ITLI20120002A1 - DEVICE FOR SEPARATION AND NEXT USE OF LURID WATERS IN CONTAINERS INTENDED FOR FERTILIZATION. - Google Patents

DEVICE FOR SEPARATION AND NEXT USE OF LURID WATERS IN CONTAINERS INTENDED FOR FERTILIZATION. Download PDF

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Description

“Dispositivo per la separazione e successiva utilizzazione delle acque luride in contenitori destinati alla concimazione” "Device for the separation and subsequent use of sewage in containers intended for fertilization"

RIASSUNTO: un filtro mobile separa il molle dal liquido, onde convogliarli in due contenitori separati (3): e (4); il molle (5) verrà additivato con paglia macerata (6), la cui parte gassosa andrà nel serbatoio intercambiabile ciclicamente del combustibile gassoso, onde ottenere la digestione nel digestore anaerobico (6) atto ad ottenere gas metano per cucine a gas; il liquido (7), viene trattato chimicamente, onde separare in micelle il tensioattivo; poi trattato, e convogliato all’ebollitore. ABSTRACT: a mobile filter separates the spring from the liquid, in order to convey them into two separate containers (3): and (4); the spring (5) will be added with macerated straw (6), the gaseous part of which will go into the cyclically interchangeable gaseous fuel tank, in order to obtain digestion in the anaerobic digester (6) suitable for obtaining methane gas for gas cookers; the liquid (7) is chemically treated in order to separate the surfactant into micelles; then treated, and conveyed to the boiler.

DESCRIZIONE: Il presente trovato riguarda un dispositivo per la separazione e successiva utilizzazione delle acque luride in contenitori chiusi destinati alla concimazione. Tutti ricordano le tradizionali concimaie nelle quali i rifiuti molli e liquidi venivano trattati con paglià e poi digeriti dai batteri ossidativi, onde ottenere il letame da convogliare nei campi. Orbene, nel presente trovato si è perfezionato il processo separando il molle dal liquido; già. il norvegese W009608616 separava il molle dal liquido, ma essiccava il primo, ed evaporava il secondo puzzolentemente, senza tener conto della necessità di tenere in vita il concime; nel presente trovato. illustrato in Tavola 1. il molle verrà ricircolato nel serbatoio (3) a mezzo del nastro trasportatore filtrante (2), azionato dal motoriduttore (18): arriverà in (6) tramite il tubo (5), eventualmente provvisto di pompa peristaltica ed inviato al digestore (6); dopo un mese, i due contenitori (6), del molle verranno scambiati ed al nuovo contenitore arriverà l’uscita dal water a mezzo dell’inversione di marcia del nastro (2). Il liquido contenente le acque degli sciacquoni proseguirà poi nel secondo contenitore (4), ove per prima cosa verrà separata l’urea: considerando la produzione di urea di 30 gr. Al giorno a testa, in un mese se ne produrranno in quattro persone 3,6 kg.; all’uscita delle tubazioni di immissione del serbatoio (4) del liquido vi sarà un nastro trasportatore (31) evacuante i tensioativi col ciclo di un mese. (I tensioativi verranno trattati tramite l’ingresso da (8) di aria insufflata, e separazione in (9) delle micelle). La successiva purificazione delle acque ureiche avverrà tramite letti di carbone attivo (11), argille (12), idrossido di calcio (13); e lasciati colare nel serbatoio bollitore (20), ove la sorgente di calore (21) favorirà l’ebollizione verso la tubazione (22) che porterà al condensatore (23) per tornare allo sciacquone (24) tramite il serbatoio (25); la valvola di non ritorno (30) eviterà il ritorno verso l’alto. Periodicamente si raschierà l’urea solida dal fondo dell’ebollitore. Veniamo ora a quantificare i volumi necessari: 1- DURO: 4 persone per 30 al dì ad 1 kg. Per un po’ d'acqua, più 40 kg. Di segatura per un totale di 180 kg./mese in un contenitore da 80x80 cm. alto 30 cm. più 10 cm. per il nastro filtrante. 2- URINE: bevo un litro al dì x 4 persone x 30 dì = 120 litri, più la parte residua dopo la separazione del solido. 