IT201800000628A1 - Tank for the bioconversion of organic waste in industrial systems based on the use of scavengers - Google Patents
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Description
Vasca per la bioconversione di rifiuti organici in sistemi industriali basati sull'utilizzo di insetti saprofagi. Tank for the bioconversion of organic waste in industrial systems based on the use of scavenger insects.
Sono note allo stato della tecnica alcune applicazioni in cui larve di varie tipologie di insetti vengono utilizzate per il trattamento di rifiuti solidi urbani. Some applications are known to the state of the art in which larvae of various types of insects are used for the treatment of solid urban waste.
Nella domanda di brevetto internazionale WO2012029041 è descritto un impianto automatico ed un metodo per il biotrattamento a mezzo di larve di insetti di rifiuti organici di varia natura a mezzo di un bioreattore capace di accumulare al proprio interno il compost prodotto dal trattamento dei rifiuti. Nello stesso documento è descritto l'utilizzo di una o più specie di ditteri in stadio larvale per l'applicazione del metodo di biotrattamento, da scegliersi in funzione della matrice o combinazione di matrici organiche da trattare. La configurazione dell’impianto descritto consente inoltre di adeguare il ciclo di funzionamento in funzione delle abitudini e del ciclo di vita degli organismi viventi utilizzati. Il metodo descritto può anche essere utilizzato per il trattamento di categorie di rifiuti per le quali non sono note allo stato della tecnica soddisfacenti tecniche di trattamento. In the international patent application WO2012029041 an automatic plant and a method for the biotreatment by means of insect larvae of organic waste of various kinds by means of a bioreactor capable of accumulating inside the compost produced by the waste treatment is described. The same document describes the use of one or more species of diptera in the larval stage for the application of the biotreatment method, to be chosen according to the matrix or combination of organic matrices to be treated. The system configuration described also allows you to adjust the operating cycle according to the habits and life cycle of the living organisms used. The described method can also be used for the treatment of waste categories for which satisfactory treatment techniques are not known in the state of the art.
Nel brevetto statunitense US5759224 sono descritti un apparato ed un metodo per il trattamento continuo dei rifiuti a mezzo di larve di mosche. Il documento citato descrive un impianto composto da un nastro trasportatore, un mezzo per distribuire sul nastro trasportatore i rifiuti triturati in grani, un mezzo per deporre le larve sui rifiuti stessi, un mezzo per togliere le larve dai rifiuti al termine del processo di digestione ed un mezzo per rimuovere i rifiuti stessi dal nastro trasportatore. L’invenzione si applica al trattamento di “grosse quantità di rifiuti umidi putrescenti”. Il metodo descritto consiste nel deporre i rifiuti in un’apposita zona del nastro trasportatore e depositarvi sopra le larve (o le loro uova). In the United States patent US5759224 an apparatus and a method for the continuous treatment of waste by means of fly larvae are described. The cited document describes a plant consisting of a conveyor belt, a means for distributing the shredded waste into grains on the conveyor belt, a means for depositing the larvae on the waste itself, a means for removing the larvae from the waste at the end of the digestion process and a means of removing the waste itself from the conveyor belt. The invention applies to the treatment of "large quantities of rotting wet waste". The method described consists in depositing the waste in a specific area of the conveyor belt and depositing the larvae (or their eggs) on it.
Nel brevetto americano US6391620 viene descritto un ulteriore metodo per la bioconversione continua di rifiuti putrescenti la cui caratteristica è che mentre un organismo vivente bioconverte i rifiuti putrescenti nella parte superficiale dell’accumulo di rifiuti, la parte sottostante già trattata viene rimossa a mezzo di un sistema scavatore. Nel brevetto US6579713, a quanto descritto nel documento appena citato viene aggiunto un sistema per la rimozione per caduta dell’acqua dai rifiuti ed un sistema di drenaggio. Il sistema per spostare i rifiuti è formato da una lama solidalmente vincolata ad una catena mossa da un motore. In the American patent US6391620 a further method is described for the continuous bioconversion of putrescible waste whose characteristic is that while a living organism bioconverts the putrescible waste in the superficial part of the waste accumulation, the underlying part already treated is removed by means of a system digger. In patent US6579713, a system for the removal of water from waste and a drainage system is added to what is described in the document just mentioned. The system for moving the waste is formed by a blade integrally linked to a chain moved by a motor.
Esistono poi allo stato della tecnica alcune applicazioni rivolte al trattamento, a mezzo di larve di Hermetia illucens, di piccole quantità di rifiuti. Nel brevetto statunitense US6780637 viene descritto un sistema domestico per il trattamento dei rifiuti, consistente sostanzialmente in un recipiente di forma sostanzialmente rotonda per la raccolta dei rifiuti (liquami o rifiuti umidi) al cui interno c’è una superficie inclinata (tipo rampa) che viene percorsa in salita dalle larve di Hermetia illucens che scivolano poi, a mezzo di un apposito condotto, in un recipiente per la raccolta delle larve stesse. There are also some state-of-the-art applications aimed at treating small quantities of waste by means of Hermetia illucens larvae. In US patent US6780637 a domestic waste treatment system is described, consisting substantially of a substantially round container for the collection of waste (sewage or wet waste) inside which there is an inclined surface (ramp type) which is traveled uphill by the larvae of Hermetia illucens which then slide, by means of a special conduit, into a container for the collection of the larvae themselves.
