DESCRIZIONE DEL PROCESSO. PROCESS DESCRIPTION.
L’invenzione del sottoscritto denominata “depurcogeproduzione termoelettrica globale†(D.C.P.T.C.G.) basata sulla sinergia impiantistica tra impianti diversi, consente la depurazione dell’acqua e dell’ aria mentre si produce energia pulita. Il sistema proposto à ̈ talmente vantaggioso per l’ambiente che difficilmente gli oppositori troveranno argomenti da opporre. Uno di questi argomenti di opposizione potrebbe essere la grande quantità di fanghi che produrremo, centinaia di volte superiori a quelli attuali che già mettono in crisi l’attuale sistema di gestione, basato su discariche e compostaggi aerobici per i fanghi che saranno reimpiegati. Essendo noto che nessun digestore garantisce al 100% la digestione di tutte le sostanze organiche, se vorremo recuperare ai fini ambientali il calore e il C dovremo per forza rivedere il modo di produrre e gestire i fanghi. I D.D.C.L. affrontano anche questo problema e anche i fanghi diventeranno una preziosa risorsa ambientale, producendoli in modo sostenibile, garantendone l’igiene con un buon sistema di disidratazione, compostaggio e stabilizzazione con polveri di calcio. Per questa ragione, una delle sezioni più importanti degli impianti D.C.P.T.C.G. sono proprio i fabbricati D.D.C.L., ossia “digestori, disidratatori, compostatelilineari †che sono anch’essi degli impianti nati dall’azione sinergica di processi che oggi avvengono separatamente, senza sfruttare i vantaggi che derivano da questa unione. Nel caso specifico, la progettazione di un D.C.P.T.C.G inizia proprio nel D.D.C.L.. Il punto di partenza non può essere altro, che il dimensionamento del fascio tubiero, che viene fuori dal recupero del calore di scarto delTimpianto termico o della C.T.E. presa in esame. Dalla potenzialità termica di questo fascio tubiero, scambiatore di calore, si costruisce il digestore, poi il resto del D.D.C.L. e successivamente e le altre sezioni dell’ impianto D.C.P.T.C.G.. Come si vede dai disegni allegati dell’intero impianto: (1) schema di flusso; (2) sezione longitudinale; (3) sezione trasversale. Il processo inizia con il recupero delle acque calde da un qualsiasi impianto termico, a una temperatura media di circa 45 °C, le quali, sono pompate in un fascio tubiera (ftac) immerso in un lungo digestore intervallato da camere di accumulo e di estrazione del biogas e tramogge (tcrd) caricabili dall’alto, contenute nella zona inferiore in un locale che consente l’accesso agli organi da manutenere, che di fatto, separa le zone di produzione del gas. Sopra le camere del biogas si trova il trattamento fanghi con le camere di insaccamento compost (ci). Al di sopra si trovano i silos contenenti le biomasse da digerire (sbm) e l’ossido di calcio (sca). Al di sotto, si trovano le zone di sedimentazione, digestione (dg) delle biomasse, le cui zone di deposito fanghi sono separate da dossi, in modo da realizzare delle conche che consentano digestioni ed estrazioni autonome dei fanghi, pur essendo unico il digestore. Ad ogni tramoggia corrisponde una conca di accumulo fanghi con un agitatore dei fanghi (agi) che agisce solo in quella zona. Di importanza fondamentale sono le tramogge (tcrd) che servono sia per il rapido caricamento delle biomasse, sia per il lento processo di disidratazione e compostaggio dei fanghi. Queste, come si vede dal disegno di dettaglio (1), per il caricamento, utilizzano la zona centrale costituita da un tubo cilindrico dotato di un mescolatore a pale verticale (msv), un trituratore ad aspi rotanti (trit) finale e un tubo di scarico con una valvola a ghigliottina (vg), mentre la zona periferica, tronco conica, che serve da accumulo e aerazione dei fanghi estratti, à ̈ dotata di una semplice rampa con tubi forati (rtf), alimentata da una elettrosoffiante (esa) che vi immette aria atmosferica. Pertanto, i tempi della digestione anaerobica e quelli della fase di evacuazione, disidratazione, compostaggio, stabilizzazione e insaccamento dei fanghi, che avverranno tutti con un ciclo aerobico, coincideranno. Questo grande vantaggio per la qualità del prodotto e per l’economia del processo à ̈ possibile ottenerlo abbinando al digestore lineare e alle tramogge (tcrd) il sistema di disidratazione e stabilizzazione chimica dei fanghi già depositato dal sottoscritto (CE2009A000008 del 15/09/2009), che consentire di avere un prodotto disidratato, compostato insaccato, in un unico processo. Con questo processo si possono riempire lentamente e contemporaneamente centinaia o migliaia di sacchi. E’ costituito da una grande vasca (vdf) con centinaia o migliaia di galleggianti dal peso di circa 350 gr. (ga), nella quale versare il fango tenuto in sospensione con dell’ aria soffiata sul fondo (asf) e acqua di diluizione (adì). Il fango senza, additivi, viene estratto dalla tramoggia (tcrd) tramite la elettropompa di sollevamento (psf) e inviato al centro della vasca di distribuzione fanghi (vdf) passando attraverso dei filtri cestello estraibili (fce), distribuendosi su tutta