ITCE20080011A1 - Processo per la trasformazione dei rifiuti solidi urbani in materiali e/o conglomerati dalla quota inerte, in energia ottenuta dal biogas derivante da trattamento a freddo di bioconversione anaerobica della frazione organica ed in eventuale ammendant - Google Patents
Processo per la trasformazione dei rifiuti solidi urbani in materiali e/o conglomerati dalla quota inerte, in energia ottenuta dal biogas derivante da trattamento a freddo di bioconversione anaerobica della frazione organica ed in eventuale ammendant Download PDFInfo
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo : “PROCESSO PER LA TRASFORMAZIONE DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI IN MATERIALI E/O CONGLOMERATI DALLA QUOTA INERTE. IN ENERGIA OTTENUTA DAL BIOGAS DERIVANTE DA TRATTAMENTO A FREDDO DI BIOCONVERSIONE ANAEROBICA DELLA FRAZIONE ORGANICA ED IN EVENTUALE AMMENDANTE".
I Rifiuti Solidi Urbani sono fonte di energia e di materiali riutilizzabili in vario modo nell’industria Nonostante una generale condivisione di questa verità , in molti Paesi, ancora oggi, il sistema di smaltimento principale à ̈ rappresentato dall'invio in discariche, più o meno controllate, del rifiuto tal quale, ancorché compattato per ridurne i volumi Questa situazione ha causato e continua a causare, sottrazione di suoli (destinabili alla agricoltura, alla pastorizia od altro) ed inquinamento dei terreni e delle falde acquifere Da un punto di vista energetico poi rappresenta uno spreco totale
E però opinione corrente che il migliore sfruttamento dei rifiuti si realizzi operandone la separazione nelle 4 componenti principali: Organico putrescibile. Riciclabile, Combustibile, Inerte Questo sistema richiede il contributo, a monte, del cittadino ed una lavorazione in appositi stabilimenti Dall'Organico variamente stabilizzato in maniera aerobica, con problemi (tutti da risolvere) di inquinamento olfattivo, si può ricavare fertilizzante oppure, sottoponendolo ad ossidazioni varie, si può ricavare energia ottenendo come scarto cenere di difficile smaltimento; oppure ancora, sottoponendolo a fermentazione anaerobica, si può ricavare biogas Il Riciclabile (carta, vetro, PET, alluminio ecc alimenta apposite industrie Il Combustibile (costituito da carta, cartone da imballaggio, tessuti, scarti, di pellami, scarti di lavorazione de! legname, plastica ed altro ancora) viene incenerito ad alta temperatura per ricavarne energia con produzione di fumi e ceneri, ancora da smaltire L'Inerte viene sversato in discarica o, in casi sporadici, trattato per essere utilizzato in edilizia
In un mondo in cui il profitto à ̈ la ragione principale alia base delle scelte produttive, questo sistema di smaltimento à ̈ politicamente molto apprezzato anche se à ̈ tecnicamente inefficiente oltre che altamente nocivo per la popolazione e per l'ambiente. Infatti, a! fine di incrementare gli utili, la tendenza à ̈ costruire impianti di incenerimento sempre più potenti con richieste di materiati per alimentarli sempre maggiori Per questo si assiste, anche in Paesi dove la cittadinanza già era avvezza ad una raccolta differenziata spinta, all’utitizzo dì sempre maggiori frazioni del rifiuto, magari differenziato a monte e poi riunito, come combustìbile per gli inceneritori Questi ultimi, oltre a metalli, emettono nei fumi materiale particolato, o polveri sottili, attamente nocivo per la salute umana, e denominato con la sigla PM seguita dalla dimensione media in micrometri (pm). Alle rimostranze delle popolazioni per la immissione in atmosfera di notevoli quantità di PM-10 (dimensione media 10 pm o inferiore), i tecnici degli inceneritori rispondono aumentando le temperature di combustione Questa pratica provoca la diminuzione delle dimensioni delle particelle emesse fino a raggiungere i nm (nanometri), tre ordini di grandezza più piccole. Le nanoparticelle sono molto più dannose delle PM-10 ma non ancora censite come tali dalle legislazioni vigenti
Infatti numerose ricerche hanno confermato la presenza di nanoparticelle all'interno delle cellule, financo nello sperma umano.