Alcune di queste applicazioni note allo stato della tecnica sono limitate, in quanto consentono solamente il trattamento in modalità continua dei rifiuti, con la necessità di dover disporre di spazi per lo stoccaggio del compost prodotto in maniera continua dall’impianto in attesa del trasporto, che può economicamente avvenire solamente una volta che si sia raggiunta una certa quantità di rifiuto trattato. Some of these applications known to the state of the art are limited, as they only allow the continuous treatment of waste, with the need to have spaces for the storage of the compost produced continuously by the plant awaiting transport, which economically it can only take place once a certain amount of treated waste has been reached.
Gli unici sistemi che prevedono un trattamento “batch”, cioè con il riempimento e lo svuotamento periodico del recipiente in cui avviene il trattamento dei rifiuti, sono i documenti WO2012029041 e US 6780637. The only systems that provide for a “batch” treatment, ie with the periodic filling and emptying of the container in which the waste is treated, are documents WO2012029041 and US 6780637.
Il brevetto WO2012029041 prevede un metodo di immissione del refluo da trattare funzionale allo stadio di sviluppo delle larve utilizzate e per questa caratteristica può essere utilizzato in trattamenti batch industriali. Il brevetto US 6780637 è indirizzato ad applicazioni domestiche e, per la sua configurazione, se applicato su larga scala, presenta lo svantaggio della gestione manuale di un numero elevato di contenitori con evidenti limitazioni sulla quantità di rifiuti trattabili. Tutti i sistemi di utilizzo su vasta scala presentati in US6780637 (figure da 7 a 10) prevedono infatti l’utilizzo di un sistema di raccolta delle larve comune ad una pluralità di recipienti. Un ulteriore limite del dispositivo descritto in US6780637 è che non prevede la possibilità di influenzare attivamente il ciclo di trattamento dei rifiuti e di raccolta delle larve, con evidenti ripercussioni sull’efficienza complessiva del processo. Patent WO2012029041 provides for a method of introducing the wastewater to be treated functional to the development stage of the larvae used and for this characteristic it can be used in industrial batch treatments. US patent 6780637 is addressed to domestic applications and, due to its configuration, if applied on a large scale, has the disadvantage of the manual management of a large number of containers with evident limitations on the quantity of treatable waste. All the large-scale use systems presented in US6780637 (Figures 7 to 10) in fact provide for the use of a larvae collection system common to a plurality of containers. A further limitation of the device described in US6780637 is that it does not provide for the possibility of actively influencing the cycle of waste treatment and collection of larvae, with obvious repercussions on the overall efficiency of the process.
Forma oggetto del presente trovato una vasca per il trattamento e la bioconversione di rifiuti organici e di matrici organiche reflue a mezzo di larve di insetto, ottimizzata per lo sfruttamento dei comportamenti etologici dei ditteri al fine di migliorare l’efficienza del processo e permetterne lo sfruttamento a fini industriali. The present invention relates to a tank for the treatment and bioconversion of organic waste and organic waste matrices by means of insect larvae, optimized for the exploitation of the ethological behaviors of diptera in order to improve the efficiency of the process and allow its exploitation. for industrial purposes.
La vasca, dotata di più strati o involucri, come descritta in dettaglio nel seguito del presente documento, è inoltre ottimizzata per l’utilizzo in impianti industriali per lo stoccaggio automatizzato o semiautomatizzato, nei quali vengono trattate notevoli quantità di rifiuti, consentendo una notevole riduzione degli ingombri in pianta necessari, potendo gli impianti che utilizzano la vasca secondo l’invenzione svilupparsi in altezza. The tank, equipped with several layers or casings, as described in detail later in this document, is also optimized for use in industrial plants for automated or semi-automated storage, in which considerable quantities of waste are treated, allowing a considerable reduction. of the necessary overall dimensions, since the systems that use the tank according to the invention can develop in height.
La presente invenzione fornisce quindi una vasca per il trattamento dei rifiuti a mezzo di ditteri saprofagi comprendente almeno una rampa inclinata che collega la base della vasca con la superficie laterale della stessa ed almeno un’apertura praticata nella superficie laterale della vasca in corrispondenza della sommità di detta rampa, caratterizzata dal fatto che detta vasca ha una forma in pianta comprendente almeno un angolo e detta almeno una rampa inclinata è posizionata in corrispondenza di detto angolo. The present invention therefore provides a tank for the treatment of waste by means of scavengers comprising at least one inclined ramp that connects the base of the tank with the lateral surface of the same and at least one opening made in the lateral surface of the tank at the top of the tank. said ramp, characterized in that said tank has a plan shape comprising at least one corner and said at least one inclined ramp is positioned at said corner.
Questi ed altri vantaggi saranno evidenti dalla descrizione dettagliata del trovato che farà riferimento alle figure da 1 a 10 allegate. These and other advantages will be evident from the detailed description of the invention which will refer to the attached figures 1 to 10.