la superficie. Questa vasca, a pressione atmosferica, occupa l'intera area del locale disidratazione, sotto la vasca e i galleggianti (ga) sono sospesi dei sacchi drenanti appesi a dei canotti (ca) comunicanti tra loro, nei quali sarà immessa dell’aria soffiata che trasporta la polvere di ossido di calcio (esca) dosata dalla valvola (vdca). Quando la spinta idrostatica nella vasca sarà tale da sollevare momentaneamente i galleggianti passerà circa mezzo litro di fango per ogni galleggiante che cadrà su un diffusore conico (de) che lo distribuirà su tutta la circonferenza, separando immediatamente il fango dall’acqua che uscirà attraverso le porosità del sacco, mentre il fango, più pesante, cadrà nel sacco per mescolarsi con l’ossido di calcio. Ogni sacco sarà montato all’esterno di un telaio cilindrico in acciaio inox all’interno del quale à ̈ montato un piccolo agitatore meccanico alimentato con un motore pneumatico (agp), collegato all’alimentazione dell’aria compressa con una presa a innesto rapido e una valvola manuale. L’alimentazione dei motori pneumatici sarà temporizzata. Il disegno di dettaglio (1) mostra alcuni componenti del sistema di disidratazione e compostaggio in sacchi drenanti. Possiamo Prolungare il riempimento dei sacchi per un tempo corrispondente a quasi tutto il periodo di digestione, ed eventualmente allungare o abbreviare entrambi i tempi di trattamento in funzione delle caratteristiche delle matrici energetiche. Infatti, il digestore lineare, consentendo l’evacuazione dei fanghi dall’alto, permette di digerire, a zone, matrici molto diverse tra loro. L’aria immessa, prima nelle tramogge, poi nella vasca di distribuzione, infine nei sacchi e la moderata rotazione dell’agitatore nei sacchi stessi, avranno la funzione di compostare e biostabilizzare aerobicamente le sostanze organiche non digerite e di miscelare l’ossido di calcio in polvere, nelle percentuali richieste dal compost (5-15%), che assicura anche la stabilizzazione chimica, contribuendo all’essiccazione, senza compattamento. Con lo svuotamento della tramoggia (tcrd) di pretrattamento, rilevato con sonde capacitive, si arresterà elettropompa di sollevamento del fango e dell’acqua di diluizione (prelevata da una discesa dallo stagno biologico finale sbffv); successivamente si chiuderà la valvola a ghigliottina del silos della calce (vg) e si arresterà la valvola rotante di alimentazione dell'ossido di calce (vdca). Resteranno, invece, in funzione le soffianti che mantengono in sospensione i fanghi (esa) e la distribuzione del aria compressa agli agitatori, continuando a svolgere la funzione di aerazione dei fanghi, per il tempo programmato. Alla fine di ogni ciclo D.D.C.L., dopo aver sostituito i sacchi (se), viene effettuato un ciclo di lavaggio della vasca con acqua pulita, proveniente da (sbffcv), che filtrata dai sacchi appena montati, va ad alimentare il bacino di raccolta e ossidazione (brad) delle acque da depurare. In questo bacino arrivano anche le altre acque di scolo e il del digestore che alimenta gli stagni biologici (sbsfcv) del fabbricato F.S.V., oggetto di altro deposito di brevetto. The invention of the undersigned called â € œdepurcogeproduction global thermoelectricâ € (D.C.P.T.C.G.) based on plant synergy between different plants, allows the purification of water and air while producing clean energy. The proposed system is so beneficial to the environment that opponents will hardly find arguments to oppose. One of these arguments of opposition could be the large amount of sludge that we will produce, hundreds of times higher than the current ones, which already undermine the current management system, based on landfills and aerobic composting for the sludge that will be reused. As it is known that no digester guarantees 100% digestion of all organic substances, if we want to recover heat and C for environmental purposes we will necessarily have to review the way to produce and manage the sludge. I D.D.C.L. they also face this problem and sludge will also become a precious environmental resource, producing it in a sustainable way, guaranteeing its hygiene with a good system of dehydration, composting and stabilization with calcium powders. For this reason, one of the most important sections of the D.C.P.T.C.G. it is precisely the D.D.C.L. buildings, that is â € œdigesters, dehydrators, linear compostatsâ € which are also plants born from the synergistic action of processes that today take place separately, without exploiting the advantages deriving from this union. In the specific case, the design of a D.C.P.T.C.G begins precisely in the D.D.C.L .. The starting point can only be the sizing of the tube bundle, which comes out of the waste heat recovery of the thermal system or of the C.T.E. taken into consideration. From the thermal potential of this tube bundle, heat exchanger, the digester is built, then the rest of the D.D.C.L. and subsequently and the other sections of the D.C.P.T.C.G .. As can be seen from the attached drawings of the