3- SCIACQUONE: il volume di capienza è di 10 litri su 20 del contenitore; per 4 persone: 6 deiezioni al dì per 20 kg. x 30 dì = 300 litri al mese; per 4 persone: 5 pisciate al dì per 10 kg. x 30 dì = 7.000 litri al mese. Per un totale di 10 metri cubi da far bollire; la condensa ritorna allo sciacquone; il serbatoio elevato sarà di 10 metri cubi se si bolle a fine mese; di 100 litri se si bolle in continuità, con ricaduta continua e con ricaduta continua nel serbatoio dello sciacquone; 4- TRASPORTO DELLE ACQUE RESIDUE: dopo uccisione dei germi con acido cloridrico e successiva neutralizzazione con NACL in proporzioni stechiometriche, si bolle (Tavola 2). Veniamo ora ad illustrare in Tavola 2 il trattamento delle acque: gli scoli relativi, tramite un tubo di scarico (2), arriva al serbatoio (1), sul fondo del quale vi sarà il nastro raschiatore (11) del residuo (3); l’ebollizione avverrà a mezzo della fonte di calore (4), e dei raggi solari (6), che, deviati dagli specchi orientabili (5) e concentratori (7), arriveranno sul fuoco sul pelo libero dell’acqua, evaporando verso il camino (10) ed il condensatore (8) dell’acqua di recupero (9). Veniamo ora a considerare come trattare in Tavola 3 il solido dei digestori (6) Tavola 1: nel caso che si voglia utilizzare parte dei rifiuti solidi allo scopo di ottenere gas metano da riutilizzare nella cucina domestica, il relativo dispositivo assumerà una diversa conformazione: per prima cosa la digestione sarà anaerobica alla temperatura ottimale di 39° centigradi (Γ ammesso è fra 37 e 40 gradi centigradi); poi occorrerà macinare la paglia onde ottenere il prodotto da modificare in metano; per terza cosa, il dispositivo sarà ruotante, allo scopo di accelerare il processo digestivo, prendendo come base ciò che avviene nel rumie del bove, al momento della ingestione di erba medica fresca, digestione tale da provocargli un abnorme gonfiore. Come è noto, nel rumine del bove sono presenti le seguenti sostanze: a) proteine al 50% risultanti da residui epiteliali e microorganismi, originatori di proteine, b) 50% di in digeriti (cheratine, carboidrati, polisaccaridi, cellulosa, lignina). Onde accelerare la digestione degli indigeriti, occorrerà operare in ambiente anaerobico alla temperatura di circa 39 gradi in rimescolamento, dovuto alla rotazione del dispositivo, e dalla pressione di circa 1,2 bar; oltre questa pressione, si verranno ad aprire gli sfiatatoi posti sull'asse centrale del digestore rotativo: altrimenti si verrebbe ad arrestare la digestione biologica; i gas residui nello sfiatatoio, saranno composti da circa il 50% di anidride carbonica e di circa il 50% di metano; ma l’aggiunta di paglia tritata porterà tale percentuale a spostarsi a favore del metano. I batteri della fermentazione, dovranno essere coltivati separatamente: se si pone il digerito del rumine in una provetta, si constaterà che si depositerà sul fondo un residuo macinato scuro; alla sua superficie (pelo libero) si avrà la coltura batterica di cellilomonas, chiara, da utilizzare unitamente al residuo macinato; immettendo nel nostro digestore tale residuo coltivato, si otterranno, grazie all’azione anaerobica dei batteri proteolitici e aminolitici, quali il cellilomonas, acido acetico, propionico e bulitico; come sottoprodotti acidi, otterremo anidride carbonica e metano da essere evacuati nello sfiatatoio a 1,2 bar; l’anidride carbonica verrà ulteriormente ossidata in metano dal metanbacterium, in presenza di protozoi; i batteri cellulosodium provocheranno la fermentazione anaerobica in acido acetico e di lì in anidride carbonica e metano; i metanbatteri, infatti, ridurranno a metano l’anidride carbonica, con sottrazione di ossigeno; ma non sempre si forma metano: esso è il tamponamento che risolve il problema dell’anidride solforica (ammoniaca idrogenata); infatti, un eccesso di proteine, tampona il metan ammonico; l’idrogenazione dei grassi insaturi (oleico, linoleico e paimitico) fa si che i doppi legami non trasformino in prodotti saturi; ed ecco che, allo scopo di ottenere una maggior percentuale di metano, al di fuori del rumine bovino, si aumenta la percentuale di cellulosa in polvere, miscelata ai metanbacterium, in digestione anaerobica (in assenza di ossigeno). Pertanto, settimanalmente il digestore rotativo verrà sostituito con altro identico, e trasportato (onde versarvel unitamente alle proteine di cui alla voce (a)) al digestore finale centralizzato, ove avverrà il compostaggio aerobico allo scopo di ottenere nitrati da inviare nei campi, mentre il gas metano, evacuato dagli sfiati in pressione del digestore, verrà depurato, e convogliato, a mezzo di una pompa (meglio se a palette), verso il serbatoio di metano posto in posizione atta ad alimentare la cucina a gas dell’abitazione stessa (26 Tavola 1). Ma veniamo ora ad illustrare in Tavola 3 in modo più dettagliato il procedimento atto al trattamento dei residui molli: in Tavola 3.a viene illustrato il separatore a decantazione del materiale attivo tratto