici (non mostrati nelle figure).

[00113]. In accordo ad una forma di realizzazione, in combinazione con una qualsiasi di quelle descritte in precedenza, mostrata nelle figure 1, 5a e 5b, il dispositivo di alimentazione 40 comprende una pompa idraulica a pistone per materiali ad alta viscosit?.

[00114]. Una pompa di alimentazione di questa tipologia ? comunemente impiegata per lo svuotamento e ricircolo dei digestori anaerobici dal digestato essendo quest?ultimo fluido e pompabile mentre, solitamente, non sono impiegate per l?ingestato in quanto esso si trova allo stato di solido disomogeneo e non pompabile.

[00115]. Tuttavia, in accordo alla presente invenzione, il composto di sottoparticelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura (non superiore a 40 mm), eventualmente preriscaldato, ? pompabile quindi ? vantaggiosamente favorito anche l?impiego della pompa idraulica a pistone per il trasferimento dell?ingestato.

[00116]. La possibilit? di adottare una o pi? pompe idrauliche a pistone per il carico dei digestori anaerobici consente un?estrema semplificazione del lay-out del sistema 100 eliminando ad esempio l?impiego di tramogge, nastri e coclee inclinate con evidenti vantaggi di manutenzione e minori rischi di fermo impianto.

[00117]. Inoltre, una pompa idraulica a pistone ? di tipo volumetrico e permette pertanto una precisa misurazione volumetrica dei quantitativi immessi al processo a differenza dei sistemi tradizionali che si basano sull?impiego di celle di carico dinamiche di minore precisione e affidabilit?.

[00118]. In aggiunta, una pompa idraulica a pistone vantaggiosamente impedisce il riflusso dell?ingestato anche se inserito sotto il battente idraulico e non ? quindi necessario portare le tubazioni di ingresso sopra il livello di riempimento dei digestori (normalmente a circa 6-8 metri di altezza).

[00119]. In accordo ad altre forme di realizzazione, in alternativa alla precedente, non mostrate nelle figure, il dispositivo di alimentazione 40 pu? essere un organo di carico motorizzato, ad esempio una coclea.

[00120]. Con riferimento ora alla figura 6, viene ora descritto un metodo 600 di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica, nel seguito anche metodo di pretrattamento o semplicemente metodo.

[00121]. Il metodo 600 comprende una fase simbolica di inizio ST.

[00122]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di aprire 601, ad opera di una prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici, imballaggi di rifiuti organici.

[00123]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di triturare 602, ad opera della prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici, i rifiuti organici in particelle.

[00124]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di convogliare 603 ad una lavorazione successiva, ad opera della prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici, particelle di rifiuti organici.

[00125]. La prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici ? stata descritta in precedenza con riferimento al sistema 100.

[00126]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di ricevere 604, ad opera di almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici, le particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici.

[00127]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di separare 605, ad opera dell?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici, tali particelle in sotto-particelle di una componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle di una componente di materiale di scarto non putrescibile.

[00128]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di convogliare 606 ad una lavorazione successiva, ad opera dell?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici, un composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura.

[00129]. L?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici, in accordo a diverse forme di realizzazione, e la stabilita dimensione di vagliatura sono state descritte in precedenza con riferimento al sistema 100.

[00130]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di accumulare 607, ad opera di una terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici, il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura.

[00131]. La terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici ? stata descritta in precedenza.

[00132]. Il metodo 600 comprende inoltre una fase di trasferire 608 il composto, ad opera di un dispositivo di alimentazione 40, dalla terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici (vasca 31 di accumulo e alimentazione) a digestori anaerobici (non mostrati nelle figure).

[00133]. Il dispositivo di alimentazione 40, in accordo a diverse forme di realizzazione, ? stato gi? descritto in precedenza.

[00134]. In accordo ad una forma di realizzazione, la fase di trasferire 608 ? eseguita impiegando come dispositivo di alimentazione 40 una pompa idraulica a pistone per materiali ad alta viscosit? (descritta in precedenza).