Inoltre l’aumento delle dimensioni di scala degli impianti, sempre finalizzato ad una gestione più profittevole, comporta una riduzione del numero degli stessi sul territorio. Ne consegue che i rifiuti debbano essere trasportati a distanze sempre maggiori, con conseguenti perdite di materiale lungo il percorso Questa pratica à ̈ fonte di ulteriore inquinamento dovuto alle emissioni dei mezzi di trasporto e non solo.
Il processo - impianto oggetto del presente trovato intende risolvere tutti i problemi prima esposti. Esso si caratterizza per :
a- Capacità a trattare rifiuto tal quale (quindi senza coinvolgere il cittadino-utente-produttore) o differenziato in vario modo (mediante il coinvolgimento de! cittadino);
b- Potenzialità a servire piccole, medie e grandi comunità ;
c- Semplicità di conduzione;
d- Possibilità di realizzare il processo - impianto in ciascun Comune, o più impianti in grandi metropoli, eliminando la necessità del trasferimento dei rifiuto in altri stabilimenti a distanza Il processo - impianto à ̈ molto versatile perché in grado di adattarsi a qualsiasi situazione locale Potendo trattare ogni tipologia di rifiuto solido urbano, si presta anche ad essere utilizzato per la bonifica delle aree oggetto di discariche controllate.
Al fine di non consentire dispersioni in atmosfera di aria non preventivamente depurata, il processo à ̈ studiato per operare in leggera depressione. Esso può essere realizzato senza limitazioni urbanistiche o di forme architettoniche e pertanto può essere collegato armonicamente in qualunque ambiente, addirittura nel centro cittadino.
L’impianto, in accordo alle normative vigenti, si propone di risolvere in maniera definitiva il problemi dello smaltimento dei Rifiuti Solidi Urbani, mediante un ciclo di trattamenti operanti esclusivamente a freddo, con la sola eccezione della combustione del biogas, finalizzata alla autoalimentazione energetica
Nell'impianto entrano Rifiuti Solidi Urbani, variamente differenziati, acqua di processo, alcalinizzante ed eventualmente leganti Dall’impianto escono: a) inerti selezionati ; b) inerti indifferenziati più o meno finemente triturati; c) conglomerati vari ; d) biogas, prodotto in reattori a flore adese a seguito della fermentazione anaerobica della quota organica; e) ammendanti, ottenuti dai fanghi derivanti dalla digestione anaerobica anzidetta.
Gli inerti selezionati sono inviati ai centri specializzati per il loro riutilizzo.
Gli inerti indifferenziati sono utilizzabili per la produzione, in situ, di materiali conglomerati per l'edilizia (sottofondi di pavimentazioni stradali, frangiflutti, muretti per recinzioni, ecc.) o ceduti all’esterno Il biogas può essere utilizzato per autoalimentazione energetica e/o ceduto, sia tal quale che trasformato in energia elettrica e termica.
I fanghi, una volta addensati, possono essere venduti come ammendanti, dopo opportuna correzione ed essiccazione, oppure utilizzati come ulteriore inerte per i conglomerati
L’elasticità del processo - impianto consente di programmare i prodotti in uscita a seconda delle esigenze e/o richieste del mercato. Queste variazioni non costituiscono limitazione alcuna per gli sviluppi che possono derivare dalle varie applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare Gli sviluppi, le modifiche e/o le aggiunte si intendono pertanto fin da ora compresi nelle rivendicazioni di cui al presente trovato
L'impatto con l'ambiente si riduce, così, ai soli prodotti della combustione del biogas, sicuramente privi di ioni metallici. L'eventuale esubero di partite di prodotti conglomerati si può risolvere in una ulteriore risorsa se il deposito viene effettuato in cave dismesse al fine di bonificarne i siti
li processo - impianto si articola nelle seguenti operazioni essenziali:
Linea inerti
o raccolta e stoccaggio giornaliero del rifiuto in contenitore a tenuta stagna;
o frantumazione grossolana del rifiuto;
o differenziazione dei componenti inerti da quelli organici bioconvertibili;
o eventuale separazione di inerti riutilizzabili
o frantumazione fine degli inerti non riutilizzabili
o mescola con leganti
o formazione di conglomerati.
