ITTO20090006A1 - Dipositivo e procedimento per l'ottenimento di biomasse da un liquame organico, particolarmente un liquame di origine zootecnica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Dispositivo e procedimento per l’ottenimento di biomasse da un liquame organico, particolarmente un liquame di origine zootecnica†,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale ai dispositivi e ai procedimenti per la depurazione di liquami organici, particolarmente liquami di origine zootecnica aventi un’elevata componente o frazione liquida, tipo il liquame suino, finalizzati all’ottenimento e/o all’arricchimento di biomasse.

Più particolarmente, l’invenzione si riferisce ad un dispositivo e ad un procedimento atti a ridurre i nitrati ed altri elementi eccedenti negativi nell’impiego in agricoltura dei liquami zootecnici, specialmente quelli della suinicoltura, tali riduzioni ottenendosi catturando questi elementi eccedenti per reimpiegarli ad esempio in agricoltura, in altre forme non impattanti sull’ambiente.

Il termine “biomassa†identifica in generale qualsiasi sostanza di matrice organica, vegetale o animale destinata a fini energetici o alla produzione di ammendanti o fertilizzanti agricoli.

Tecnica anteriore

Una tecnica molto diffusa per ridurre l’impatto ambientale dei liquami zootecnici à ̈ la depurazione biologica a fanghi attivi, con nitrificazione e denitrificazione per neutralizzare i nitrati. Purtroppo, nell’economia finanziaria degli allevamenti intensivi, la depurazione dei liquami rappresenta attualmente soltanto costi difficilmente ammortizzabili. Pertanto il settore zootecnico, in particolare quello suinicolo, necessita di dotazioni di tecnologie che trattino i liquami con la finalità del recupero al fine di ottenere benefici e risparmi.

Una tecnica potenzialmente utilizzabile per il trattamento dei liquami zootecnici organici ad elevata frazione liquida à ̈ quella del loro recupero con l’utilizzo di biomasse, ottenibile tramite percolazione. La tecnica della percolazione consiste essenzialmente in una filtrazione del liquame attraverso una sostanza solida, una biomassa nel caso specifico. La percolazione realizza vantaggiosamente un processo depurativo che consente di riutilizzare, ad esempio in campo agricolo, la frazione liquida residua del liquame trattato, e nel caso specifico, consente di arricchire la biomassa originale. I sistemi di percolazione noti sono tuttavia progettati per occupare grandi spazi e ad oggi non sono stati adottati in modo diffuso proprio per le difficoltà di autorizzazione che richiedono queste opere, per le dimensioni e per i costi che rappresentano.

Per l’ottenimento di masse filtranti in un procedimento di percolazione à ̈ noto sfruttare le proprietà dei materiali cosiddetti di flaking, tipicamente rappresentati da materiali fibrosi, in fiocchi o in granuli sottili. Questi materiali, una volta saturi a seguito del processo di percolazione, possono essere impiegati con vantaggio per la produzione di energia e di ammendanti e fertilizzanti. Gli impianti di tipo noto basati sull’impiego di materiali di flaking sono tuttavia di dimensioni elevate e di realizzazione complessa, e quindi costosi. Gli impianti noti comportano inoltre consumi di energia e costi di esercizio che sarebbe auspicabile ridurre.

Sommario dell’invenzione

La presente invenzione si propone essenzialmente di realizzare un dispositivo del tipo indicato all’inizio, utilizzante in particolare materiale di flaking quale massa filtrante in un processo di percolazione, di costruzione semplice ed economica, e contraddistinto da un costo di esercizio molto ridotto.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un tale dispositivo che consenta di ottenere in modo efficacie due biomasse, una liquida ed una solida, a partire da un liquame organico, particolarmente un liquame di origine zootecnica.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un tale dispositivo che, pur avendo ingombro contenuto, sia di impiego efficacie ed efficiente, ed eventualmente utilizzabile per la realizzazione di impianti più complessi.

L’invenzione si propone altresì di indicare un procedimento del tipo indicato all’inizio particolarmente vantaggioso ai fini dell’ottenimento di biomasse di qualità omogenea, in modo semplice ed economico.

Scopo ulteriore dell’invenzione à ̈ quello di indicare un tale dispositivo e un tale procedimento che consentano vantaggiosamente anche l’esecuzione di un processo depurativo per la frazione liquida dei liquami ad un costo estremamente contenuto, con impieghi di spazio modesti.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di indicare un procedimento basato sull’utilizzo di un materiale di flaking quale massa filtrante che abbia le caratteristiche di non essere un rifiuto ma una materia prima, di catturare macro e micro componenti (biologiche, chimiche e minerali) presenti nei liquami, di essere favorevole all’innesco di un processo biologico degradativo, di essere totalmente compatibile e favorevole all’impiego nella produzione di energie e fertilizzanti organici, soprattutto da impiegare nelle colture alimentari ad elevata qualità sanitaria.