Si premette, a titolo di chiarezza, che nella presente domanda ci si riferirà con il termine modulo all’insieme di una vasca (1), di un guscio esterno (2) e di un coperchio (3) secondo quanto descritto in dettaglio in seguito. It should be noted, for the sake of clarity, that in the present application the term module will refer to the set of a tank (1), an external shell (2) and a lid (3) as described in detail below. .
In figura 6 è mostrata una vista assonometrica della vasca (1) per il trattamento dei rifiuti secondo la presente invenzione. Si tratta di una vasca di forma in pianta sostanzialmente rettangolare, aperta nella parte superiore. Figure 6 shows an axonometric view of the tank (1) for the treatment of waste according to the present invention. It is a substantially rectangular shaped basin, open at the top.
La vasca (1) è configurata per accogliere una certa quantità di rifiuti che saranno trattati per mezzo di larve di dittero opportunamente inserite nella vasca all'inizio del trattamento, e la sua forma e configurazione sono ottimizzate per sfruttare meccanismi etologici propri dei ditteri saprofagi, in modo da indurre, al momento opportuno, i ditteri ad allontanarsi dal letto di rifiuti trattati all’interno della vasca (1). The tank (1) is configured to accommodate a certain amount of waste that will be treated by means of diptera larvae suitably inserted in the tank at the beginning of the treatment, and its shape and configuration are optimized to exploit the ethological mechanisms of the diptera saprophages, in order to induce, at the right moment, the dipters to move away from the bed of waste treated inside the tank (1).
Nel corso dello sviluppo del presente dispositivo è stato osservato che le larve utilizzate nel processo di digestione dei rifiuti, quando intendono uscire da un cumulo di rifiuti che si trovi all’interno di un recipiente a base sostanzialmente rettangolare, camminando lungo i bordi del recipiente tendono ad accumularsi negli angoli dello stesso. Questo comportamento spontaneo delle larve, non noto allo stato dell’arte, è stato sfruttato per realizzare una vasca per il trattamento dei rifiuti ottimizzata per l’utilizzo all’interno di impianti industriali, nei quali l’utilizzo di recipienti con forma diversa dalla rettangolare non consentirebbe un ottimale sfruttamento dello spazio. During the development of this device it has been observed that the larvae used in the waste digestion process, when they intend to exit from a pile of waste that is inside a container with a substantially rectangular base, walking along the edges of the container tend to accumulate in the corners of the same. This spontaneous behavior of the larvae, not known in the state of the art, has been exploited to create a waste treatment tank optimized for use in industrial plants, in which the use of containers with a shape other than rectangular it would not allow an optimal use of space.
In particolare la vasca (1) ha una forma in pianta sostanzialmente rettangolare, come visibile ad esempio in figura 3, ed è dotata di almeno una rampa (11) in corrispondenza di almeno un angolo (12) della propria base. Preferibilmente la vasca (1) è dotata di rampe (11) in corrispondenza di tutti e quattro gli angoli (12). In particular, the tank (1) has a substantially rectangular plan shape, as can be seen for example in Figure 3, and is equipped with at least one ramp (11) in correspondence with at least one corner (12) of its base. Preferably the tank (1) is equipped with ramps (11) at all four corners (12).
Si specifica, a fini di chiarezza, che evidentemente la presenza delle rampe modifica, da un punto di vista geometrico, il rettangolo di base della vasca (1). E’ del tutto evidente anche dall’analisi delle figure che il termine rettangolare si riferisce alla forma che la vasca avrebbe in assenza delle rampe, e che la presenza delle rampe fa si che la forma del lato di base della vasca sia in effetti quella di un rettangolo con gli angoli smussati. For the sake of clarity, it is specified that evidently the presence of the ramps modifies, from a geometric point of view, the base rectangle of the tank (1). It is also quite evident from the analysis of the figures that the term rectangular refers to the shape that the tank would have in the absence of the ramps, and that the presence of the ramps means that the shape of the base side of the tank is in fact that of a rectangle with rounded corners.
Le rampe (11), come evidente dalla vista di dettaglio in figura 6 e dalla vista in sezione di figura 2, sono superfici inclinate che, in prossimità degli angoli, collegano la base (14) della vasca (1) con il relativo spigolo (15). The ramps (11), as evident from the detail view in figure 6 and from the sectional view in figure 2, are inclined surfaces which, near the corners, connect the base (14) of the tank (1) with the relative edge ( 15).
L’inclinazione delle rampe deve essere non eccessiva, in modo tale da permettere alle larve di salire sulle stesse senza scivolare verso il basso, ed allo stesso tempo deve essere sufficientemente ripida, in modo da permettere di coprire l’altezza (h) tra la base (14) della vasca (1) e la sommità della rampa (11) sottraendo la minore quantità possibile di volume utile per il trattamento dei rifiuti alla vasca (1). A tale scopo possono convenientemente essere realizzate rampe con inclinazione massima, definita dall’angolo α in figura 4, di 60°. The inclination of the ramps must not be excessive, in such a way as to allow the larvae to climb on them without sliding downwards, and at the same time must be sufficiently steep, so as to allow to cover the height (h) between the base (14) of the tank (1) and the top of the ramp (11) subtracting the smallest possible amount of volume useful for waste treatment from the tank (1). For this purpose, ramps with a maximum inclination, defined by the angle α in figure 4, of 60 ° can conveniently be created.