entire plant: (1) flow chart; (2) longitudinal section; (3) cross section. The process begins with the recovery of hot water from any thermal plant, at an average temperature of about 45 ° C, which are pumped into a tube bundle (ftac) immersed in a long digester interspersed with accumulation and extraction chambers. biogas and hoppers (tcrd) that can be loaded from above, contained in the lower area in a room that allows access to the parts to be maintained, which in fact separates the gas production areas. Above the biogas chambers is the sludge treatment with compost bagging chambers (ci). Above are the silos containing the biomass to be digested (sbm) and calcium oxide (sca). Below, there are the sedimentation and digestion areas (dg) of the biomass, whose sludge deposit areas are separated by bumps, so as to create basins that allow autonomous digestion and extraction of the sludge, even though the digester is unique. Each hopper corresponds to a sludge accumulation basin with a sludge agitator (agi) which acts only in that area. Of fundamental importance are the hoppers (tcrd) which are used both for the rapid loading of biomasses and for the slow dehydration and composting process of the sludge. These, as can be seen from the detailed drawing (1), for loading, use the central area consisting of a cylindrical tube equipped with a vertical blade mixer (msv), a shredder with final rotating reels (trit) and a discharge with a guillotine valve (vg), while the peripheral area, truncated cone, which serves to accumulate and aerate the extracted sludge, is equipped with a simple ramp with perforated pipes (rtf), powered by an electric blower (hex) which it lets in atmospheric air. Therefore, the times of anaerobic digestion and those of the evacuation, dehydration, composting, stabilization and bagging of the sludge, which will all take place with an aerobic cycle, will coincide. This great advantage for the quality of the product and for the economy of the process can be obtained by combining the linear digester and the hoppers (tcrd) with the sludge dehydration and chemical stabilization system already deposited by the undersigned (CE2009A000008 of 15/09 / 2009), which allows to have a dehydrated product, composted and bagged, in a single process. With this process hundreds or thousands of bags can be filled slowly and simultaneously. It consists of a large tank (vdf) with hundreds or thousands of floats weighing about 350 gr. (ga), in which to pour the sludge held in suspension with air blown on the bottom (asf) and dilution water (adì). The sludge without additives is extracted from the hopper (tcrd) by means of the electric lifting pump (psf) and sent to the center of the sludge distribution tank (vdf) passing through the removable basket filters (fce), spreading over the entire surface. This tank, at atmospheric pressure, occupies the entire area of the dehydration room, under the tank and the floats (ga) are suspended draining bags hanging from dinghies (ca) communicating with each other, into which blown air will be introduced which carries the calcium oxide powder (bait) dosed by the valve (vdca). When the hydrostatic thrust in the tank is such as to momentarily raise the floats, about half a liter of mud will pass for each float that will fall on a conical diffuser (de) which will distribute it over the entire circumference, immediately separating the mud from the water that will come out through the porosity of the bag, while the heavier mud will fall into the bag to mix with the calcium oxide. Each bag will be mounted on the outside of a cylindrical stainless steel frame inside which is mounted a small mechanical agitator powered by a pneumatic motor (agp), connected to the compressed air supply with a socket with quick coupling and a manual valve. The power supply of the pneumatic motors will be timed. The detailed drawing (1) shows some components of the dewatering and composting system in drainage bags. We can extend the filling of the bags for a time corresponding to almost the entire digestion period, and possibly lengthen or shorten both treatment times according to the characteristics of the energy matrices. In fact, the linear digester, allowing the evacuation of sludge from above, allows the digestion, in zones, of very different matrices. The air introduced, first in the hoppers, then in the distribution tank, finally in the bags and the moderate rotation of the agitator in the bags themselves, will have the function of composting and aerobically biostabilizing the undigested organic substances and mixing the calcium oxide in powder, in the percentages required by the compost (5-15%), which also ensures chemical stabilization, contributing to drying, without compaction. With the emptying of the pretreatment hopper (tcrd), detected with capacitive probes, the electric pump for lifting the sludge and the dilution water (taken from a descent from the final biological pond sbffv) will stop; then the guillotine valve of the