Sommario dell’invenzione

Questi ed altri scopi ancora sono raggiunti, secondo l’invenzione, da un dispositivo e da un procedimento per l’ottenimento di biomasse a partire da un liquame organico, particolarmente un liquame di origine zootecnica avente una elevata componente o frazione liquida, aventi le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento qui fornito in relazione all’invenzione.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di una forma di attuazione semplificata dell’invenzione, effettuata con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- le figure 1 e 2 sono viste schematiche, rispettivamente in elevazione frontale e laterale, di un dispositivo secondo l’invenzione;

- le figure 3, 4 e 5 sono viste schematiche, rispettivamente frontale, laterale e dall’alto, di una struttura portante del dispositivo delle figure 1 e 2;

- le figure 6 e 7 sono viste schematiche, rispettivamente frontale e dall’alto, di un contenitore a cassetto del dispositivo delle figure 1 e 2;

- la figura 8 à ̈ una vista schematica in elevazione frontale di un dispositivo secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell’invenzione; e

- la figura 9 à ̈ una rappresentazione schematica di un impianto comprendente una pluralità di apparati secondo l’invenzione.

Descrizione di forme di attuazione preferite dell’invenzione

Nelle figure 1 e 2 à ̈ rappresentato in forma schematica un dispositivo secondo l’invenzione, indicato globalmente con 1.

Il dispositivo 1 à ̈ sostanzialmente configurato come una torre o colonna, avente sagoma generalmente parallelepipeda estesa verticalmente. Il dispositivo 1 comprende una struttura portante, indicata con 2, nell’ambito della quale sono alloggiati, in posizioni sovrapposte ed in modo asportabile, una pluralità di contenitori 3, per rispettive masse filtranti, non rappresentate nelle figure, costituite di preferenza da materiale di flaking. Si noti che nelle figure 1, 2 e 8, ai numeri di riferimento 3 dei contenitori sono abbinate le lettere a-e, per distinguerli tra loro, ai fini della successiva descrizione delle modalità di impiego del dispositivo. Il dispositivo 1 ha dimensioni di ingombro ridotte rispetto ad un tradizionale impianto noto, Nell’esempio di attuazione non limitativo qui considerato il dispositivo, ovvero la struttura 2, ha un’altezza complessiva di circa 200 cm e lati di circa 50 cm, ad esempio circa 52 x 50 cm, i lati frontale e posteriore essendo quelli leggermente più larghi, per consentire l’inserimento e l’estrazione dei contenitori 3, configurati sostanzialmente come cassetti scorrevoli.

Come visibile anche nelle figure 3-5, la struttura portante 2 à ̈ provvista, nella sua parte superiore, di una vasca di ingresso o accumulo 4 per il liquame da trattare, avente di preferenza la sommità aperta ed il fondo provvisto di almeno un’apertura per il deflusso del liquame. Di preferenza, come si nota in figura 5, il fondo della vasca 4, indicato con 4a, presenta a tale scopo una schiera di fori o aperture passanti 5, per distribuire sostanzialmente uniformemente il liquame in ingresso sull’area superiore della massa contenuta in un sottostante contenitore a cassetto, come in seguito descritto. A titolo indicativo, la vasca 4 può avere un’altezza di circa 20 cm, con il fondo 4a provvisto di una schiera di fori 5 aventi un diametro inferiore ai 5 mm, preferibilmente da 2 a 4 mm, molto preferibilmente circa 3 mm. Tali dimensionamenti, con riferimento alla forma di attuazione esemplificata, consentono capacità di carico e portate di lavoro che garantiscono un trattamento efficiente nonostante gli ingombri contenuti del dispositivo oggetto dell’invenzione. La vasca 4 può essere sostituita da un organo diffusore o distributore, non necessariamente solidale alla struttura 2, particolarmente per il caso di alimentazione in continuo del dispositivo, come in una variante in seguito descritta.

La struttura 2 à ̈ conformata in modo da presentare, nella sua parte inferiore, una vasca di raccolta 6, con fondo chiuso e sommità aperta, avente indicativamente un’altezza di circa 25 cm. La vasca inferiore 6 à ̈ provvista di un manicotto di uscita 6a, per l’evacuazione del residuo liquido risultante dal processo di trattamento implementabile tramite il dispositivo 1, in seguito descritto. In una realizzazione alternativa, la vasca 6 può essere configurata come parte distinta rispetto alla struttura 2.

La struttura 2 delle figure 3-5 à ̈ di preferenza formata in materiale metallico, con un’intelaiatura comprensiva di quattro montanti angolari 2a e di due serie di quattro traverse, anch’esse con sezione ad L, in corrispondenza del fondo e della sommità delle due vasche 4 e 6; alcune di tali traverse sono indicate con 2b. I fondi e le pareti laterali delle due vasche 4 e 5 possono essere formati in lamiera piatta. La struttura 2 à ̈ completata con due pareti laterali o fianchi, indicati con 2c, in modo da essere aperta sul fronte e sul retro.