Secondo un primo modo di realizzazione preferenziale le rampe (11) sono superfici piane; secondo un ulteriore modo di realizzazione preferenziale, le rampe possono avere forma curva invece che planare, al fine di raccordare, per quanto possibile la propria superficie con quella delle pareti laterali (16,17) della vasca (1) e favorire ulteriormente la risalita delle larve lungo il bordo tra la parete e la rampa stessa. According to a first preferential embodiment, the ramps (11) are flat surfaces; according to a further preferential embodiment, the ramps can have a curved shape instead of a planar one, in order to connect, as far as possible, their surface with that of the side walls (16,17) of the tank (1) and further facilitate the ascent of the larvae along the edge between the wall and the ramp itself.
In corrispondenza della sommità di ciascuna rampa (11) è presente un’apertura (18), dalla quale le larve usciranno nel loro percorso di allontanamento dal cumulo di rifiuti. At the top of each ramp (11) there is an opening (18), from which the larvae will come out on their way away from the heap of waste.
E’ opportuno sottolineare che, se non fosse stato osservato il comportamento etologico delle larve descritto nella presente domanda di brevetto, nessun tecnico avrebbe posizionato le rampe per la fuoriuscita delle larve in corrispondenza degli angoli della vasca di biotrattamento, dal momento che questa scelta impone di diminuire la larghezza utile delle rampe (11) e, soprattutto, la dimensione della apertura (18) ubicata alla sommità di ciascuna rampa. It should be emphasized that, if the ethological behavior of the larvae described in the present patent application had not been observed, no technician would have positioned the ramps for the exit of the larvae at the corners of the bio-treatment tank, since this choice requires decrease the useful width of the ramps (11) and, above all, the size of the opening (18) located at the top of each ramp.
Convenientemente inoltre la vasca (1) può essere dotata di mezzi di protezione (19), configurati in modo da permettere l’accesso a detta apertura (18) solo percorrendo la rampa (11) in senso ascendente. Si previene in questa maniera la possibilità che parte dei rifiuti introdotti nella vasca (1) dall’apertura superiore possa finire nell’apertura (18) ed essere quindi raccolta nel guscio esterno. Detti mezzi di protezione (19) possono comprendere delle paratoie aventi la stessa inclinazione della rampa (11) e sporgenti rispetto all’apertura (18). Preferibilmente detti mezzi di protezione (19) sono del tipo rimovibile. Conveniently, the tank (1) can also be equipped with protection means (19), configured so as to allow access to said opening (18) only by following the ramp (11) in an ascending direction. This prevents the possibility that part of the waste introduced into the tank (1) from the upper opening can end up in the opening (18) and then be collected in the outer shell. Said protection means (19) may include gates having the same inclination as the ramp (11) and protruding with respect to the opening (18). Preferably said protection means (19) are of the removable type.
Allo scopo di raccogliere le larve che escono dall’apertura (18) della vasca (1) ubicata in sommità di ciascuna rampa (11) ed il percolato derivante dall'attività digestiva delle larve che esce dalla vasca tramite le aperture (10) allo scopo presenti sul fondo della vasca (1), nonché per consentire un efficace stoccaggio della vasca (1) in condizioni climatiche controllate, alla vasca può essere associato un guscio esterno (2) strutturato in modo da contenere al proprio interno la vasca (1). Detto guscio (2) è preferibilmente coibentato, in modo da limitare gli scambi termici tra l’interno e l’esterno del modulo. In order to collect the larvae that come out of the opening (18) of the tank (1) located at the top of each ramp (11) and the leachate deriving from the digestive activity of the larvae that comes out of the tank through the openings (10) for the purpose present on the bottom of the tank (1), as well as to allow effective storage of the tank (1) in controlled climatic conditions, the tank can be associated with an external shell (2) structured so as to contain the tank (1) inside. Said shell (2) is preferably insulated, in order to limit heat exchanges between the inside and outside of the module.
Dette aperture (10) sono preferibilmente protette da griglie o, comunque, sono di dimensioni tali da consentire la fuoriuscita di liquidi ma non dei rifiuti o delle larve. Eventualmente il fondo di detta vasca (1) può presentare una leggera pendenza verso dette aperture, per facilitare la fuoriuscita del liquido. Said openings (10) are preferably protected by grids or, in any case, are of such dimensions as to allow the escape of liquids but not of waste or larvae. Possibly the bottom of said tank (1) can have a slight slope towards said openings, to facilitate the outflow of the liquid.
Preferibilmente inoltre alla vasca (1) ed al guscio (2) è altresì associato un coperchio (3). Al coperchio (3) o al guscio (2) sono associati mezzi (31, 33) per la distribuzione e la ripresa dell’aria dall’interno della vasca (1). Detti mezzi sono preferibilmente associati al coperchio (3), come mostrato in figura 7, e comprendono una o più condotte configurate per essere associate a mezzi di ventilazione e condizionamento dell’aria esterni. A lid (3) is also preferably associated with the tank (1) and the shell (2). The lid (3) or the shell (2) are associated with means (31, 33) for the distribution and recovery of air from inside the tank (1). Said means are preferably associated with the lid (3), as shown in figure 7, and comprise one or more ducts configured to be associated with external ventilation and air conditioning means.