lime silos will close (vg) and the rotating lime oxide feeding valve (vdca) will stop. On the other hand, the blowers that keep the sludge (hex) in suspension and the distribution of the compressed air to the agitators will remain in operation, continuing to perform the sludge aeration function, for the programmed time. At the end of each D.D.C.L. cycle, after replacing the bags (se), a washing cycle of the tank is carried out with clean water, coming from (sbffcv), which filtered from the bags just assembled, feeds the collection and oxidation basin. (brad) of the water to be purified. The other sewage waters and the digester that feeds the biological ponds (sbsfcv) of the F.S.V building, which is the subject of another patent filing, also arrive in this basin.
Con il sistema D.D.C.L. ci troveremo compattati nelle camere di fine trattamento centinaia o migliaia di sacchi di compost (se), montati su un telai di acciaio inox, con all’interno un agitatore a comando pneumatico, sostenuto dallo stesso telaio. Alla fine del ciclo, dovremo, semplicemente, posizionare un piccolo carrello sollevatore sotto al sacco, scollegare le fascette metalliche con chiusura rapida a leva, liberando il sacco dal telaio, manovrare la leva manuale dell’agitatore che agevola la separazione del compost dal telaio, abbassare ed estrarre dal telaio il sacco con il compost, sigillare l’estremità superiore e tramite il carrello stesso, trasportarlo al mezzo di trasporto o agganciarlo a un trasportatore aereo che trasporta i sacchi nella zona di caricamento dei mezzi di trasporto del compost. Prevedendo eventuali rotture accidentali dei sacchi drenanti, il pavimento della camera di riempimento dei sacchi sarà realizzato con grigliati rimovibili in vetroresina o acciaio montati su pannelli filtranti in un comune telaio: rimuovendo il grigliato e il pannello sottostante si recupera interamente il compost disidratato che potrà essere ugualmente insaccato. La sovrapposizione, al digestore, a partire del piano stradale, di questo sistema compatto (poco ingombrante) di disidratazione e biostabilizzazione aerobica e chimica dei fanghi, non produce cattivi odori, nonostante il processo anaerobico e il trattamento dei fanghi. Infatti, l’aria che fuoriesce dai sacchi drenanti (ci) non viene espulsa nell’atmosfera, ma tramite serrande di sovrappressione a gravità e brevi canali interrati sarà immessa nell’ambiente del bacino (brad) e da questa, tramite elettroventilatori (eva), nella serra del bacino (sbcmcv) del fabbricato F.S.V., dove l’aria potrà uscire soltanto dagli sfiati superiori (ua) dopo aver subito tutto il processo di deodorizzazione passando a contatto con le rocce calcaree (scmcv). Gli attuali digestori, composta tori, disidratatori , discariche, inceneritori, non potendo essere abbinati ai fabbricati serra, che non esistono, sono costretti a emettere cattivi odori, oltre che a inquinare e sprecare risorse. With the D.D.C.L. we will find hundreds or thousands of compost bags (s) compacted in the end-of-treatment chambers, mounted on a stainless steel frame, with a pneumatically controlled agitator inside, supported by the same frame. At the end of the cycle, we will simply have to place a small lifting trolley under the bag, disconnect the metal clamps with quick lever closure, freeing the bag from the frame, and operate the manual lever of the agitator which facilitates the separation of the compost from the frame , lower and extract the bag with the compost from the frame, seal the upper end and using the trolley itself, transport it to the means of transport or hook it to an overhead transporter that transports the sacks to the loading area of the means of transport of the compost. Providing for any accidental breakage of the draining bags, the floor of the bag filling chamber will be made with removable grids in fiberglass or steel mounted on filter panels in a common frame: by removing the grating and the underlying panel, the dehydrated compost can be completely recovered. equally bagged. The overlapping, starting from the road surface, of this compact system (not cumbersome) of dehydration and aerobic and chemical biostabilization of the sludge on the digester does not produce bad odors, despite the anaerobic process and the sludge treatment. In fact, the air that comes out of the draining bags (ci) is not expelled into the atmosphere, but through gravity overpressure dampers and short underground channels will be introduced into the basin environment (brad) and from this, through electric fans (eva), in the greenhouse of the basin (sbcmcv) of the F.S.V. building, where the air can only escape from the upper vents (ua) after having undergone the entire deodorization process passing into contact with the limestone rocks (scmcv). The current digesters, consisting of bulls, dehydrators, landfills, incinerators, cannot be combined with greenhouse buildings, which do not exist, are forced to emit bad smells, as well as to pollute and waste resources.
