ITMI960698A1 - Procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani e assimilati, nonche' impianto per la realizzazione del procedimento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, nonché all'impianto per la sua realizzazione.

Come è noto, un problema attualmente molto sentito è quello inerente alle difficoltà che si incontrano nello smaltimento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, in quanto i sistemi attualmente utilizzati provocano, in genere, fenomeni di inquinamento e sono male accettati dalle popolazioni in cui gli impianti vengono installati.

Attualmente il sistema più utilizzato prevede l'interramento dei rifiuti solidi urbani in discariche che sono costituite da bacini impermeabilizzati con una geomembrana di fondo al di sopra della quale vengono posti, a strati alternati con terra, i vari rifiuti solidi urbani.

I rifiuti solidi urbani, per le loro caratteristiche intrinseche, richiedono l'utilizzo di grandi bacini di stoccaggio, di opere di drenaggio e la successiva necessità di recuperare il biogas che viene prodotto nella fase di fermentazione propria di tutto il materiale organico in condizioni anaerobiche.

Le discariche del tipo oggi utilizzato portano negative conseguenze sull'ambiente, in quanto si verifica dispersione nell'ambiente di materiali leggeri, dovuta all'azione del vento, con proliferazione di odori sgradevoli dovuta alla fermentazione dei rifiuti solidi urbani, che non sempre vengono ricoperti giornalmente.

Inoltre, si ha una grande proliferazione di insetti e di roditori e di volatili quali gabbiani che, nutrendosi di rifiuti, provocano il loro spargimento nell'ambiente circostante.

Le discariche presentano poi notevoli pericoli di incendi che, bruciando i rifiuti a basse temperature, possono portare allo sviluppo di sostanze nocive.

Agli inconveniènti sopra segnalati va anche aggiunta la necessità di "coltivare" la discarica, anche per molti anni dopo la sua chiusura, continuando l'estrazione e la combustione del biogas ed il ripristino dei cedimenti ed assestamenti dovuti alla distruzione di materiale organico che si ottiene con la produzione di biogas.

Altre tecniche già studiate prevedono di termocompattare e pastorizzare i rifiuti con la possibilità di inertizzare le sostanze organiche contenute nei rifiuti solidi urbani ed assimilati evitando la fermentazione e la formazione di biogas.

Tali procedimenti, che si sono dimostrati senz'altro validi da un punto di vista concettuale, presentano però attualmente l'inconveniente di richiedere delle successive fasi di compattazione dei rifiuti stessi che risultano notevolmente costose ed inoltre l'utilizzazione di stampi per la compattazione dei rifiuti aventi una massa molto elevata per poter resistere alle pressioni di compattazione finale, con conseguente necessità di un sensibile dispendio di energia termica per la pastorizzazione termica dei rifiuti stessi, in quanto si ha la necessità di portare alla dovuta temperatura anche lo stampo.

Il compito che si propone il trovato è appunto quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati che dia la possibilità di ridurre drasticamente il volume dei rifiuti solidi urbani ed assimilati, potendo però utilizzare degli stampi a massa ridotta, per cui viene notevolmente ridotto l’apporto di energia termica durante la fase di pastorizzazione finale.

Nell'ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un procedimento in cui si abbia la possibilità di realizzare una compattazione progressiva in un'unica fase, con la ulteriore possibilità di avere degli stampi di contenimento dei rifiuti compattati che sono molto più agevolmente movimentabili.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento che dia la possibilità di eliminare radicalmente i problemi ambientali legati alla fermentazione dei rifiuti organici, con tutti gli effetti collaterali negativi ad essa connessi.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto per la realizzazione del procedimento di trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati che risulti strutturalmente semplice e tale da avere una gestione sicuramente vantaggiosa da un punto di vista puramente economico.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, secondo il trovato, caratterizzato dal fatto di consistere nel triturare, con sgrondo di percolato, i rifiuti provenienti da una zona di stoccaggio, nell'omogeneizzare i rifiuti triturati con ulteriore sgrondo di percolato, nell'immettere i rifiuti omogeneizzati in una camera di compattazione e pressatura, nell'esercitare unapressione per ridurre il volume e portare la densità a 1,4-1,5 tonn/m-3 conisgrondo finale di percolato, nell'immettere il blocco compattato in uno stampo di pastorizzazione, nel sottoporre lo stampo ad una pastorizzazione termica senza combustione per la stabilizzazione delle materie organiche è per la distruzione dei microorganismi preposti alla fermentazione e nel sottoporre il blocco pastorizzato ad un raffreddamento con successiva estrazione dallo stampo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di un impianto per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta uno schema a blocchi del procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani, secondo il trovato;