Essendo i mezzi di ventilazione e condizionamento dell’aria noti allo stato dell’arte, non verranno ulteriormente descritti nella presente domanda. Ci si limita a dire che si tratta di mezzi di ricircolo dell’aria in grado di movimentare l’aria e controllarne la temperatura e l’umidità. Si specifica altresì che in un impianto industriale comprendente una pluralità di moduli del tipo descritto, i mezzi di ventilazione e trattamento dell’aria sono preferibilmente centralizzati, con ciò intendendo che sono in grado di servire una pluralità di moduli per mezzo di opportune canalizzazioni dell’aria. Since the means of ventilation and air conditioning are known in the state of the art, they will not be further described in this application. We simply say that these are air recirculation means capable of moving the air and controlling its temperature and humidity. It is also specified that in an industrial plant comprising a plurality of modules of the type described, the ventilation and air treatment means are preferably centralized, meaning that they are capable of serving a plurality of modules by means of suitable ducts of the air.
Preferibilmente inoltre sulle condotte di ripresa dell’aria sono installati, in prossimità di ciascuna vasca, sensori di temperatura e di umidità per monitorare le condizioni interne alla vasca. Preferibilmente ma non limitativamente detti sensori sono installati nella parte di condotte che rimane vincolata all’impianto quando il modulo viene movimentato. I segnali rilevati da detti sensori sono utilizzati per controllare i mezzi di ventilazione e trattamento dell’aria al fine di mantenere all’interno della vasca le condizioni ottimali per il ciclo di trattamento, come di seguito descritto. In maniera analoga a ciascun modulo sono preferibilmente associati mezzi (32) per l’introduzione di liquido all’interno della vasca, eventualmente nebulizzato, al fine di controllare l’umidità all’interno della vasca. Furthermore, temperature and humidity sensors are preferably installed on the air intake ducts near each tank to monitor the conditions inside the tank. Preferably but not limitingly, said sensors are installed in the part of the pipelines that remains bound to the system when the module is moved. The signals detected by these sensors are used to control the means of ventilation and air treatment in order to maintain the optimal conditions for the treatment cycle inside the tank, as described below. Similarly, each module is preferably associated with means (32) for introducing liquid into the tank, possibly nebulized, in order to control the humidity inside the tank.
Una vista in sezione del guscio (2) contenente la vasca interna (1) è mostrata in figura 2. A sectional view of the shell (2) containing the inner tank (1) is shown in figure 2.
Il guscio esterno (2) è configurato in maniera tale da raccogliere le larve che, nel loro percorso di allontanamento dal cumulo di rifiuti trattato all’interno della vasca (1) escano da una delle aperture (18) ubicate in sommità delle rampe (11). The outer shell (2) is configured in such a way as to collect the larvae which, on their way away from the heap of waste treated inside the tank (1), come out from one of the openings (18) located at the top of the ramps (11 ).
La vasca (1) ed il guscio esterno (2) sono inoltre preferibilmente configurati in modo che la sommità delle pareti laterali della vasca (1) sia più in basso della sommità delle pareti laterali dei gusci (2) di un altezza h1, come mostrato in figura 2, al fine di migliorare ulteriormente il confinamento dello spazio interno alla vasca (1) rispetto all'ambiente esterno. The tank (1) and the outer shell (2) are also preferably configured so that the top of the side walls of the tank (1) is lower than the top of the side walls of the shells (2) by a height h1, as shown in figure 2, in order to further improve the confinement of the space inside the tank (1) with respect to the external environment.
Questo accorgimento serve a ridurre sensibilmente la probabilità che alcune larve possano fuoriuscire dal sistema. Infatti le larve che dovessero scavalcare il bordo superiore della vasca interna (1) non in corrispondenza delle aperture (18) ma in posizioni generiche lungo i bordi della vasca, sarebbero raccolte dal guscio esterno (2), analogamente a quanto succede per le larve che imboccano le aperture (18), senza possibilità di fuga. This measure serves to significantly reduce the likelihood that some larvae can escape from the system. In fact, the larvae that should climb over the upper edge of the internal tank (1) not in correspondence with the openings (18) but in generic positions along the edges of the tank, would be collected by the external shell (2), similarly to what happens for the larvae that enter the openings (18), without the possibility of escape.
Eventualmente il guscio esterno (2), in corrispondenza del margine superiore (210) delle quattro facce interne (21), può essere dotato di un recinto elettrificato (E), schematicamente mostrato in figura 8, costituito da un filamento di metallo conduttore che corre ininterrotto su dette facce, in modo da impedire alle larve di insinuarsi oltre il margine di contenimento della vasca esterna e, eventualmente, fuoriuscire da detto guscio. Eventually the outer shell (2), at the upper edge (210) of the four inner faces (21), can be equipped with an electrified fence (E), schematically shown in figure 8, consisting of a conducting metal filament that runs uninterrupted on said faces, so as to prevent the larvae from insinuating themselves beyond the containment margin of the external tank and, possibly, escaping from said shell.