Pur non rivendicando i processi digestivi ma soltanto le soluzioni impiantistiche sopra descritte, si ritiene opportuno descrivere lo stato dell’ arte della digestione anaerobica. Esistono attualmente tre tipi di digestori anaerobici: Wet, Dry e Semi dry, secondo il grado di diluizione del rifiuto da digerire in acqua. Il sottoscritto ha preso in considerazione soltanto il primo tipo (Wet = umido), con la massima diluizione in acqua, essendo rimpianto (D.C.P.T.C.G.), nei quali à ̈ inserito il (D.D.C.L.) anche un depuratore delle acque. Tuttavia, i digestori lineari, sono diversissimi dagli altri digestori wet. Nei digestori wet, a causa delle caratteristiche fisiche dei rifiuti trattati, non à ̈ solitamente possibile ottenere una miscela perfettamente omogenea. Si riscontrano accumuli al fondo del reattore di materiali a densità elevata e formazione di croste superficiali dovute a materiali galleggianti. Inoltre, à ̈ frequente la corto circuitazione idraulica che si verifica quando il flusso del materiale entrante si miscela con il fluido già presente nel reattore e fuoriesce con tempi di ritenzione ridotti rispetto a quelli di progetto. Nei digestori lineari questi fenomeni negativi, che sono difficilmente eliminabili nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati disponendo di una maggiore quantità di postazioni di carico e di estrazione dei fanghi indipendenti. La miscelazione tra, quello che entra e quello che esce, non avviene, esistendo dei setti separatori, nella zona superficiale e nella zona fanghi, interrotti soltanto nella zona intermedia. Secondo la concezione del sottoscritto, il digestore può essere considerato come una lunghissima fossa Imhoff, da cui prendono la denominazione “lineare†, dotati di conche longitudinali in successione, intervallate, della lunghezza di 30-40 m, per non mescolare i fanghi più pesanti e degli sbarramenti superficiali per non rendere comunicanti le camere di accumulo del gas. Di fatto, la zona comune sarà soltanto quella intermedia, dove si produce il gas. Trasversalmente la sezione potrà essere completa di deflettori che delimitano le zone di chiarificazione, sedimentazione e digestione per facilitare l’intimo contatto dei microrganismi, soprattutto, nella zona di digestione. Essendo il D.D.C.L. un impianto sinergico che lavora in abbinamento con altri impianti sinergici, il troppo pieno dei digestori sfiorerà nelle canalette (cs) ed alimenterà il bacino di raccolta delle acque da depurare (brad) del fabbricato F.S.V. i cui fanghi e biomasse prodotti alimenteranno le tramogge di carico (trcd) dei D.D.C.L. nella fase di caricamento dei digestori. Queste tramogge avranno una funzione nella gestione dell’intero impianto. Avranno una forma tronca trapezoidale rovesciata, dotata di un coperchio di chiusura a doppio battente coibentato, un tubo di caricamento centrale dotato di un mescolatore a pale verticale (msv), un trituratore ad aspi rotanti finale (trit), un tubo di scarico con una valvola a ghigliottina (vg), tripli attacchi per il carico del materiale da digerire, che potrà arrivare dalle tramogge (trfa), da biomasse energetiche provenienti da silos (sbm) e da rifiuti organici (F.O.R.S.U) provenienti dal territorio con mezzi mobili appositamente progettati dotati di un sistema separazione, vagliatura, triturazione. Le tramogge lavoreranno, soprattutto, con il flusso inverso: avranno la funzione di reattore intermedio nella fase di trasferimento dei fanghi dalla digestione alla disidratazione e al compostaggio, che avverranno con un sistema aerobico e pertanto in questa fase utilizzeranno una rampa di soffiaggio che inizia l’aerazione dei fanghi. Infatti, supponendo il ciclo digestivo della durata di 15 giorni, possiamo utilizzare la tramoggia come un reattore aerobico dei fanghi digeriti, da disidratare e compostare per lo stesso periodo, avvenendo le operazioni di carico attraverso il tubi centrale dotato di mescolatore e trituratore. I fanghi, nella tramoggia vengono aerati, da un’apposita rampa di tubi forali (rtf) alimentata da un’elettrosoffiante (esa), in attesa di passare alla disidratazione. Se supponiamo di avere un digestore lineare con un volume totale di digestione di 12.000 m<3>, diviso in 10 sezioni ed estraiamo, ogni 15 giorni, dai digestori l’8% del volume totale in digestione, avendo disposizione 10 tramogge il volume delle stesse sarà 96 m<3>(12.000* 0.08/10) che arrotondiamo a 100 m<3>. While not claiming the digestive processes but only the plant solutions described above, it is considered appropriate to describe the state of the art of anaerobic digestion. There are currently three types of anaerobic digesters: Wet, Dry and Semi dry, according to the degree of dilution of the waste to be digested in water. The undersigned has taken into consideration only the first type (Wet = wet), with the maximum dilution in water, being regretted (D.C.P.T.C.G.), in which the (D.D.C.L.) also includes a water purifier. However, linear digesters are very different from other wet digesters. In wet