Lo spazio che si estende tra le due vasche 4 e 6, delimitato lateralmente dalle pareti 2c, definisce un percorso di flusso, indicato con 7 in figura 3, nell’ambito del quale sono operativamente posizionati i contenitori o cassetti 3, in posizioni sovrapposte, come ben visibile in figura 1. Nell’esempio di attuazione considerato, il percorso di flusso 7, ovvero la zona di alloggiamento dei cassetti 3, può avere un’altezza all’incirca di 150 cm.

I cassetti 3, che possono essere di un numero vario, sono tra loro identici ed hanno pareti laterali 8 formate in lamiera metallica. Il fondo dei cassetti, indicato con 9 nelle figure 6 e 7, à ̈ formato da una lamiera forata o da una rete metallica, con fori o passaggi aventi diametro o sezione di passaggio inferiore ai 5 mm, preferibilmente circa 3-4 mm. Tali dimensionamenti consentono un trattamento efficiente tramite un materiale di flaking, ad esempio in cialde, che à ̈ preferibilmente impiegato per la formazione delle masse aggreganti impiegate nel processo di percolazione attuato tramite il dispositivo 1. Sempre con riferimento all’esempio di attuazione considerato, i cassetti 3 possono avere dimensioni a piacimento a seconda degli ingombri a disposizione (non vi à ̈ vincolo di processo), ad esempio dimensioni di circa 50 cm di lato e circa 27 cm di altezza (50 x 50 x 27 cm). Preferibilmente, le pareti 8 frontale e posteriore dei cassetti 3 sono provviste di mezzi di afferramento sporgenti o maniglie 10. Come si vede in figura 7, la sommità dei cassetti 3 à ̈ aperta, con la relativa apertura che à ̈ delimitata da un bordo 8a delle pareti 8, ripiegato ortogonalmente verso l’interno.

Come si vede in figura 6, i cassetti 3 sono provvisti, in corrispondenza di bordi opposti del relativo fondo 9, di profili inferiori di appoggio, tra loro paralleli, indicati con 11, preferibilmente metallici. L’altezza complessiva dei cassetti 3, comprensiva dell’ingombro verticale dei profili 11, à ̈ di circa 30 cm nell’esempio considerato, in modo tale per cui nel percorso di flusso 7 possono essere previsti cinque cassetti 3.

I cassetti 3 sono inseriti nel percorso di flusso 7 in posizioni sovrapposte, onde estendersi trasversalmente al percorso stesso, ed in modo tale per cui il liquame che fluisce dalla vasca 4 verso la vasca 6 possa attraversare in sequenza le masse filtranti contenute nei cassetti stessi. Nella forma di attuazione più semplice del dispositivo 1, illustrata nelle figure, i cassetti 3 poggiano l’uno sull’altro, ovvero sono direttamente impilati, con i profili inferiori 11 di un cassetto che appoggiano sui due lati opposti del bordo 8a (vedere figura 7) del cassetto sottostante della pila. I profili inferiori 11 dell’ultimo cassetto della pila (il cassetto 3e delle figure 1 e 2) sono invece in appoggio sulle due traverse 2b della vasca inferiore 6 parallele ai fianchi 2c.

Ancora con riferimento alla figura 3, i montanti 2a con sezione ad L presentano due interruzioni nella rispettiva porzione di parete che si estende perpendicolarmente ai fianchi 2c della struttura 2. Tra queste interruzioni, indicate con 12 e 13 in figura 3, si estende quindi un tratto intermedio della suddetta porzione di parete, indicato con 2a’ nelle figure 1 e 3.

Come si intuisce dalle figure 1-3, il suddetto percorso di flusso 7 individua una pluralità di posizioni in altezza per i cassetti 3, e precisamente cinque posizioni di giacitura, nell’esempio qui considerato. La porzione di parete 2a’ dei montanti angolari 2a interessa, nell’ambito del percorso 7, sostanzialmente solo le posizioni intermedie (ovverosia quelle in corrispondenza dei cassetti indicati con 3b, 3c e 3d in figura 1), lasciando invece libere le posizioni di estremità, rispettivamente superiore ed inferiore (ovverosia quelle in corrispondenza dei cassetti 3a e 3e di figura 1). Come si intuisce, in tal modo solo i cassetti che si trovano nelle suddette posizioni superiore ed inferiore possono essere sfilati/infilati scorrevolmente rispetto alla struttura 2.