E’ noto allo stato dell’arte che le condizioni ambientali possono indurre le larve a migrare all’esterno del cumulo di rifiuti del quale si stanno nutrendo, in particolare quando la temperatura sale o quando la concentrazione di ossigeno diminuisce. It is known in the state of the art that environmental conditions can induce the larvae to migrate outside the pile of waste they are feeding on, in particular when the temperature rises or when the oxygen concentration decreases.
Per questo motivo il modulo di trattamento secondo la presente invenzione comprende, preferibilmente, oltre alla vasca (1) ed al guscio esterno (2) anche un coperchio (3), del tipo rimovibile, atto a chiudere il guscio esterno (2). Il coperchio è mostrato in assonometria in figura 7 ed in sezione, installato sul modulo, in figura 2. For this reason, the treatment module according to the present invention preferably comprises, in addition to the tank (1) and the outer shell (2), also a lid (3), of the removable type, suitable for closing the outer shell (2). The cover is shown axonometric in figure 7 and in section, installed on the module, in figure 2.
L’applicazione del coperchio, oltre a consentire il mantenimento di un clima controllato durante tutto il processo, può essere funzionale ad indurre un allontanamento massivo, spontaneo e sincronizzato delle larve dal cumulo di rifiuti. Difatti nel momento in cui, ad un determinato stadio del processo di trattamento, si interrompe il flusso di aria o si posiziona il coperchio (3) a chiusura del guscio esterno (2), l’ossidazione del cumulo di rifiuti organici causa un abbassamento della concentrazione di ossigeno all’interno della vasca (1) ed induce le larve all’allontanamento. The application of the lid, in addition to allowing the maintenance of a controlled climate throughout the process, can be functional to induce a massive, spontaneous and synchronized removal of the larvae from the waste heap. In fact, when, at a certain stage of the treatment process, the flow of air is interrupted or the lid (3) is positioned to close the outer shell (2), the oxidation of the heap of organic waste causes a lowering of the concentration of oxygen inside the tank (1) and induces the larvae to move away.
Difatti la separazione tra la vasca interna (1) e lo spazio compreso tra la vasca interna (1) ed il guscio esterno (2) fa in modo che l'anidride carbonica risultante dall'ossidazione dei rifiuti si accumuli nella vasca interna prima che in quella esterna. La vasca interna (1) e il guscio esterno (2) comunicano tra loro, come già descritto, solo in corrispondenza del bordo superiore e delle aperture (18) ubicate nei quattro angoli. Pertanto l'anidride carbonica, che si produce nel sistema a partire dal fondo della vasca interna, deve raggiungere il bordo superiore della vasca interna prima di invadere la vasca esterna. In fact, the separation between the internal tank (1) and the space between the internal tank (1) and the external shell (2) causes the carbon dioxide resulting from the oxidation of the waste to accumulate in the internal tank before it the external one. The internal tank (1) and the external shell (2) communicate with each other, as already described, only at the upper edge and the openings (18) located in the four corners. Therefore the carbon dioxide, which is produced in the system starting from the bottom of the internal tank, must reach the upper edge of the internal tank before invading the external tank.
Nello spazio compreso tra la vasca (1) ed il guscio (2) difatti non ci sono quantità significative di rifiuti che possano, ossidandosi, far calare la concentrazione di ossigeno, e pertanto nel guscio (3) è presente una concentrazione di ossigeno maggiore che nella vasca (1). In fact, in the space between the tank (1) and the shell (2) there are no significant quantities of waste that can, oxidizing, cause the concentration of oxygen to drop, and therefore in the shell (3) there is a greater concentration of oxygen than in the tub (1).
Il guscio (2) può inoltre, eventualmente, essere dotato di aperture grigliate verso l’esterno, di dimensioni tali da permettere un ricambio dell’aria nello spazio tra il guscio (2) e la vasca (1) ma non la fuoriuscita delle larve. The shell (2) can also, if necessary, be equipped with grilled openings towards the outside, of such dimensions as to allow a change of air in the space between the shell (2) and the tank (1) but not the escape of the larvae .
Avendo descritto i componenti del sistema, si può adesso descrivere come gli stessi sono funzionali ad ottimizzare il trattamento di rifiuti e matrici organiche a mezzo di larve di ditteri. Having described the components of the system, it is now possible to describe how they are functional in optimizing the treatment of waste and organic matrices by means of diptera larvae.