Linea organici bioconvertibili
o bioconversione anaerobica per produzione di biogas e fanghi;
o cogenerazione per produzione di energia elettrica ed energia termica utilizzabili prevalentemente nell’impianto;
o eventuale essiccazione dei fanghi
Linea trattamento aria esausta
o aspirazione e trattamento idoneo dell'aria esausta.
In fig. 1 Ã ̈ riportato io schema a blocchi mentre in fig. 2 Ã ̈ riportato uno schema funzionale del proces - impianto oggetto del presente trovato
Le rappresentazioni non costituiscono limitazione alcuna per gli sviluppi che possono derivare varie applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare Gli sviluppi, le modifiche e/o aggiunte si intendono pertanto fin da ora comprese nelle rivendicazioni di cui al presente trovato. Gli elementi raffigurati realizzano linee di trattamento che possono operare, contemporaneamente o singolarmente, tanto sulla parte organica quanto su quella inerte. Tali linee possono essere moltiplicate, sia nel caso di impegno elevato deimpianto e sta per consentire la manutenzione L’impianto può essere costituito anche da una sola delle due linee fondamentali, nel caso che raccolga solo rifiuti differenziati La linea di trattamento degli inerti può trattarne anche un solo tipo o essere utilizzata per la separazione dei tipi, da destinare singolarmente ad operatori esterni nelle caratteristiche da questi richieste
E’ appena il caso di ribadire che il processo à ̈ condotto in ambiente completamente stagno per cui, dai punto di vista architettonico, l’involucro dell'impianto può essere realizzato in qualunque forma per collocarsi cosi armonicamente in ogni sito circostante
Forma e dimensione sono funzioni dei servizio e dei luoghi serviti e, pertanto, non costituiscono limitazione alcuna per le applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare. Gli sviluppi, le modifiche e/o le aggiunte si intendono pertanto fin da ora comprese nelle rivendicazioni di cui al presente trovato
Il rifiuto solido urbano viene immesso, direttamente dai camion compattatori, nel Contenitore di stoccaggio giornaliero 1. Il contenitore, di forma e dimensioni idonee, presenta una apertura comandata di carico ed un accesso, per consentirne le operazioni di manutenzione L'apertura per l'immissione del rifiuto, à ̈ studiata per evitare emissioni di odori nell’atmosfera. Il Contenitore 1 à ̈ previsto e dimensionato in base alle necessità di stoccaggio, tenendo presente i giorni di non funzionamento dell'impianto. E’ adottato il criterio delia sosta limitata, onde evitare i naturali processi putrefattivi.
Il rifiuto stoccato nel contenitore 1, mediante Coclea 2, viene inviato al Trituratone Grossolano 3, che ha il compito di lacerare i sacchi e frantumarne il contenuto lì trituratore, in base alle necessità di trattamento, viene scelto fra quelli di tipo industriale che corrispondono alle richieste. Dal trituratore 3 il rifiuto viene scaricato nella Vasca di separazione e lavaggio 4 La vasca à ̈ scelta in base al fabbisogno di trattamento in linea. Essa à ̈ interamente chiusa ed à ̈ dotata di attacchi per coltegarla all'impianto di estrazione e depurazione aria 30 in tal modo viene mantenuta una leggera depressione nella camera onde impedire la fuoriuscita di esalazioni fastidiose
Il livello liquido nella vasca 4 Ã ̈ assicurato da un sistema di riempimento automatico La vasca 4 Ã ̈ collegata idraulicamente al depuratore d'aria 30 per assorbirne le acque di esubero
All'interno della vasca 4 viene mantenuta una notevole turbolenza d'acqua, per favorire il distacco delle sostanze organiche dai materiali inerti ed il lavaggio degli stessi
La separazione tra le parti à ̈ poi effettuata con le tecnologie più opportune.
Nella fig 2 à ̈ riportato, a puro titolo di esempio, una vasca 4 con separazione a nastro continuo. Esempio che non costituisce limitazione alcuna per le applicazioni che dì volta in volta si andranno a realizzare Gli sviluppi, le modifiche e/o le aggiunte si intendono pertanto fin da ora comprese nelle rivendicazioni di cui al presente trovato.
In uscita dalla vasca 4 gli inerti vengono addotti, mediante il trasportatore 5, ai separatori 6 I separatori 6 saranno in numero necessario alla tipologia di inerte differenziato desiderato In uscita dai separatori 6, mediante trasportatori 7, gli inerti differenziati sono stoccati nei rispettivi sili 8 per la cessione all'esterno. Nell’eventualità che tutti i tipi, o anche solo uno di essi, non vengano ceduti al esterno, mediante trasportatore 9 sono inviati al trituratore fino 10.