digesters, due to the physical characteristics of the treated waste, it is usually not possible to obtain a perfectly homogeneous mixture. There are accumulations at the bottom of the reactor of materials with high density and the formation of surface crusts due to floating materials. Furthermore, hydraulic short-circuiting is frequent, which occurs when the flow of the incoming material mixes with the fluid already present in the reactor and exits with reduced retention times compared to those of the project. In linear digesters these negative phenomena, which are difficult to eliminate in classic cylindrical digesters, are eliminated by having a greater number of independent sludge loading and extraction stations. The mixing between what enters and what comes out does not take place, as there are separator baffles, in the surface area and in the sludge area, interrupted only in the intermediate area. According to the concept of the undersigned, the digester can be considered as a very long Imhoff pit, from which they take the name â € œlinearâ €, equipped with longitudinal basins in succession, spaced, 30-40 m long, so as not to mix the sludge more heavy and superficial barriers so as not to make the gas accumulation chambers communicating. In fact, the common area will only be the intermediate one, where the gas is produced. Transversely, the section can be complete with deflectors that delimit the areas of clarification, sedimentation and digestion to facilitate intimate contact of microorganisms, especially in the digestion area. Being the D.D.C.L. a synergistic plant that works in combination with other synergistic plants, the overflow of the digesters will touch the channels (cs) and will feed the collection basin of the water to be purified (brad) of the F.S.V. whose sludge and biomass produced will feed the loading hoppers (trcd) of the D.D.C.L. during the loading phase of the digesters. These hoppers will have a function in the management of the entire plant. They will have an inverted trapezoidal truncated shape, equipped with an insulated double flap closing lid, a central loading pipe equipped with a vertical blade mixer (msv), a final rotating reel shredder (trit), a discharge pipe with a knife gate valve (vg), triple connections for loading the material to be digested, which can arrive from the hoppers (trfa), from energy biomasses from silos (sbm) and from organic waste (F.O.R.S.U) from the area with specially designed mobile vehicles equipped with a separation, screening, shredding system. The hoppers will work, above all, with the reverse flow: they will have the function of intermediate reactor in the phase of transferring the sludge from digestion to dehydration and composting, which will take place with an aerobic system and therefore in this phase they will use a blowing ramp that begins the € ™ aeration of sludge. In fact, supposing the digestive cycle lasting 15 days, we can use the hopper as an aerobic reactor for the digested sludge, to be dehydrated and composted for the same period, with the loading operations taking place through the central tubes equipped with mixer and shredder. The sludge in the hopper is aerated by a special ramp of perforated tubes (RTF) fed by an electric blower (hex), waiting to pass to dehydration. If we suppose we have a linear digester with a total digestion volume of 12,000 m <3>, divided into 10 sections and we extract, every 15 days, 8% of the total digestion volume from the digesters, having 10 hoppers available. of the same will be 96 m <3> (12.000 * 0.08 / 10) which we round to 100 m <3>.
Dal tubo di carico, i materiali organici, le biomasse e i fanghi, saranno rilasciati nella zona di sedimentazione, mediante l’apertura della valvola a ghigliottina (vg). Le particelle più leggere tenteranno la risalita, ostacolate dai deflettori (df) e quelle più pesanti tenderanno a depositarsi sul fondo, ostacolate dai miscelatori a flusso orizzontale (agf) (con un campo di azione limitato alla conca dei fanghi sedimentati) e dal gas che cerca di salire in superficie. In questo modo si favorisce il rimescolamento e la formazione del gas. From the inlet pipe, organic materials, biomasses and sludge will be released into the sedimentation area by opening the guillotine valve (vg). The lighter particles will try to rise, hindered by the deflectors (df) and the heavier ones will tend to settle on the bottom, hindered by the horizontal flow mixers (agf) (with a field of action limited to the basin of the sedimented sludge) and by the gas that try to rise to the surface. In this way, mixing and gas formation are favored.