Secondo una caratteristica preferenziale dell’invenzione i cassetti 3 sono inoltre alloggiati nella struttura 2 in modo da poter scorrere verticalmente nell’ambito del percorso di flusso 7, ovvero nella regione compresa tra le vasche 4 e 6, onde poterne variare la relativa posizione di giacitura in altezza, dopo che almeno uno dei cassetti che occupano le suddette posizioni superiore ed inferiore à ̈ stato estratto dalla struttura. Questo significa che, ad esempio, rimuovendo il cassetto 3a che occupa la posizione superiore, tutti i restanti cassetti della pila possono essere sollevati, in modo tale per cui il secondo cassetto 3b vada ad occupare la posizione superiore, ed il cassetto 3e liberi la posizione inferiore, nella quale può essere reinserito il cassetto 3a precedentemente estratto. Naturalmente à ̈ possibile in teoria anche il caso inverso, di estrazione del cassetto che occupa la posizione inferiore (cassetto 3e in figura 1), con la parte restante della pila di cassetti che può essere fatta scalare verso il basso. Le porzioni di parete 2a’ dei montanti angolari 2a impediscono quindi l’estrazione dei cassetti 3 che di volta in volta si trovano nelle posizioni intermedie, ed operano inoltre da guida, contenendo eventuali spostamenti laterali dei cassetti della pila quando questa, dopo l’estrazione di uno dei cassetti, viene spostata in direzione verticale.

Un esempio di procedimento attuabile con il dispositivo 1 secondo l’invenzione à ̈ seguente.

Il liquame di partenza utilizzato à ̈, come detto, un liquame proveniente da allevamenti zootecnici, preferibilmente allevamenti di suini o eventualmente di bovini.

Il liquame viene preferibilmente pretrattato tramite filtropressa e/o tramite centrifugazione. Il liquame proveniente da allevamento viene sottoposto a filtrazioni successive, quali ad esempio una prima filtrazione attraverso un mezzo filtrante atto a trattenere particelle solide di dimensioni superiori a 5 mm, una seconda filtrazione attraverso un mezzo filtrante atto a trattenere particelle superiori a 2.5 mm ed una terza filtrazione attraverso un mezzo filtrante atto a trattenere particelle superiori a 1 mm. Le sopra indicate fasi di aggregazione possono essere seguite, o eventualmente sostituite, da una centrifugazione forzata del liquame.

In un possibile modo di funzionamento, una quantità dosata di liquame pretrattato viene caricato periodicamente nella vasca 4 del dispositivo 1, sino a sostanzialmente colmarla.

Dalla vasca 4 il liquame fluisce, attraverso i fori 5 del fondo 4a, nel percorso di flusso 7, in cui i cassetti 3 sono disposti in sequenza continua e contengono ciascuno una rispettiva massa filtrante, avente il compito di catturare le particelle macroscopiche e microscopiche di sostanze organiche, chimiche e minerali presenti nel liquame che fluisce per gravità verso la vasca di raccolta 6. In tale massa filtrante viene preferibilmente realizzata una bio-attivazione enzimatica o batterica del liquame, ad esempio tramite aggiunta di un consorzio di batteri e funghi, atto a permettere l'accelerazione ed il controllo dei processi degradativi della frazione organica del liquame. Un consorzio utilizzabile allo scopo à ̈ quello reso disponibile dalla Richiedente con il nome commerciale “Enzyveba†(alla cui documentazione tecnica si rimanda per ulteriori dettagli). L’impiego di un tale prodotto à ̈ particolarmente vantaggioso in quanto le specie batteriche e fungine si autoselezionano naturalmente durante il ciclo produttivo, sviluppando un consorzio dotato di svariate attività enzimatiche, in grado di agire in presenza di matrici fortemente eterogenee, ed in cui gli stessi batteri e funghi contenuti nel consorzio microbico sviluppano gli enzimi necessari alla degradazione delle varie frazioni organiche con le quali vengono a contatto.

Secondo un aspetto preferenziale dell’invenzione la percolazione attraverso le masse filtranti avviene in assenza di pressione del liquame, al fine di evitare la formazione di percorsi preferenziali nell’ambito delle masse stesse.

Nell’implementazione preferita le masse aggreganti sono formate con un materiale di flaking. Questi materiali, oltre a presentare proprietà fisiche e chimiche che li rendono particolarmente adatti all’applicazione qui considerata, sono atti a comporre, assieme ad altri solidi organici ed ai solubili trattenuti in transito dal liquame, una biomassa che possiede una buona struttura fisica e caratteristiche atte per produrre energia e un buon ammendante e/o fertilizzante organico. Materiali di flaking preferiti da utilizzare nel procedimento secondo l’invenzione sono di origine vegetale, ad esempio selezionati tra stocchi di mais, paglia o fieno triturato, trinciati di cereali, cellulosa, erbacce, torba, alghe, nonché scarti di segheria e legname, quali trucioli di legno, segatura, trucioli di corteccia.

Il materiale di flaking, preparato in cialde, fiocchi, granuli, pellet o simili, ha dimensioni di ingombro maggiori rispetto al diametro dei fori 5 del fondo 4a dei cassetti 4 e comunque di dimensioni tali da consentire di colmare i cassetti 3. Si à ̈ rilevato che i migliori risultati, in termini di formazione della biomassa e di depurazione della frazione liquida del liquame, sono ottenibili con una massa aggregante formata da un letto di materiale di flaking avente un’altezza (nel senso della direzione di attraversamento del liquame) compresa tra circa 10 e 50 cm a seconda del materiale impiegato di flaking. Tale altezza, o spessore, della massa filtrante consente inoltre di preservare caratteristiche fisiche ottimali delle biomasse ottenute, anche ai fini della movimentazione manuale o automatizzata dei cassetti e delle successive fasi di scarico del materiale di flaking saturo e/o movimentazione e trasporto.