dal rumine bovino: nel serbatoio (1), vi è il nastro trasportatore (2) azionato dal moto-riduttore (3); esso trasporta, volta volta, il materiale dal fondale (4), unitamente allo strato batterico (5), mentre la parte liquida (6), non riutilizzabile, resta nel serbatoio, dal quale verrà prelevata periodicamente; in Tavola 3.b vi è il digestore rotativo (1) vero e proprio: sul basamento (2) vi è il moto-riduttore (3), atto a far ruotare il tamburo (1), la cui forma ovoidale contribuirà a far decantare verso il basso la parte più pesante; in (4) vi sarà la pompa di immissione (alla pressione di 1 ,2 bar) del prodotto da digerire, unitamente al materiale attivo ed alla paglia macinata; in (5) la stufa con termostati atti ad ottenere la temperatura nel contenitore fissa a 39 gradi centigradi; dallo sfiato (6) uscirà il gas metano da convogliare al serbatoio di metano di asservimento alla cucina; il pressostato ne regolerà la pressione di 1 ,2 bar. Non stiamo mai troppo a lodare l’importanza del presente trovato: che permette di utilizzare nei campi il letame umano, invece che convogliarlo nelle fogne (quindi non verrà contaminato il letto dei fiumi, né si potrà bere acqua contaminata dalle correnti vaganti che fanno comunicare le due condutture). Si potranno ottenere case indipendenti; rispetto al trovato norvegese, si ha il vantaggio di non rovinare il valore concimante del trattato e di eliminare le dannosissime fogne. I gas metano di reazione nella digestione del bove, saranno utilizzati in cucina come combustibile gassoso. DESCRIPTION: The present invention relates to a device for the separation and subsequent use of sewage in closed containers intended for fertilization. All remember the traditional fertilizers in which soft and liquid waste were treated with straw and then digested by oxidative bacteria, in order to obtain the manure to be conveyed to the fields. However, in the present invention the process has been improved by separating the spring from the liquid; already. the Norwegian W009608616 separated the spring from the liquid, but dried the former, and evaporated the latter stinkingly, without taking into account the need to keep the fertilizer alive; in the present invention. illustrated in Table 1. the spring will be recirculated in the tank (3) by means of the filtering conveyor belt (2), activated by the gearmotor (18): it will arrive in (6) through the tube (5), possibly equipped with a peristaltic pump and sent to the digester (6); after a month, the two containers (6) of the springs will be exchanged and the new container will come out of the toilet by means of the reversal of the belt (2). The liquid containing the flushing water will then continue in the second container (4), where the urea will be separated first: considering the production of urea of 30 gr. A day each, in a month four people will produce 3.6 kg .; at the outlet of the liquid inlet pipes of the tank (4) there will be a conveyor belt (31) evacuating the surfactants with a one-month cycle. (The surfactants will be treated through the entry of (8) of blown air, and separation in (9) of the micelles). The subsequent purification of the urea waters will take place through beds of activated carbon (11), clays (12), calcium hydroxide (13); and left to pour into the storage tank (20), where the heat source (21) will favor the boiling towards the pipe (22) that will lead to the condenser (23) to return to the toilet (24) through the tank (25); the non-return valve (30) will prevent the upward return. Periodically, the solid urea will be scraped off the bottom of the boiler. We now come to quantify the necessary volumes: 1- HARD: 4 people for 30 per day to 1 kg. For a little water, plus 40 kg. Of sawdust for a total of 180 kg / month in an 80x80 cm container. 30 cm high. plus 10 cm. for the filter belt. 2- URINE: I drink one liter per day x 4 people x 30 days = 120 liters, plus the residual part after the separation of the solid. 