Accenniamo soltanto ai fenomeni che avvengono nel tipo di digestione prescelto che in base alla temperatura di esercizio di circa 35- 37 °C à ̈ definito mesofilo e svolgendosi in una sola camera di digestione à ̈ definito monostadio. Per quanto il digestore à ̈ diverso dagli altri digestori, che non vengono alimentati dall’alto, le funzioni sono identiche. Infatti, i digestori wet, in genere, hanno sezioni cilindriche, e non superano le capacità digestive di 2500 — 3000 m<3>, mentre nell’esempio che stiamo considerando abbiamo una capacità di 20.000 m<3>, con un volume di digestione di 12.000 m<3>, considerando che la materia organica riempie i digestori per circa il 60 % della loro capienza, la parte restante viene occupata dal gas prodotto dalla degradazione biologica. We only mention the phenomena that occur in the type of digestion selected which, based on the operating temperature of about 35- 37 ° C, is defined as mesophilic and, taking place in a single digestion chamber, is defined as single-stage. Although the digester is different from other digesters, which are not fed from above, the functions are identical. In fact, wet digesters generally have cylindrical sections, and do not exceed the digestive capacity of 2500 - 3000 m <3>, while in the example we are considering we have a capacity of 20.000 m <3>, with a digestion volume of 12,000 m <3>, considering that the organic matter fills the digesters for about 60% of their capacity, the remaining part is occupied by the gas produced by biological degradation.
La produzione del biogas nei D.D.C.L..Nella digestione anaerobica la produzione di biogas, a partire da residui organici, avviene a livello microbico mediante: una prima biodegradazione del materiale eseguita da muffe, batteri fermentativi ed acidogeni; una successiva metanizzazione operata, in ambiente anaerobico, dai soli batteri metanogeni. La fase di biodegradazione si divide in due sottofasi: la fase idrolitica; la fase acidogena. Durante la fase idrolitica avvengono le trasformazioni che portano alla degradazione delle sostanze organiche più complesse in composti più semplici, consentendo le successive reazioni operate dai microrganismi specifici: fermentazione acida, fermentazione alcalina, fase metani gena. Allo stato iniziale, però, tali sostanze sono costituite da polimeri, che i batteri non possono direttamente assimilare. Avviene allora da parte degli enzimi la trasformazione di tali macromolecole in molecole di dimensioni minori. I batteri possono a questo punto idrolizzare il substrato primario solubilizzandolo in molecole più semplici. Di fatto si ha l'idrolisi dei polisaccaridi a carboidrati semplici, delle proteine a peptidi e amminoacidi, dei grassi a glicerolo e acidi grassi. In questa prima fase inoltre, per merito dei microrganismi della putrefazione i generi Penicillum, Aspergillus, Rhizopus, e di batteri i Bacillus, Pseudomonas, Proteus, Serratia, vengono distrutti i composti azotati. In questo stadio si ha la produzione di ammoniaca (NH3), biossido di carbonio (C(3⁄4) e idrogeno (3⁄4). Segue la acidogenica in cui i prodotti già decomposti vengono trasformati per mezzo di batteri acidogeni che producono acidi organici a basso peso molecolare, alcoli, aldeidi, chetoni. In questa fase, per opera di batteri Bacterium, Cellulomonas, Pseudomonas, e muffe viene trasformata la cellulosa in glucosio. Gli acidi neutralizzati e si ha la formazione di sali che, in seguito, sono decomposti in biossido di carbonio e metano. Il metano prodotto deriva per il 72% dalla fermentazione di acido acetico operata dai batteri metanogeni aceti clastici (CH3C00H→ mentre il rimanente 28% può derivare dalla riduzione deH'anidride carbonica per merito di batteri H2-ossidanti o dalla riduzione del metanolo eventualmente prodotto della prima fase. C02+4H2 →CH4+2H20). Si possono avere condizioni limitanti all’ interno del digestore che rallentano la velocità di reazione, sia per la presenza di eventuali sostanze inibenti, come ad esempio residui di pesticidi e prodotti farmaceutici, solventi, disinfettanti, residui da trattamenti di conservazione dei cibi, metalli pesanti, sali, azoto ammoniacale (NH4+) e altri†. In un impianto sinergico, come quello prospettato, queste condizioni limitanti sono eliminato trasferendo nella serra calcarea (scmcv) dell’impianto adiacente i gas indesiderati. Essendo il biogas à ̈ composto da metano e C02, questi gas hanno un peso molto diverso tra loro. Il alla pressione atmosferica e alla temperatura di 35 °C (Ps 1,85 gr/1) pesa quasi tre volte di più del metano (Ps 0,65 gr/1), quindi, se poniamo delle bocchette di aspirazione sulle pareti del digestore, poco al di sopra del pelo libero del liquame, previa misurazione della concentrazione del gas, con apposite sonde, stabilendo delle soglie di minimo e massime, possiamo aspirare periodicamente il C02con delle elettrosoffianti (esbio) ed immetterlo nella serra S.B.C.M.C.V. adiacente. In tal modo aspiriamo anche parte dell’idrogeno solforato (Ps 1,4 gr/1). Il C02nel bacino “S.B.C.M.C.V.