la figura 2 rappresenta schematicamente l'impianto con evidenziata la camera di compattazione;

la figura 3 rappresenta schematicamente in sezione trasversale la camera di compattazione;

la figura 4 rappresenta in sezione longitudinale la fase di compattazione dei rifiuti triturati;

la figura 5 rappresenta la fase di trasferimento dei rifiuti compattati nello stampo di pastorizzazione;

la figura 6 rappresenta il coperchio di chiusura dello stampo;

le figure 7 e 8 evidenziano schematicamente una diversa forma di realizzazione dell'impianto.

Con riferimento alle citate figure, i rifiuti solidi urbani ed i rifiuti solidi assimilati giungono all'impianto in modo non costante e vengono immessi in una zona di stoccaggio indicata con 1. I rifiuti che inizialmente presentano una densità molto bassa, valutabile in circa 0,3 tonn/m subiscono, nel trituratore 2 una triturazione che ha lo scopo di ridurre le pezzature più grossolane, miscelando i vari materiali, con liberazione di una parte delle sostanze liquide presenti che eseguono uno sgrondo di percolato che si immette in una vasca di stoccaggio mediante un condotto di scarico indicato con 3.

I materiale triturato viene immesso in un omogeneizzatore 4 che presenta una vasca di omogeneizzazione che in pratica funge da polmone per le fasi successive.

In tale vasca può essere insufflata aria calda che proveniente dal raffreddamento del blocco pastorizzato, come meglio verrà chiarito in seguito, in modo tale da ottenere una evaporazione dei liquidi presenti.

Il materiale omogeneizzato viene inviato per mezzo di nastri o elementi similari ad una stazione di pesatura 5 che, in pratica, presenta una tramoggia installata su celle di carico per l'immissione in un gruppo di compattazione, indicato globalmente con 6.

Tale gruppo di compattazione, come meglio verrà chiarito in seguito presenta una camera di compattazione e pressatura, indicata globalmente con il numero di riferimento 10, la quale ha la funzione di ridurre drasticamente il volume portando i rifiuti ad una densità di circa 1,4-1,5 tonn/m .

La camera 10 ha pareti 11 laterali che possono essere realizzate mediante listelli d'acciaio, distanziati tra loro di circa 3 mm, e disposti tra loro affiancati lungo una direzione longitudinale o trasversale, i listelli consentono la fuoriuscita del liquido di percolatura dei rifiuti solidi o presenta fori o feritoie per la fuoriuscita del liquido, la camera è posizionata al di sopra di una vasca di raccolta 12 che, tramite il condotto 3 invia poi il percolato dello sgrondo finale verso la vasca di stoccaggio.

All'interno delle pareti laterali 11 è previsto un fondo mobile 15, anch'esso forato, che, nella fase iniziale è in posizione abbassata, e, una volta che sono stati introdotti rifiuti viene fatto risalire, in modo tale da creare per la camera, che viene chiusa superiormente da un coperchio di chiusura 16, una sezione trasversale corrispondente alla sezione trasversale di uno stampo di pastorizzazione 20 che è posto in allineamento con la camera da parte opposta rispetto ad un pistone di compattazione 21 al quale è collegato un coperchio 22 per la chiusura dello stampo 20.

Il coperchio 22 è dotato di mezzi di aggancio per potersi accoppiare al pistone 21 che viene azionato con una pressione ad incremento logaritmico, così da permettere che il ciclo di riduzione del volume compattazione del materiale nella camera avvenga con continuità fino a raggiungere una pressione di circa 3500 N/cm sul materiale. Inoltre è dotato di un sistema di aggancio automatico allo stampo di pastorizzazione una volta raggiunta la pressione desiderata e trasferito il blocco compattato nello stampo 20.