Risultati ottimali per la realizzazione delle biomasse sono ottenibili provocando una bio-attivazione enzimatica o batterica anche del materiale di flaking saturo contenuto nei cassetti 3, preferibilmente tramite aggiunta di un consorzio di microrganismi del tipo di quello precedentemente indicato, particolarmente batteri e funghi, quale il già citato Enzyveba.

Come si intuisce, nel normale funzionamento del dispositivo 1, il liquame fluisce dalla vasca superiore 4 verso la vasca inferiore 6, attraversando in sequenza le masse filtranti contenute nei cassetti 3, con una percolazione per sola gravità. Il materiale di flaking costituente le masse aggreganti provvede a ritenere la frazione solida del liquame (componenti macro e micro, biologiche, chimiche e minerali), compresa la parte in emulsione, sino ad esserne saturo, mentre la relativa frazione liquida viene progressivamente accumulata nella vasca 6, dalla quale può poi essere evacuata attraverso il manicotto 6a.

Le masse aggreganti vengono sostituite ciclicamente al raggiungimento della loro saturazione, a partire dal primo cassetto che viene attraversato dal liquame nel suo moto di avanzamento attraverso il dispositivo 1, con un metodo a rotazione che va preferibilmente dal basso verso l’alto. A tale scopo, come in precedenza spiegato, può essere asportato dalla struttura 2 il cassetto che occupa la posizione superiore nell’ambito del percorso di flusso, ovvero il cassetto 3a di figura 1. La relativa massa aggregante satura, destinata a costituire una biomassa arricchita, viene rimossa e sostituita da un nuovo letto del materiale di flaking. I restanti cassetti 3b-3e vengono quindi traslati in alto nell’ambito del percorso 7, con il secondo cassetto 3b che va così ad occupare la suddetta posizione superiore e con il cassetto 3e che libera la suddetta posizione inferiore; in tale posizione inferiore viene quindi inserito un nuovo cassetto, ad esempio ma non necessariamente il cassetto 3a precedentemente estratto, contenente una relativa nuova massa filtrante. Questo metodo a rotazione dei cassetti à ̈ evidentemente ripetuto ciclicamente, in modo tale per cui ciascuno dei cassetti, e quindi delle relative masse filtranti, occupi in sequenza tutte le posizioni nell’ambito del percorso di flusso 7, dal basso verso l’alto, garantendo così uniformità qualitativa delle biomasse ottenute nei vari cassetti.

Con il procedimento descritto, facendo uso di un buon materiale di flaking e di un liquame altamente attivo, risulta possibile ottenere dalle masse filtranti sature una biomassa che si presta in modo ottimale per produrre energia, fertilizzanti ed ammendanti organici, anche compatibili per entrare in un eventuale ciclo di compostaggio (decomposizione della materia organica in condizioni aerobiche di contatto tra la biomassa e l'aria). Le masse aggreganti sature, arricchite di carbonio, possono essere eventualmente pressate ed essiccate, per l’impiego diretto come combustibile per uso industriale oppure entrare in un processo di digestione anaerobica con produzione di biogas oppure in un processo aerobico con o senza lombrichi. La frazione liquida residua che viene raccolta nella vasca 6, che costituisce essa stessa una biomassa, contiene un carico organico ridotto in media secondo percentuali del 90%, comprese le cariche minerali e chimiche, anch’esse ridotte del 90% circa. Queste acque di recupero del procedimento descritto sono ricche di microfauna positiva e, opportunamente ossidate, sono anch’esse utilizzabili, ad esempio come alimento per culture idroponiche da riutilizzare nel processo di digestore anaerobico per produrre energia e fertilizzanti e/o materia prima per la farmaceutica, cosmetica o mangimi.

Stante il peso relativamente contenuto della pila di cassetti 3 la movimentazione a rotazione sopra descritta può essere effettuata manualmente, ad esempio da due operatori, oppure con l’ausilio di macchinari normalmente disponibili anche in un’azienda zootecnica di piccole dimensioni, quale un carrello elevatore (tipo “muletto†) o un trattore agricolo dotato di sollevatore. Peraltro, in una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell’invenzione il dispositivo 1 à ̈ provvisto di mezzi per produrre lo spostamento meccanizzato dei contenitori a cassetto 3 nell’ambito del percorso di flusso 7. La figura 8 illustra, in forma schematica, una possibile realizzazione in questo senso.