Nel caso non sia richiesta differenziazione degli inerti, gli stessi, in uscita dalla vasca 4, sono inviati direttamente al trituratore fino 10, tramite trasportatore 5
Gli inerti finemente triturati, mediante trasportatore 11, sono trasferiti nel silo di stoccaggio 12
Gli inerti stoccati in 12, possono essere ceduti all’esterno oppure trasferiti alla betoniera 14, mediante trasportatore 13 Nella betoniera 14, prelevati dai sili 15, sono addizionati i leganti opportuni, eventuali pigmenti e quanto altro necessario per rendere il conglomerato finito rispondente alle necessità di mercato L’acqua per la conglomerazione proviene dal sistema di depurazione aria 30.
L'impasto dalla betoniera 14 viene infine versato in opportuni stampi, disposti su piano di carico 16 o altro sistema
I manufatti sono poi trasferiti al sito di stoccaggio e maturazione 31
La parte biodegradabile separata dalia vasca 4 à ̈ inviata ai Trituratori 17 e, da questi, ai Reattori di digestione anaerobica a flore adese 18. Nei reattori avviene la bioconversìone energetica Per il mantenimento delle migliori condizioni operative, l'impianto di bioconversione à ̈ dotato di circuito di riscaldamento con scambiatori esterni 24 in tubi coassiali od altro, stazione di controllo e regolazione dei parametri funzionali, Silo Stoccaggio Alcalinizzante 25, circuito di omogeneizzazione a ricircolo Quanto raffigurato à ̈ puramente indicativo e non costituisce limitazione alcuna per le applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare. Gli sviluppi, le modifiche e/o le aggiunte si intendono pertanto fin da ora comprese nelle rivendicazioni di cui al presente trovato
Le sostanze biodegradabili vengono trasformate in biogas e fanghi fertilizzanti, Il liquido defluente dai reattori 18 subisce un trattamento di chiarificazione net Filtro decantatore 19 li filtro rilascia biogas e fanghi che sono indirizzati alle linee dei corrispondenti prodotti dei reattori 18 L'acqua defluente dal filtro 19 ritorna alla vasca di separazione e lavaggio 4
Il biogas à ̈ inviato al Gasometro stabilizzatore 20 e, mediante eventuali Compressori 21, immagazzinato nei Serbatoi a pressione 22 Le caratteristiche dello stabilizzatore 20, dei compressori 21 e dei serbatoi 22, dipendono dalle quantità trattate Esse, pertanto, non costituiscono limitazione alcuna per le applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare, sviluppi, modifiche e/o aggiunte che si intendono fin da ora compresi nelle rivendicazioni di cui al presente impianto.
Il biogas necessario al funzionamento dell’intero processo à ̈ prelevato dai serbatoi di stoccaggio 22 ed inviato ai Gruppi cogeneratori 23, scelti in base alle potenze richieste dall’impianto Mediante combustione del biogas, i gruppi cogeneratori 23 producono l’energia elettrica necessaria alle esigenze dell’impianto ed energia termica che à ̈ utilizzata negli scambiatori 24. La quota di energia eccesso à ̈ resa disponibile per la vendita alle rete pubblica esterna
I fanghi prodotti dai digestori 18 e dal filtro 19, ricchi di azoto, fosforo, sodio e potassio, mediante Elettropompa di trasferimento 26 sono inviati al separatore fanghi 27 Il fango addensato in 27, dopo eventuale bilanciamento degli elementi ed essiccazione, à ̈ inviato al confezionamento per impiego come ammendante Se non c’à ̈ richiesta di ammendante, il fango addensato in 27 viene immesso direttamente nella betoniera 14 come ulteriore inerte. L'acqua separata dall’addensatore 27 à ̈ riportata alla vasca 4
L’impianto opera integralmente in leggera depressione per evitare le fughe in atmosfera di odori molesti Un sistema di elettrosoffianti 28 e 29, aspira l’aria dai compartì chiusi e la spinge al depuratore d’aria 30 Tale macchina, di caratteristiche idonee, tratta tutta l’aria interessata dal processo prima di reimmetterla ne ambiente L’acqua necessaria a! processo dì depurazione à ̈ prelevata dall’esterno L'acqua di scarico dal depuratore à ̈ utilizzata nella linea immettendola nella vasca 4 o nella betoniera 14
L’integrazione con pannelli fotovoltaici e/o generatori eolici e/o altro, può garantire l'autosufficienza si; in fase di avviamento che di ridotta autoproduzione di energia elettrica.