3- RINSE: the volume of capacity is 10 liters out of 20 of the container; for 4 people: 6 droppings per day for 20 kg. x 30 days = 300 liters per month; for 4 people: 5 pisses per day for 10 kg. x 30 days = 7,000 liters per month. For a total of 10 cubic meters to boil; the condensate returns to the toilet; the elevated tank will be 10 cubic meters if it boils at the end of the month; 100 liters if boiling continuously, with continuous relapse and continuous relapse in the toilet tank; 4- TRANSPORT OF RESIDUAL WATER: after killing the germs with hydrochloric acid and subsequent neutralization with NACL in stoichiometric proportions, it boils (Table 2). We now come to illustrate in Table 2 the water treatment: the relative drains, through a drain pipe (2), reach the tank (1), on the bottom of which there will be the scraper belt (11) of the residue (3); the boiling will take place by means of the heat source (4), and of the solar rays (6), which, deflected by the adjustable mirrors (5) and concentrators (7), will reach the fire on the free surface of the water, evaporating towards the chimney (10) and the recovery water condenser (8) (9). We now come to consider how to treat the solid digesters in Table 3 (6) Table 1: if you want to use part of the solid waste in order to obtain methane gas to be reused in the domestic kitchen, the relative device will assume a different shape: for first, digestion will be anaerobic at the optimum temperature of 39 ° C (Γ admitted is between 37 and 40 ° C); then it will be necessary to grind the straw in order to obtain the product to be modified into methane; thirdly, the device will be rotating, in order to accelerate the digestive process, taking as a basis what happens in the rumie of the ox, at the time of ingestion of fresh alfalfa, digestion such as to cause abnormal swelling. As is known, the following substances are present in the rumen of the ox: a) 50% proteins resulting from epithelial residues and microorganisms, originating proteins, b) 50% of digestites (keratins, carbohydrates, polysaccharides, cellulose, lignin). In order to accelerate the digestion of undigested products, it will be necessary to operate in an anaerobic environment at a temperature of about 39 degrees in mixing, due to the rotation of the device, and at a pressure of about 1.2 bar; beyond this pressure, the vents located on the central axis of the rotary digester will open: otherwise biological digestion would be stopped; the residual gases in the breather will be composed of about 50% of carbon dioxide and about 50% of methane; but the addition of chopped straw will lead this percentage to shift in favor of methane. The fermentation bacteria must be cultured separately: if the digested rumen is placed in a test tube, it will be observed that a dark ground residue will settle on the bottom; on its surface (free hair) there will be the bacterial culture of cellilomonas, clear, to be used together with the ground residue; by introducing this cultivated residue into our digester, thanks to the anaerobic action of proteolytic and aminolytic bacteria, such as cellilomonas, acetic, propionic and bulitic acids will be obtained; as acid by-products, we will get carbon dioxide and methane to be evacuated into the breather at 1.2 bar; carbon dioxide will be further oxidized into methane by metanbacterium, in the presence of protozoa; cellulosodium bacteria will cause anaerobic fermentation in acetic acid and from there into carbon dioxide and methane; methanbacteria, in fact, will reduce carbon dioxide to methane, with the subtraction of oxygen; but methane is not always formed: it is the plugging that solves the problem of sulfuric anhydride (hydrogenated ammonia); in fact, an excess of proteins buffers the ammonium methane; the hydrogenation of unsaturated fats (oleic, linoleic and paimitic) means that the double bonds do not transform into saturated products; and here, in order to obtain a greater percentage of methane, outside the bovine rumen, the percentage of powdered cellulose, mixed with metanbacterium, is increased in anaerobic digestion (in the absence of oxygen). Therefore, weekly the rotary digester will be replaced with another identical one, and transported (in order to pour it together with the proteins referred to in item (a)) to the final centralized digester, where aerobic composting will take place in order to obtain nitrates to be sent to the fields, while the methane gas, evacuated from the pressurized vents of the digester, will be purified and conveyed, by means of a pump (preferably with vane), to the methane tank placed in a position suitable to feed the gas cooker of the house itself (26 Table 1). But we now come to illustrate in Table 3 in more detail the procedure for the treatment of soft residues: in Table 3.a the decanting separator of the active material taken from the bovine rumen is illustrated: in the tank (1), there is the belt conveyor (2) driven by the motor-reducer (3); it transports, in turn, the material