Nell’esempio illustrato al dispositivo 1 à ̈ associato un sistema meccanizzato, globalmente indicato con 20, che comprende una coppia di bracci sollevatori, uno solo dei quali visibile, indicato con 21, ad esempio divaricabili ed avvicinabili tra loro. Nella rispettiva posizione ravvicinata i bracci 21 risultano posizionati al di sotto delle maniglie 10 del cassetto che di volta in volta occupa la porzione inferiore del percorso 7, ovverosia il cassetto 3e di figura 8. I bracci 21 sono sostenuti da un organo di supporto 22 montato scorrevole lungo una o più guide verticali 23; in tal modo, lo scorrimento del supporto 22 verso l’alto determina un sollevamento dei bracci 21, e quindi della pila di cassetti, ovviamente dopo che il cassetto occupante la posizione superiore à ̈ stato preventivamente rimosso, come in figura 8. Dal cassetto precedentemente estratto dalla struttura 2 viene rimossa la massa filtrante satura e sostituita con una nuova massa filtrante. Tale cassetto viene quindi reinserito nella posizione inferiore del percorso di flusso, ora libera, dopodichà ̈ i bracci 21 possono essere nuovamente abbassati tramite il supporto 23 scorrevole lungo i mezzi di guida 22 e poi divaricati.

Nella realizzazione più semplice il sistema 20 può essere attuato manualmente (ad esempio tramite un sistema a volantino e chiocciola/vite senza fine oppure pignone/cremagliera), ma in altre soluzioni à ̈ evidentemente impiegabile un sistema di attuazione assistito, ad esempio comprendente un attuatore elettrico, idraulico o pneumatico, indicato schematicamente con 24 in figura 8, provvisto di idonei mezzi di alimentazione e controllo, secondo modalità di realizzazione che appariranno chiare al tecnico del settore (ad esempio un motore elettrico con sistema di trasmissione per produrne il sollevamento e l’abbassamento del supporto 23 lungo i mezzi di guida 22, o ancora tramite un cilindro idraulico o pneumatico, eccetera). Come si intuisce, infatti, le modalità di implementazione pratica del sistema meccanizzato di movimentazione dei cassetti del dispositivo 1 potranno essere le più diverse, più o meno complesse, secondo modalità che appaiono chiare al tecnico del settore. Si segnala anche che il sistema meccanizzato potrebbe essere configurato come dispositivo approssimabile ed allontanabile rispetto alla struttura 2 del dispositivo 1 (tipo carrello elevatore), e quindi senza che i bracci 21 debbano necessariamente essere di tipo divaricabile.

Fatti salvi gli ingombri ridotti del dispositivo 1 e la possibilità di suo utilizzo a sé, più dispositivi 1 sono utilizzabili per la realizzazione di impianti di maggiori dimensioni. In figura 9 à ̈ illustrato schematicamente a tale scopo un esempio di impiego di più apparati 1 collegati in serie tra loro. In questa configurazione di impiego il manicotto 6a di uscita di un primo dispositivo 1 à ̈ collegato, tramite idonea tubazione 25 provvista di pompa 26, alla vasca superiore 4 di un secondo dispositivo 1, ed il manicotto 6a di quest’ultimo collegato, sempre tramite una tubazione 25 con pompa 26, alla vasca 4 di un ulteriore dispositivo 1. Ovviamente le vasche 4 di più apparati 1 possono anche essere riempite in parallelo, a partire da un’unica vasca di raccolta del liquame proveniente da un allevamento, con modalità e mezzi che appaiono chiari al tecnico del settore.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione. Il dispositivo descritto à ̈ di realizzazione estremamente semplice ed economica, ed i suoi costi di esercizio sono molto modesti. Le dimensioni contenute del dispositivo ne consentono l’impiego anche in aziende zootecniche di piccole dimensioni. Le biomasse ottenibili con il procedimento secondo l’invenzione presentano caratteristiche ottimali in vista dell’impiego quale fertilizzante, ammendante o per la produzione di energia. Il procedimento consente inoltre, pur con apparati di ridotte dimensioni, l’ottenimento di biomasse solide aventi caratteristiche e qualità omogenee, grazie al metodo di rotazione dei cassetti descritto, il tutto con costi di impianto e di esercizio molto contenuti.

E’ chiaro che numerose varianti sono possibili per la persona esperta del ramo al dispositivo ed al procedimento descritti come esempio, senza per questo uscire dagli ambiti dell’invenzione così come definiti nelle rivendicazioni che seguono.