In una prima fase del trattamento i rifiuti vengono introdotti all’interno della vasca (1) contenuta all’interno del guscio (2), e su di essi viene deposta una opportuna quantità di ditteri o di larve di ditteri. Nella prima fase del trattamento è necessario che non ci siano sostanziali variazioni nella concentrazione di ossigeno disponibile per le larve, pertanto o il coperchio (3) non è installato a chiusura della vasca (e si ottiene in questo modo un ricambio naturale dell’aria) oppure il coperchio (3) è installato ed il ricambio dell’aria si ottiene per mezzo dei mezzi di ventilazione già descritti. In questa fase i ditteri bioconvertono i rifiuti, utilizzandoli come substrato di accrescimento. Come appena detto, essendo la vasca aperta in questa fase non si osserva alcuna significativa variazione di ossigeno all’interno della vasca (1). In alternativa durante la prima fase di trattamento la vasca (1) può essere chiusa dal coperchio (3), ed i mezzi di ventilazione e trattamento dell’aria possono essere utilizzati per mantenere sostanzialmente costante la concentrazione di ossigeno all’interno della vasca. In a first phase of treatment, the waste is introduced into the tank (1) contained within the shell (2), and an appropriate amount of diptera or diptera larvae is deposited on them. In the first phase of the treatment it is necessary that there are no substantial variations in the concentration of oxygen available to the larvae, therefore either the lid (3) is not installed to close the tank (and in this way a natural exchange of the air is obtained) or the cover (3) is installed and the air exchange is obtained by means of the ventilation means already described. In this phase, the diptera bioconvert the waste, using it as a growth substrate. As just mentioned, since the tank is open in this phase, no significant variation of oxygen is observed inside the tank (1). Alternatively, during the first treatment phase, the tank (1) can be closed by the lid (3), and the means of ventilation and air treatment can be used to keep the concentration of oxygen inside the tank substantially constant.
In una successiva fase del trattamento il coperchio (3) viene posizionato sulla vasca (1) oppure, se il coperchio era presente anche durante la prima fase, i mezzi di ventilazione vengono disattivati. In a subsequent phase of the treatment, the lid (3) is placed on the tank (1) or, if the lid was also present during the first phase, the ventilation means are deactivated.
All’applicazione del coperchio (o allo spegnimento dei mezzi di ventilazione), ed a causa del successivo calo della concentrazione di ossigeno nella vasca (1), le larve iniziano spontaneamente ad allontanarsi dal cumulo dei rifiuti percorrendo i bordi della vasca (1), fino a raggiungere gli spigoli in corrispondenza dei quali si trovano le rampe (11) che consentono alle larve di abbandonare il cumulo di rifiuti uscendo dalla vasca (1) per mezzo delle aperture (18) posizionate negli angoli ed accumulandosi nel guscio esterno (2). Upon application of the lid (or when the ventilation equipment is switched off), and due to the subsequent drop in oxygen concentration in the tank (1), the larvae spontaneously begin to move away from the waste heap along the edges of the tank (1), until reaching the edges where the ramps (11) are located which allow the larvae to leave the heap of waste by exiting the tank (1) by means of the openings (18) positioned in the corners and accumulating in the outer shell (2) .
In questa fase viene sfruttato quindi il comportamento etologico delle larve che non era precedentemente noto è che ha consentito di sviluppare la presente invenzione. Come anticipato infatti, nel corso delle attività di sviluppo del presente dispositivo è stato osservato che le larve utilizzate nel processo di digestione dei rifiuti, quando intendono uscire da un cumulo di rifiuti che si trovi all’interno di un recipiente a base sostanzialmente rettangolare, camminando lungo i bordi del recipiente tendono ad accumularsi negli angoli dello stesso Il guscio esterno (2) può essere configurato in modo da recuperare sul fondo sia le deiezioni liquide degli insetti in attività di bioconversione, sia il liquido percolato dai rifiuti non ancora trattati ed immessi nella vasca. In this phase, therefore, the ethological behavior of the larvae, which was not previously known, is exploited and which has allowed the present invention to be developed. In fact, as anticipated, during the development activities of this device it was observed that the larvae used in the waste digestion process, when they intend to exit a pile of waste that is inside a container with a substantially rectangular base, walking along the edges of the container they tend to accumulate in the corners of the same The outer shell (2) can be configured in such a way as to recover both the liquid manure of insects in bioconversion activity on the bottom, and the liquid leaked from the waste not yet treated and introduced into the basin.
Secondo un ulteriore modo di realizzazione preferenziale, il dispositivo secondo la presente invenzione può comprendere mezzi per trasmettere vibrazioni alla vasca interna (1). Le vibrazioni creano una condizione di disagio nelle larve, che sono quindi stimolate ad allontanarsi dalla vasca interna. Mezzi per la trasmissione di vibrazioni noti allo stato dell’arte possono essere utilizzati per trasmettere alla vasca interna vibrazioni con frequenze fino a 200Hz, e preferibilmente fino a 50 Hz. According to a further preferential embodiment, the device according to the present invention can comprise means for transmitting vibrations to the internal tank (1). The vibrations create a condition of discomfort in the larvae, which are then stimulated to move away from the internal tank. Means for the transmission of vibrations known in the state of the art can be used to transmit vibrations with frequencies up to 200Hz to the internal tank, and preferably up to 50Hz.
In riferimento al guscio esterno (2), come già descritto, lo stesso deve essere configurato per assolvere alle funzioni di: With reference to the outer shell (2), as already described, it must be configured to perform the functions of:
- Contenere la vasca interna (1); - Contain the internal tank (1);
- Raccogliere il liquido percolante dalla vasca interna; detto liquido, che può essere utilizzato per modificare l’umidità dei rifiuti all’interno della vasca (1) può provenire dalla rete idrica oppure essere costituito da percolato che può provenire da una vasca utilizzata per la ricezione dei rifiuti nell’impianto di trattamento (che diversamente dovrebbe essere smaltito come rifiuto speciale) e/o dallo svuotamento periodico dei moduli; - Collect the percolating liquid from the internal tank; said liquid, which can be used to modify the humidity of the waste inside the tank (1), can come from the water network or be made up of leachate that can come from a tank used to receive waste in the treatment plant ( which otherwise should be disposed of as special waste) and / or by periodic emptying of the modules;
- Raccogliere le larve che abbandonano il cumulo di rifiuti in trattamento; - Collect the larvae that leave the heap of waste being treated;
- Fungere da involucro di coibentazione per la vasca interna in impianti di stoccaggio in cui la climatizzazione sia distribuita alle singole vasche e queste siano isolate dall'ambiente di stoccaggio stesso. - To act as an insulation casing for the internal tank in storage systems where the air conditioning is distributed to the individual tanks and these are isolated from the storage environment itself.