from the seabed (4), together with the bacterial layer (5), while the liquid part (6), which cannot be reused, remains in the tank, from which it will be periodically taken; in Table 3.b there is the actual rotary digester (1): on the base (2) there is the motor-reducer (3), designed to rotate the drum (1), whose ovoid shape will help decant down the heaviest part; in (4) there will be the injection pump (at a pressure of 1, 2 bar) of the product to be digested, together with the active material and the ground straw; in (5) the stove with thermostats suitable for obtaining the temperature in the container fixed at 39 degrees centigrade; the methane gas will come out from the vent (6) to be conveyed to the methane tank serving the kitchen; the pressure switch will regulate the pressure of 1, 2 bar. We never praise the importance of the present invention too much: that it allows human manure to be used in the fields, instead of conveying it to the sewers (therefore the riverbed will not be contaminated, nor will it be possible to drink water contaminated by the stray currents that communicate the two pipes). Independent houses can be obtained; compared to the Norwegian invention, it has the advantage of not ruining the fertilizer value of the treaty and of eliminating the very harmful sewers. The reaction methane gases in the digestion of the ox will be used in the kitchen as a gaseous fuel.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI: 1- Dispositivo per la separazione e successiva riutilizzazione delle acque luride in contenitori destinati alla concimazione, caratterizzato da ciò che un dispositivo separatore (quale ad esempio un nastro (2) filtrante il molle (eventualmente motorizzato), lascerà percolare il liquido verso altro separatore (4) del liquido. Da ciò che una pompa peristaltica, pomperà il molle nel centro di in un digestore rotativo, alla pressione di circa 1,2 bar e alla temperatura di circa 19 gradi centigradi, unitamente al materiale tratto dalla digestione bovina ed a paglia macinata. Caratterizzata da ciò che alla fuoriuscita all’ altro estremo del digestore rotativo, una tubazione porterà il gas residuo al serbatoio di alimentazione del metano alla cucina. 2- Dispositivo come sopra rivendicato, in cui l’urea (componente precipuo dell’urina) viene trattato in (31), onde ottenere dei cristalli solidi (per esempio, trattata alla formaldeide), onde lasciar percolare il liquido residuo; da ciò che dopo il trattamento purificatore. il liquido entrerà nel serbatoio bollitore (20). onde riciclare il vapore condensato in (23); e che il tensioattivo (8) venga flocculato, e le micelle raccolte in (9); l'eventuale successivo lavaggio dei purificatori convogliato nei campi. 3- Dispositivo come .rivendicato in ( 1), nel quale tutta l'acqua del water verrà convogliata nei campi, in appositi contenitori da scambiare periodicamente.CLAIMS: 1- Device for the separation and subsequent reuse of sewage in containers intended for fertilization, characterized by what a separator device (such as for example a belt (2) filtering the springs (possibly motorized), will let the liquid percolate towards another separator ( 4) of the liquid. From what a peristaltic pump, will pump the spring in the center of in a rotary digester, at a pressure of about 1.2 bar and at a temperature of about 19 degrees centigrade, together with the material taken from bovine digestion and straw. Characterized by what, when it escapes at the other end of the rotary digester, a pipe will bring the residual gas to the methane supply tank to the kitchen. 2- Device as claimed above, in which urea (the main component of urine) is treated in (31), in order to obtain solid crystals (for example, treated with formaldehyde), in order to let the residual liquid percolate; from what after the purifying treatment. the liquid will enter the storage tank (20). to recycle the vapor condensed in (23); and that the surfactant (8) is flocculated, and the micelles collected in (9); any subsequent washing of the purifiers conveyed to the fields. 3- Device as claimed in (1), in which all the water from the toilet will be conveyed to the fields, in special containers to be exchanged periodically.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20060243671A1 (en) * 2003-07-25 2006-11-02 Dennis Nielsen Method and system for treating waste matter from animals, urea-rich and urea-lean waste-matter products, and uses thereof

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