In una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa il liquame à ̈ alimentato in continuo tramite la vasca o diffusore 4,. A tale scopo, come schematizzato in figura 9, il liquame può essere prelevato da serbatoio di ingresso ST, che contiene il liquame pretrattato; tramite un idoneo condotto ed una pompa di alimentazione SP, il liquame à ̈ addotto dal serbatoio ST alla vasca o diffusore 4. L’alimentazione del liquame alla vasca 4 avviene in continuo, con portata ridotta, ed à ̈ interrotta quando viene rilevata la saturazione della massa contenuta nel cassetto 3a. La rilevazione della saturazione della massa à ̈ effettuata tramite un sensore, non rappresentato, montato di preferenza, ma non necessariamente, in corrispondenza della parte inferiore della vasca 4, in modo da affacciarsi all’interno del cassetto di sommità. In una possibile implementazione, il sensore à ̈ predisposto per rilevare la formazione ed il perdurare di uno strato di liquido sulla superficie superiore della massa; in caso di saturazione, infatti, il liquame non à ̈ più in grado di attraversare la massa, con il conseguente accumulo di liquido al di sopra di essa. Il sensore utilizzabile per rilevazione la formazione del suddetto sottile strato di acqua può essere ad esempio un sensore conduttivo o un sensore capacitivo, o di altro tipo idoneo allo scopo. Sensori conduttivi e capacitivi utilizzabili a tale scopo sono ad esempio quelli commercializzati dalla società M.M.T. s.r.l., Capralba (CR), Italia, alla cui documentazione tecnica si rimanda. Nel caso di impiego di un sensore di questo tipo, il sensore stesso presenta un supporto provvisto di attuatore, elettrico o a fluido, attuabile per causare l’innalzamento del sensore e quindi la successiva estrazione del cassetto. In alternativa, possono essere impiegati sensori in posizione fissa, quali un sensore di prossimità, un sensore ottico, un sensore laser, un sensore ad ultrasuoni, secondo tecnologia in sé nota nel settore della rilevazione di livello senza contatto.

In questa variante, durante il ciclo, la massa filtrante attraversata dal liquame trattiene ed assorbe parte dei solidi fino alla saturazione, evidenziata dall’incapacità di lasciar percolare la fase liquida dal cassetto di sommità a quello sottostante. Tale condizione, rilevabile tramite letture successive effettuate mediante il suddetto sensore interfacciato ad un idoneo sistema di controllo, non rappresentato, determina l’arresto della percolazione, ossia l’interruzione del funzionamento della pompa di alimentazione SP, ai fini della successiva sostituzione del cassetto di sommità, come in precedenza spiegato, ed il conseguente riavvio della pompa SP. Ovviamente, un sensore avente la funzione indicata à ̈ montato, preferibilmente in modo asportabile, in ciascuna colonna di percolazione.

Nella forma di attuazione esemplificata il dispositivo 1 à ̈ destinato a lavorare a temperatura ambiente, ma in altre soluzioni al medesimo può essere associato un sistema di condizionamento (riscaldamento/raffreddamento) e/o termostatatazione, comprendente ad esempio un sistema di riscaldamento a raggi infrarossi.

La vasca 4 può essere provvista di mezzi meccanizzati per mantenere il liquame in movimento, così da impedire la sedimentazione delle particelle solide ancora contenute, per quanto ciò non sia indispensabile ai fini dell’attuazione del procedimento descritto.