- Ottimizzare gli ingombri quando una pluralità di moduli come quello descritto è utilizzata in sistemi industriali di stoccaggio assimilabili a magazzini automatici. - Optimize the overall dimensions when a plurality of modules such as the one described are used in industrial storage systems similar to automatic warehouses.
A tal fine, secondo un modo di realizzazione preferenziale il guscio (2) ha forma sostanzialmente approssimabile ad un parallelepipedo. To this end, according to a preferential embodiment, the shell (2) has a shape that can be substantially approximated to a parallelepiped.
Secondo un ulteriore modo di realizzazione preferenziale, il guscio (2) è dotato di mezzi per facilitarne l’utilizzo in sistemi di movimentazione rapida. Detti mezzi di movimentazione rapida possono comprendere ruote, rulli e guide per lo scorrimento su binari e/o inviti per il sollevamento mediante muletti a forca o alternativamente sistemi di movimentazione con navette o alternativamente sistemi di movimentazione mediante carro ponte o mediante sistemi a catenaria o a cinghia. According to a further preferred embodiment, the shell (2) is equipped with means to facilitate its use in rapid handling systems. Said rapid handling means can comprise wheels, rollers and guides for sliding on rails and / or jibs for lifting by fork-lift trucks or alternatively handling systems with shuttles or alternatively handling systems by means of bridge crane or by means of catenary or belt systems. .
Convenientemente inoltre il guscio può essere dotato di respingenti ammortizzati, in grado di impedire urti diretti tra le vasche nei sistemi di movimentazione suddetti. The shell can also conveniently be equipped with shock absorbers, capable of preventing direct collisions between the tanks in the aforementioned handling systems.
Una pluralità di moduli del tipo appena descritto, ciascuno comprendente una vasca interna (1), un guscio esterno (2) ed un coperchio (3) può essere utilizzata all’interno di impianti industriali per il trattamento dei rifiuti, in cui i moduli possono essere stoccati su strutture in carpenteria metallica, dotate di una pluralità di alloggi per i moduli. A plurality of modules of the type just described, each comprising an internal tank (1), an external shell (2) and a lid (3) can be used inside industrial waste treatment plants, in which the modules can be stored on metal carpentry structures, equipped with a plurality of housing for the modules.
Dalle loro posizioni i singoli moduli possono essere estratti e movimentati singolarmente, ad esempio per mezzo di muletti a forca, al fine di inserire i rifiuti per il trattamento, rimuovere il compost ottenuto dalla digestione larvale alla fine del trattamento, recuperare le larve dal guscio esterno e procedere al lavaggio dei moduli stessi. From their positions the individual modules can be extracted and moved individually, for example by means of forklifts, in order to insert the waste for treatment, remove the compost obtained from larval digestion at the end of the treatment, recover the larvae from the outer shell and proceed to washing the modules themselves.
Eventualmente i moduli possono essere configurati in modo che il coperchio di ciascun modulo rimanga ancorato alla struttura in carpenteria metallica quando il modulo viene movimentato. Non c’è in questa maniera la necessità di accoppiare e disaccoppiare per la movimentazione i mezzi di ventilazione e di adduzione del liquido. Eventually the modules can be configured so that the cover of each module remains anchored to the metal structure when the module is moved. In this way, there is no need to couple and uncouple the means of ventilation and liquid supply for handling.
Preferibilmente ma non limitativamente la zona di contatto tra il coperchio (3) e il guscio esterno (2) può essere dotata di una guarnizione gonfiabile, installata sul coperchio stesso e configurata in maniera tale da poter esercitare una tenuta all’aria, se gonfiata, tra il guscio (2) ed il coperchio (3). Non si ha in questo modo quindi la necessità di movimentare il guscio (2) fino al completo contatto con il coperchio (3), ma è sufficiente posizionarlo al di sotto del coperchio ad un distanza inferiore a quella che può essere occupata dalla guarnizione quando gonfia, per consentire di chiudere la vasca ed eseguire il trattamento secondo quanto descritto. Preferably but not limitingly, the contact area between the lid (3) and the outer shell (2) can be equipped with an inflatable seal, installed on the lid itself and configured in such a way as to be able to exercise an air seal, if inflated, between the shell (2) and the cover (3). In this way there is therefore no need to move the shell (2) until it comes into complete contact with the lid (3), but it is sufficient to position it under the lid at a distance less than that which can be occupied by the gasket when it inflates. , to allow you to close the tank and carry out the treatment as described.
Claims (11)
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