Contrapposto al pistone di compattazione 20 risulta previsto un pistone di contrasto 30 che, nella fase iniziale, viene introdotto attraverso lo stampo in modo da portare un coperchio di fondo 31, strutturalmente analogo al coperchio 22, in corrispondenza della estremità della camera 10, in modo tale che la fase in cui si esercita la elevata pressione di compattazione si realizzi totalmente all'interno della camera 10. Il coperchio di fondo 31 è dotato di mezzi di aggancio per potersi accoppiare al pistone di contrasto 30 e di un sistema di aggancio automatico allo stampo di pastorizzazione 20, una volta effettuato il trasferimento del blocco compattato nello stampo 20.

Durante la fase di pressatura il pistone di contrasto 30 si posiziona attraverso lo stampo di pastorizzazione alla fine della camera di compattazione 10 e, una volta che è stata raggiunta la densità desiderata per i rifiuti compattati, si realizza, come evidenziato in figura 5, un trasferimento del blocco compattato che viene introdotto nello stampo 20 che risulta chiuso dai coperchi 22 e 31.

Secondo una forma di realizzazione alternativa lo stampo 20 può essere dotato, in sostituzione del coperchio 31, di un suo fondello che, nella fase di pressatura, si dispone a chiusura della camera 10 ed indi, nella fase di trasferimento del blocco compattato si dispone a chiusura dello stampo 20, da parte opposta rispetto al coperchio 22.

Le fasi di riduzione dei volumi, di sgrondo finale, di compattazione ad alta pressione e di trasferimento nello stampo di pastorizzazione avvengono tutte nella stessa stazione con un ciclo pressocchè continuo.

Una volta terminato il ciclo di pressatura, il blocco compattato viene posto all'interno dello stampo 20 che, non avendo dovuto resistere alle pressioni di pressatura, ha uno spessore inferiore rispetto alle pareti della camera; lo stampo viene quindi allontanato ed inviato ai forni di stabilizzazione 40 ove avviene una pastorizzazione termica del materiale compattato.

In queste condizioni il materiale ha un basso coefficiente di trasmissione termica e la pastorizzazione ha la funzione di eliminare l'umidità residua e soprattutto di stabilizzare la sostanza organica, in modo da renderla stabile quindi non soggetta a fenomeni putrefattivi.

Il forno di pastorizzazione 40 che viene utilizzato è preferibilmente del tipo a camera d'aria forzata prodotta da scambiatori di calore alimentati nel circuito primario da bruciatori del tipo catalitico a gas metano.

La temperatura di esercizio è di circa 250*C per un tempo sufficiente a inertizzare i rifiuti solidi urbani e gli assimilati.

Dopo la fase di pastorizzazione il blocco viene introdotto in una stazione di raffreddamento 50 con sistema d'aria forzata e con recupero di calore che viene inviato sia al forno di pastorizzazione sia, come in precedenza accennato, alla stazione di omogeneizzazione per favorire una prima evaporazione dei liquidi. E' possibile anche che nella stessa stazione di pastorizzazione 40 il blocco senza essere più movimentato venga anche raffreddato sempre con il sistema di aria forzata e con recupero di calore.

Lo stampo con il materiale pastorizzato viene inviato ad una stazione di sformatura 60 Che dà la possibilità di rimuovere, con l'aiuto di un pistone, il blocco compattato che, tramite un nastro trasportatore, viene inviato allo stoccaggio o alla destinazione finale del blocco compattato, in quanto il blocco compattato può essere posto in discarica o stoccato per altri usi a cui può essere destinato.

L'aspetto esteriore è di un materiale molto compattato con buone caratteristiche meccaniche con una densità di circa 1,4 tonn/m ed è completamente privo degli odori tipici dei rifiuti solidi e ha inoltre un potere calorifico che è valutabile intorno alle 3500 Kcalorie/kg.

Secondo una diversa forma di realizzazione, che è concettualmente analoga a quella precedentemente illustrata è possibile predisporre una camera di compattazione, indicata globalmente con 10', che presenta una appendice 25 al cui interno viene predisposto uno stampo interno 26 che, una volta realizzata la compattazione del materiale può essere estratto.

In questa forma di realizzazione si ha che non è necessario predisporre il pistone di controspinta, in quanto la compattazione avviene all'interno di uno stampo interno che è ancora con una struttura leggera, in quanto le spinte vengono sopportate dalle pareti esterne dell'appendice della camera che sono dimensionate in modo da resistere alle pressioni in gioco.