Il processo - impianto à ̈ sempre completato da quadro elettrico/elettronico di gestione opportunamente dimensionato, da sensori vari per controllo dì processo, da impianto elettrico d alimentazione delle varie utenze/sensori, da impianto idraulico di carico e scarico, sistema di gestione assistito e dì tutto quanto necessario al funzionamento e che non costituiscono limitazione alcuna per gli sviluppi che possono derivare dalle varie applicazioni che di volta in volta si andranno a realizzare Gli sviluppi, le modifiche e/o le aggiunte si intendono pertanto fin da ora compresi nelle rivendicazion di cui al presente trovato.
Il processo - impianto del presente trovato assicura uno smaltimento definitivo dei rifiuti solidi urbani in maniera totalmente ecologica, con processo integralmente a freddo, senza emissioni in atmosfera di gas e sostanze inquinanti e odorigene, senza emissioni liquide e solide inquinanti e senza necessità di sversare alcunché in discarica Il processo - impianto proposto à ̈ in grado di trattare tutte le tipologie di rifiuto solido urbano: da quello completamente indifferenziato a quello in cui la separazione à ̈ spinta al massimo grado. Per questo motivo può essere utilizzato anche per la bonifica delle aree oggetto di discariche controllate.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI "PROCESSO PER LA TRASFORMAZIONE DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI IN MATERIALI E/O CONGLOMERATI DALLA QUOTA INERTE, IN ENERGIA OTTENUTA DAL BIOGAS DERIVANTE DA TRATTAMENTO A FREDDO DI BIOCONVERSIONE ANAEROBICA DELLA FRAZIONE ORGANICA ED IN EVENTUALE AMMENDANTE†1 -Processo per la trasformazione dei rifiuti solidi urbani in materiali e/o conglomerati dalla quota inerte, in energia ottenuta dal btogas derivante da trattamento a freddo di bioconversione anaerobica delta frazione organica ed in eventuale ammendante 2- Processo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dai fatto di realizzare la seguente sequenza di trattamenti: Stoccaggio; Triturazione grossolana; Lavaggio e separazione; Digestione anaerobica di sostanze putrescibili; Stoccaggio biogas; Stoccaggio fanghi; Combustione biogas; Triturazione fine di sostanze inerti; Stoccaggio di sostanze inerti dopo triturazione fine; Conglomerazione di sostanze inerti; Separazione di sostanze inerti triturate grossolanamente; Stoccaggio di sostanze inerti triturate grossolanamente; Ventilazione forzata; Depurazione aria 3- Processo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di realizzare la sequenza di trattamenti come alla rivendicazione 2, in tutto o in parte 4- Processo come alia rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di realizzare la sequenza di trattamenti come alla rivendicazione 2, in depressione al fine di impedire la fuoriuscita di sostanze odorigene 5- Processo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dai fatto di realizzare la sequenza di trattamenti come alla rivendicazione 2, con le macchine ed i prodotti industriali più idonei allo specifico impiego. 6- Processo come alta rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di realizzare la sequenza di trattamenti come alla rivendicazione 2, mediante una ridondanza di stadi o duplicazione di sequenze per ottenere risultati più spinti o per garantirne il funzionamento senza interruzioni o ancora per fronteggiare eventuali picchi di arrivo di rifiuto 7- Processo come alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di poter essere inserito in qualunque contesto, con forme architettoniche armonizzate con l’ambiente 8- Processo come alia rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di realizzare la sequenza di trattamenti, come alla rivendicazione 2, con corredo di quadri elettrici, quadri di controllo informatici, sensori vari di processo e tutta l'impiantistica necessaria al suo corretto funzionamento 9- Processo per la trasformazione dei Rifiuti Solidi Urbani come alla rivendicazione 1 ,,come a tutte le precedenti rivendicazioni, allarelazione descrittiva ed ai disegni
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2008
- 2008-10-30 IT ITCE2008A000011A patent/IT1393315B1/it active
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