Ovviamente il dispositivo potrà essere configurato per avere un numero di contenitori a cassetto 3 diverso da quello esemplificato, a partire da un minimo di due.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo per l’ottenimento e/o l’arricchimento di biomasse da un liquame organico avente una frazione liquida ed una frazione solida, particolarmente un liquame di origine zootecnica, il dispositivo essendo del tipo che prevede il transito del liquame attraverso masse filtranti, particolarmente masse filtranti e aggreganti di materiale di flaking, in modo tale per cui le masse filtranti trattengano almeno parte della frazione solida del liquame, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) ha una struttura estesa verticalmente (2), sostanzialmente a torre, con un mezzo di alimentazione superiore (4) del liquame ed un mezzo di raccolta inferiore (6) di almeno parte della frazione liquida del liquame, il mezzo di alimentazione superiore (4) avendo uno o più passaggi (5) per il liquame e la struttura (2) definendo, tra il mezzo di alimentazione superiore (4) ed il mezzo di raccolta inferiore (6), un percorso di flusso (7) lungo il quale il liquame può fluire, lungo il percorso di flusso (7) essendo alloggiati sequenzialmente nella struttura (2) una pluralità di contenitori a cassetto (3a-3e), ciascun contenitore a cassetto (3a-3e) avendo un fondo (8) provvisto di aperture di dimensioni tali da trattenere il materiale costituente una relativa massa filtrante, i contenitori a cassetto (3a-3e) estendendosi sostanzialmente paralleli tra loro in una direzione trasversale al percorso di flusso (7) ed in posizioni sovrapposte, per essere attraversati sequenzialmente almeno dalla frazione liquida del liquame, i contenitori a cassetto (3a-3e) essendo estraibili scorrevolmente dalla struttura (2) per consentire una rimozione e sostituzione delle masse filtranti di volta in volta sature e/o una variazione della posizione in altezza dei contenitori a cassetto (3a-3e) nell’ambito del percorso di flusso (7).
2. 2. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui almeno alcuni contenitori a cassetto (3b-3e) di detta pluralità sono alloggiati nell’ambito della struttura (2) in modo da essere spostabili sostanzialmente scorrevolmente anche in una direzione di altezza del percorso di flusso (7), dopo che almeno un contenitore a cassetto (3a) della pluralità à ̈ stato estratto dalla struttura (2).
3. 3. Il dispositivo secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre mezzi (20) per lo spostamento meccanizzato dei detti almeno alcuni contenitori a cassetto (3b-3e) nella detta direzione di altezza del percorso di flusso (7).
4. 4. Il dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il percorso di flusso (7) à ̈ configurato per individuare una pluralità di posizioni per i contenitori a cassetto (3a-3e), tra le quali almeno una posizione superiore, una posizione inferiore ed una o più posizioni intermedie, ed in cui la struttura (2) à ̈ predisposta in modo da consentire l’estrazione, oppure l’inserimento, rispetto al percorso di flusso (7) dei soli contenitori a cassetto (3a, 3e) che di volta in volta si trovano nella posizione superiore, oppure nella posizione inferiore.
5. 5. Il dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre: - mezzi (ST, SP) per alimentare in modo continuo il liquame da trattare, - mezzi per rilevare una condizione di saturazione della massa filtrante contenuta in un primo contenitore a cassetto (3a), e - mezzi di controllo per interrompere l’alimentazione in continuo del liquame quando viene rilevata la detta condizione di saturazione della massa filtrante contenuta nel detto primo contenitore a cassetto (3a).
6. 6. Un procedimento per l’ottenimento e/o l’arricchimento di almeno una biomassa a partire da un liquame organico avente una frazione liquida ed una frazione solida, particolarmente un liquame di origine zootecnica, del tipo in cui il liquame à ̈ fatto transitare attraverso masse filtranti, particolarmente di materiale di flaking, in modo tale per cui le masse filtranti trattengano almeno parte della frazione solida del liquame, compresa quella in emulsione, ed in cui ciascuna massa filtrante, quando satura, viene rimossa e sostituita con una nuova massa filtrante, ciascuna massa filtrante satura costituendo una biomassa, il procedimento comprendendo i passi di: - provvedere una struttura verticale che definisce un percorso di flusso (7) per il liquame tra un ingresso (4) ed un’uscita (6); - provvedere lungo il percorso di flusso (7) una serie di contenitori (3a-3e) estraibili dalla struttura (2), ciascun contenitore (3a-3e) alloggiando una rispettiva massa filtrante, i contenitori della serie (3a-3e) essendo in posizioni sovrapposte nell’ambito del percorso di flusso (7); - estrarre almeno un primo contenitore (3a) della serie (3a-3e) dalla struttura (2), per la rimozione della relativa massa filtrante satura e la sua sostituzione con una nuova massa filtrante; - modificare la posizione in altezza di altri contenitori (3b-3e) della serie nell’ambito del percorso di flusso (7) ed inserire un contenitore (3a) provvisto di una nuova massa filtrante nella struttura (2), in una posizione in altezza differente rispetto a quella precedentemente occupata dal detto primo contenitore (3a).
7. 7. Il procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui il percorso di flusso (7) à ̈ configurato per individuare una pluralità di posizioni in altezza per i contenitori della serie (3a-3e), tra le quali una posizione superiore, una posizione inferiore ed una o più posizioni intermedie, ed in cui i contenitori della serie (3a-3e) sono suscettibili di occupare di volta in volta posizioni in altezza differenti nell’ambito del percorso di flusso (7), il procedimento comprende le operazioni di: - estrarre dal percorso di flusso (7) il primo contenitore (3a) della serie (3a-3e), che occupa la detta posizione superiore, quando la relativa massa filtrante à ̈ satura; - sollevare i restanti contenitori (3b-3e) della serie lungo il percorso di flusso (7), in modo tale che la detta posizione superiore venga occupata dal contenitore (3b) della serie (3a-3e) successivo al contenitore (3a) che à ̈ stato estratto dal percorso di flusso (7) e che l’ultimo contenitore (3e) della serie liberi la detta posizione inferiore; - introdurre nella struttura (2), nella detta posizione inferiore, un contenitore (3a) provvisto di una nuova massa filtrante, quale ad esempio il contenitore precedentemente estratto dopo la sostituzione della relativa massa filtrante.
8. 8. Il procedimento secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui almeno uno tra il liquame addotto al percorso di flusso (7) ed il materiale costituente una massa filtrante viene sottoposto ad una bio-attivazione enzimatica o batterica, particolarmente tramite aggiunta di un consorzio di batteri e funghi.
9. 9. Il procedimento secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui le masse filtranti sono formate con un materiale di flaking, preferibilmente di origine vegetale.
10. 10. Il procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui: - il liquame da trattare à ̈ alimentato in continuo, - à ̈ prevista la rilevazione della condizione di saturazione della massa filtrante contenuta in un primo contenitore (3a), e - l’alimentazione in continuo del liquame viene interrotta quando viene rilevata la condizione di saturazione della massa filtrante contenuta nel primo contenitore (3a), dove in particolare, quando viene rilevata detta condizione di saturazione, à ̈ avviato un ciclo di sostituzione del primo contenitore (3a) nell’ambito della struttura (2).