Da quanto sopra descritto si vede quindi come il trovato raggiunge gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzato un procedimento che dà la possibilità di ridurre i rifiuti solidi urbani ed i rifiuti solidi assimilati ad un blocco compattato assolutamente inerte, che ha delle dimensioni notevolmente inferiori rispetto alle dimensioni originarie e che può essere o liberamente stoccato in discarica senza accorgimenti di alcun genere o che, eventualmente, può essere anche riutilizzato per diverse applicazioni, in cui si ha la necessità di poter disporre di materiali inerti.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, caratterizzato dal fatto di consistere nel triturare, con sgrondo di percolato, i rifiuti provenienti da una zona di stoccaggio, nell'omogeneizzare i rifiuti triturati con ulteriore sgrondo di percolato, nell'immettere i rifiuti omogeneizzati in una camera di compattazione e pressatura, nell’esercitare una pressione per ridurre il volume e portare la densità a 1,4-1,5 tonn/m3 con sgrondo finale di percolato, nell'immettere il blocco compattato in uno stampo di pastorizzazione, nel sottoporre lo stampo ad una pastorizzazione termica senza combustione per la stabilizzazione delle materie organiche e per la distruzione dei microorganismi preposti alla fermentazione e nel sottoporre il blocco pastorizzato ad un raffreddamento con successiva estrazione dallo stampo.
2. 2. Procedimento, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di consistere nell'insufflare aria calda proveniente dal detto raffreddamento di detto stampo, durante la omogeneizzazione del prodotto.
3. 3. Procedimento, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di pesatura del materiale omogeneizzato da immettere in detta camera di compattazione.
4. 4. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di consistere nell'esercitare, in detta camera di compattazione, una pressione crescente in modo logaritmico.
5. 5. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la pressione raggiunta in detta camera di compattazione è di circa 3500 N/cm .
6. 6. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta pastorizzazione termica viene condotta ad una temperatura di circa 250 °C.
7. 7. Impianto per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati caratterizzato dal fatto di comprendere una zona di stoccaggio dei rifiuti, un trituratore dei rifiuti stoccati, un omogeneizzatore dei rifiuti triturati, una camera di compattazione dei rifiuti omogeneizzati con mezzi per compattare i rifiuti ad una densità 1,4-1,5 tonn/m , uno stampo di introduzione dei rifiuti compattati disponibile in corrispondenza di detta camera di compattazione, un forno di pastorizzazione termica, un gruppo di raffreddamento ed Un gruppo di sformatura.
8. 8. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto omogeneizzatore è connesso a detto gruppo di raffreddamento per l'insufflazione di aria calda per l'evaporazione dei liquidi presenti.
9. 9. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una vasca di stoccaggio del percolato connessa a detta zona di raccolta, a detto trituratore, a detto omogeneizzatore e a detta camera di compattazione.
10. 10. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un gruppo di pesatura del materiale omogeneizzato da immettere in detta camera di compattazione.
11. 11. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto gruppo di compattazione comprende una camera di compattazione e pressatura posizionata al di sopra di una vasca di raccolta del percolato, detta camera presentando pareti laterali con feritoie per l'uscita del percolato, tra dette pareti laterali essendo previsto un fondo mobile sollevabile per una prima riduzione di volume, a detta camera essendo affiancabile uno stampo di pastorizzazione avente dimensioni corrispondenti con le dimensioni di un coperchio collegabile ad un pistone di compattazione mobile in detta camera, essendo inoltre previsto un pistone di contrasto accoppiabile con un coperchio di chiusura di detto stampo di pastorizzazione per disporre detto coperchio di chiusura in corrispondenza dell'estremità di detta camera di compattazione durante la fase di pressatura, detto pistone di compattazione e detto pistone di contrasto essendo traslabili per portare il materiale compattato all'interno di detto stampo di pastorizzazione.
12. 12. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto coperchio e detto coperchio di chiusura presentano mezzi di aggancio per l'accoppiamento, rispettivamente, a detto pistone di compattazione e a detto pistone di contrasto, nonché sistemi di aggancio automatico per la connessione a detto stampo di pastorizzazione.
13. 13. Impianto, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di compattazione con una appendice al cui interno è predisposto uno stampo interno per l'accoglimento del materiale in fase di compattazione, detto stampo interno essendo estraibile da detta camera di compattazione.
14. 14. Procedimento per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, nonché impianto per il trattamento di rifiuti solidi urbani ed assimilati, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.