†viene utilizzato come nutriente per produrre altre biomasse che produrranno altro biogas, oppure per produrre carbonato di calcio, attraverso la corrosione delle rocce calcaree. Non rappresenterebbe una zavorra che riduce il potere calorifero e il rendimento del digestore. In questo modo potremmo avere del biogas con 80-90% di metano, anziché il normale 50-70%. Questo non si può fare nei digestori esistenti che non lavorano in sinergia con un impianto che neutralizza il C02. Un altro vantaggio di questa tipologia di reattori, diviso in conche, con caricamento ed estrazione del digestato dall’alto, à ̈ la possibilità di poter dividere le zone di carico delle varie matrici in base ai tempi di digestione di ogni singola conca. Essendo il consumo energetico pari a zero (recuperato dal calore disperso delle C.T.E.), ed essendo altissimi i volumi a disposizione, possiamo digerire anche sostanze con lungi tempi di digestione, se non abbiamo nulla di meglio da digerire. The production of biogas in D.D.C.L. In anaerobic digestion, the production of biogas, starting from organic residues, occurs at the microbial level by means of: a first biodegradation of the material performed by molds, fermentative and acid-forming bacteria; a subsequent methanisation carried out, in an anaerobic environment, by methanogenic bacteria alone. The biodegradation phase is divided into two sub-phases: the hydrolytic phase; the acid-forming phase. During the hydrolytic phase the transformations that lead to the degradation of the more complex organic substances into simpler compounds take place, allowing the subsequent reactions operated by the specific microorganisms: acid fermentation, alkaline fermentation, methane phase. In the initial state, however, these substances are made up of polymers, which bacteria cannot directly assimilate. The transformation of these macromolecules into smaller molecules then takes place by the enzymes. The bacteria can at this point hydrolyze the primary substrate by solubilizing it into simpler molecules. In fact, there is the hydrolysis of polysaccharides to simple carbohydrates, proteins to peptides and amino acids, fats to glycerol and fatty acids. Furthermore, in this first phase, thanks to the microorganisms of the putrefaction the genera Penicillum, Aspergillus, Rhizopus, and of bacteria the Bacillus, Pseudomonas, Proteus, Serratia, the nitrogenous compounds are destroyed. In this stage, ammonia (NH3), carbon dioxide (C (3⁄4) and hydrogen (3⁄4) are produced. Acidogenic follows in which the already decomposed products are transformed by means of acid-forming bacteria that produce acids. low molecular weight organic compounds, alcohols, aldehydes, ketones. In this phase, by the work of Bacterium, Cellulomonas, Pseudomonas, and molds, cellulose is transformed into glucose. The acids are neutralized and salts are formed which, subsequently, are decomposed into carbon dioxide and methane. 72% of the methane produced derives from the fermentation of acetic acid by the methanogenic vinegar bacteria (CH3C00Hâ † 'while the remaining 28% can derive from the reduction of carbon dioxide due to H2 bacteria - oxidants or the reduction of methanol possibly produced in the first phase. C02 + 4H2 â † 'CH4 + 2H20). There may be limiting conditions inside the digester which slow down the reaction speed, both for the absence of any inhibiting substances, such as residues of pesticides and pharmaceutical products, solvents, disinfectants, residues from food preservation treatments, heavy metals, salts, ammonia nitrogen (NH4 +) and othersâ €. In a synergistic plant, such as the one proposed, these limiting conditions are eliminated by transferring unwanted gases to the limestone greenhouse (scmcv) of the adjacent plant. Since biogas is composed of methane and C02, these gases have a very different weight from each other. The at atmospheric pressure and at a temperature of 35 ° C (Ps 1.85 gr / 1) weighs almost three times more than methane (Ps 0.65 gr / 1), therefore, if we place suction vents on the walls of the digester , just above the free surface of the sewage, after measuring the gas concentration, with special probes, establishing minimum and maximum thresholds, we can periodically aspirate the C02 with electric blowers (esbio) and put it in the S.B.C.M.C.V. adjacent. In this way we also aspirate part of the hydrogen sulphide (Ps 1,4 gr / 1). The C02 in the `` S.B.C.M.C.V. '' basin is used as a nutrient to produce other biomass that will produce more biogas, or to produce calcium carbonate, through the corrosion of limestone rocks. It would not represent a ballast that reduces the calorific value and the efficiency of the digester. In this way we could have biogas with 80-90% methane, instead of the normal 50-70%. This cannot be done in existing digesters that do not work in synergy with a plant that neutralizes C02. Another advantage of this type of reactor, divided into basins, with loading and extraction of the digestate from above, is the possibility of being able to divide the loading areas of the various matrices based on the digestion times of each individual basin. Since the energy consumption is equal to zero (recovered from the dispersed heat of the C.T.E.), and the volumes available are very high, we can also digest substances with long digestion times, if we have nothing better to digest.