[00135]. Il metodo 600 comprende una fase simbolica di fine ED.

[00136]. Con riferimento ora alle figure, viene ora descritto un esempio di funzionamento del sistema 100 di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica, in accordo ad una forma di realizzazione della presente invenzione.

[00137]. Una prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici (macchina apri-imballaggi) apre gli imballaggi di rifiuti organici alloggiati al suo interno e tritura i rifiuti organici in particelle.

[00138]. La prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici convoglia ad una lavorazione successiva le particelle di rifiuti organici.

[00139]. Almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici (separatore veloce o pressa spremitrice lenta) riceve da una tramoggia di accumulo e dosaggio 15 particelle di rifiuti organici provenienti dalla prima stazione 10 di pretrattamento di rifiuti organici e separa tali particelle in sottoparticelle di una componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle di una componente di materiale di scarto non putrescibile.

[00140]. L?almeno una seconda stazione 20 di pretrattamento di rifiuti organici convoglia ad una lavorazione successiva un composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura.

[00141]. Una terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici (vasca di accumulo e alimentazione) accumula e preriscalda il composto di sottoparticelle della componente organica umida putrescibile aventi dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura.

[00142]. Un dispositivo di alimentazione 40 (ad esempio una pompa idraulica a pistone per materiali ad alta viscosit?) trasferisce il composto preriscaldato dalla terza stazione 30 di pretrattamento di rifiuti organici (vasca di accumulo e alimentazione) a digestori anaerobici.

[00143]. Come si pu? constatare lo scopo della presente invenzione ? pienamente raggiunto in quanto il sistema ed il relativo metodo oggetto della presente invenzione presentano i vantaggi gi? descritti in precedenza.

[00144]. Alle forme di realizzazione sistema e relativo metodo sopra descritte, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI

1. Sistema (100) di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica, comprendente:

- una prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici configurata per aprire imballaggi di rifiuti organi e triturare i rifiuti organici in particelle, detta prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici essendo configurata per convogliare ad una lavorazione successiva le particelle di rifiuti;

- almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici configurata per ricevere le particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici, detta almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici essendo configurata per separare tali particelle in sotto-particelle di una componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle di una componente di materiale di scarto non putrescibile, detta almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici essendo configurata per convogliare ad una lavorazione successiva un composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura;

- una terza stazione (30) di pretrattamento configurata per accumulare il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura;

- un dispositivo di alimentazione (40) configurato per trasferire il composto, dalla terza stazione (30) di pretrattamento di rifiuti organici a digestori anaerobici.

2. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una tramoggia di accumulo (15) di particelle di rifiuti organici provenienti dalla prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici, la tramoggia di accumulo e dosaggio (15) di particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici essendo configurata per convogliare le particelle di rifiuti organici accumulate verso l?almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici.

3. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici comprende:

- una vasca (11) aperta superiormente per favorire l?inserimento di imballaggi di rifiuti organici;

- un organo cilindrico (12) alloggiato all?interno della vasca (11) ed atto a ruotare attorno ad un rispettivo asse di rotazione (R1), l?organo cilindrico (12) comprendendo una pluralit? di denti metallici (13) distribuiti sulla superficie esterna dell?organo cilindrico (12);

- almeno un elemento di lacerazione fissato all?interno della vasca (11) ad una stabilita distanza dall?organo cilindrico (12), durante la rotazione dell?organico cilindrico (12) attorno al rispettivo asse di rotazione (R1) la pluralit? di denti metallici (13) portano gli imballaggi di rifiuti organici contro l?almeno un elemento di lacerazione consentendo a quest?ultimo di aprire gli imballaggi di rifiuti organici e triturare i rifiuti organici in particelle.

4. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici comprende un cilindro metallico (21) ad asse orizzontale intorno al quale ruota un albero girevole sul quale sono montate pale girevoli o martelli folli con testa sostituibile, le particelle di rifiuti organici provenienti dalla prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici essendo alimentate mediante una tramoggia di ingresso (22) posta ad una estremit? del cilindro metallico (21) e superiormente ad esso, quando l'albero girevole ? posto in rotazione, le pale girevoli investono tali particelle da trattare provocando la disgregazione spinta delle sottoparticelle della componente organica umida putrescibile spingendo tali sottoparticelle verso una tramoggia di scarico (23) e le sotto-particelle della componente di materiale di scarto non putrescibile ad avanzare in direzione assiale nella cavit? verso un rispettivo scarico (24) posto all?estremit? in basso opposta rispetto alla tramoggia di ingresso (22), il composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura cadendo sotto una rete nella tramoggia di scarico (23) posta sotto il cilindro metallico (21) e da qui, mediante uno o pi? organi di trasporto motorizzato (18), viene estratta e avviata alla fase successiva.

5. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 3, in cui l?almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici comprende una camera cilindrica forata con fori di diametro inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura.

6. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una ulteriore seconda stazione (20?) di pretrattamento di rifiuti organici configurata per sottoporre il materiale scartato dal trattamento dell?almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici ad un secondo trattamento in modo da ridurre la quantit? di materiale organico umido che rimane attaccato alle componenti non organiche e ottenere una quantit? maggiore di rifiuto organico putrescibile da avviare a digestione anaerobica.

7. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la terza stazione (30) di pretrattamento di rifiuti organici comprende una vasca (31) di accumulo e alimentazione.

8. Sistema (100) secondo la rivendicazione 6, in cui la vasca (31) ? realizzata in cemento armato.

9. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 7 a 8, in cui la vasca (31) comprende un apparato di riscaldamento (32) configurato per riscaldare il composto ad una stabilita temperatura prossima a quella di processo.

10. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 7 a 9, in cui la terza stazione (30) di pretrattamento di rifiuti organici comprende inoltre un ulteriore organo di scarico motorizzato 33 agganciato sul fondo inclinato della vasca (31), l?organo di scarico motorizzato (33) essendo configurato per agevolare lentamente l?estrazione del composto dalla vasca (31) per il suo convogliamento verso digestori anaerobici.

11. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di alimentazione (40) comprende una pompa idraulica a pistone per materiali ad alta viscosit?.

12. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la stabilita dimensione di vagliatura ? inferiore o uguale a 40 mm.

13. Sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 11, in cui la stabilita dimensione di vagliatura ? inferiore o uguale a 30 mm.

14. Metodo (600) di pretrattamento di rifiuti organici per successiva digestione anaerobica, comprendente fasi di:

- aprire (601), ad opera di una prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici, imballaggi di rifiuti organici;

- triturare (602), ad opera della prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici, i rifiuti organici in particelle;

- convogliare (603) ad una lavorazione successiva, ad opera della prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici, particelle di rifiuti organici; - ricevere (604), ad opera di almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici, le particelle di rifiuti organici convogliate dalla prima stazione (10) di pretrattamento di rifiuti organici;

- separare (605), ad opera di detta almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici, tali particelle in sotto-particelle di una componente organica umida putrescibile ed in sotto-particelle di una componente di materiale di scarto non putrescibile;

- convogliare (606) ad una lavorazione successiva, ad opera dell?almeno una seconda stazione (20) di pretrattamento di rifiuti organici, un composto di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi una dimensione inferiore ad una stabilita dimensione di vagliatura;

- accumulare (607), ad opera di una terza stazione (30) di pretrattamento di rifiuti organici, la purea di sotto-particelle della componente organica umida putrescibile aventi dimensione inferiore alla stabilita dimensione di vagliatura; - trasferire (608) il composto, ad opera di un dispositivo di alimentazione (40), dalla terza stazione (30) di pretrattamento di rifiuti organici a digestori anaerobici.

15. Metodo (600) secondo la rivendicazione 14, in cui la fase di trasferire (608) ? eseguita impiegando come dispositivo di alimentazione (40) una pompa idraulica a pistone per materiali ad alta viscosit?.