Negli impianti all’avanguardia e nelle centrali termoelettriche, l’emissione di sostanze tossiche rappresenta una delle principali fonti di inquinamento atmosferico, oltre a generare uno spreco economico a causa del calore di scarto non recuperato. Oggi è possibile, grazie all’integrazione di tecnologie, attrezzature e materiali, recuperare risorse e aumentare la produttività degli impianti energetici e di trattamento delle acque. In futuro, si assisterà alla creazione di un unico impianto ampliato, denominato GSPDPTC (Global Synergy Plants for Depuration, Biomassa Production and Thermoelectric Cogeneration). Tra i componenti principali di questi sistemi vi sono i “digestori lineari, disidratatori e compostatori” (LDDC). Questi sistemi sinergici, che integrano tre processi in uno solo, producono compost insieme al biogas attraverso un lungo processo aerobico che impiega gli stessi tempi di digestione mesosferica. I fanghi, senza uscire dal sistema, vengono trasformati in compost di qualità, essiccati, stabilizzati con ossido di calcio e insacchettati. Gli impianti LDDC, dimensionati in base all’energia recuperata dalle acque reflue e dal gas, rappresentano la naturale estensione della rete idrica degli impianti termici esistenti, così come il recupero dei fumi dai camini e il trattamento dei gas di scarico (CCPC) sono un’estensione dell'”aria”. Nel processo GSPDPTC, queste due linee vengono completate dagli edifici verticali sinergici (VSB), edifici verticali sinergici contenenti serre fotosintetiche in pietra calcarea. Oggi, i sistemi termici non sono completi, non chiudendo il ciclo del carbonio antropico né quello dell’acqua o dell’aria. Persino gli impianti di depurazione esistenti non chiudono il ciclo del carbonio. Poiché il potenziale degli impianti termoelettrici è immenso rispetto a quello dei depuratori, GSPDPTC sostituisce simultaneamente gli impianti termici e di depurazione, ma senza il recupero di energia consentito dagli impianti LDDC e la produzione di biogas di alta qualità da questi, permessa in combinazione con i VSB realizzati, non è possibile realizzare queste importanti innovazioni ambientali ed energetiche.
Descrizione
Il campo tecnico di questa invenzione è la protezione ambientale, la conservazione delle risorse energetiche e la produzione di nuova energia pulita. Questa invenzione appartiene a un gruppo di invenzioni che mirano a prevenire i fenomeni di acidificazione dell’acqua e dell’atmosfera e a recuperare le risorse energetiche, processi che non possono essere realizzati con gli attuali sistemi di purificazione e produzione di energia. L’invenzione più importante è quella che riunisce in un unico sistema tecnologie vecchie e nuove in modo che nulla vada sprecato. Questa invenzione principale è denominata
(GSPDPTC): “Impianto di sinergia globale per depurazione, produzione di biomassa e cogenerazione termoelettrica”. Questa richiesta è dedicata esclusivamente alla digestione, disidratazione e compostaggio di sostanze biodegradabili e non entra nel merito dei processi di cattura dei fumi e di depurazione, che saranno descritti in altre richieste PCT industriali collegate al sistema GSPDPTC. Tuttavia, per utilizzare l’intero sistema, sono necessarie molte altre tecnologie esistenti, oltre a quelle richieste. Solo integrando molteplici tecnologie e applicazioni ambientali è possibile chiudere i cicli antropici del carbonio, dell’azoto e del fosforo, recuperare e riutilizzare il calore di scarto e la CO2 nell’ambiente.
Nonostante l’avanzato livello di sviluppo tecnologico odierno, la tutela dell’ambiente sta compiendo progressi ben inferiori a quanto teoricamente possibile, poiché le soluzioni impiegate nei processi di depurazione esistenti non sfruttano le economie di scala derivanti dall’utilizzo simultaneo di acqua, aria e suolo, che potrebbero portare a enormi miglioramenti in termini di efficienza ambientale. La produzione di energia è considerata un settore a sé stante per quanto riguarda la depurazione, semplicemente per conformarsi alle carenze normative, elaborate su misura per lo stato dell’arte, soprattutto nel settore del calore, che ne ostacolano la crescita, non per farsi carico degli oneri di depurazione che ridurrebbero i profitti. Tuttavia, per timore di dover affrontare tali oneri, si sono trascurati miglioramenti significativi in questo campo, e si è persino fatto sì che il settore del calore, che porterebbe a un raddoppio dell’efficienza energetica, non riesca a recuperare la CO2 che potrebbe essere utilizzata a vantaggio dell’ambiente. Le ciminiere rappresentano una scorciatoia che non consente di affrontare e risolvere seri problemi ambientali, poiché i cicli di combustione, indipendentemente dal combustibile utilizzato, non possono terminare semplicemente espellendo i fumi nell’atmosfera, ma devono proseguire con altri trattamenti, in modo che l’ambiente non venga contaminato dalle sostanze tossiche e inquinanti dispersi, ma, allo stesso tempo, si possano recuperare risorse come il calore e la CO2, che è il principale gas serra. Lo stato dell’arte attuale permette di intravedere un futuro prossimo tecnologicamente avanzato, come la cattura della CO2 dall’ambiente tramite alberi artificiali, o tramite elettrolisi e alcalinizzazione chimica (che ha a che fare con il processo di alcalinizzazione dell’acqua) di grandi aree di acque marine, o direttamente nelle centrali termoelettriche, con la cosiddetta CCS che è essenzialmente un lavaggio chimico che riduce il potere calorifico, catturando la CO2 .ma si neutralizza, quindi è necessario comprimerlo, liquefarlo e seppellirlo in giacimenti profondi circa mille piedi, da localizzare scrupolosamente perché questa soluzione può causare rischi sismici e pericolose perdite di gas, noto come “effetto Nyos” per un episodio simile avvenuto nel 1986, già riportato in diverse pubblicazioni online. Se è vero che il petrolio si sta esaurendo, è altrettanto vero che nuove tecniche di estrazione del metano lo stanno estraendo dal sottosuolo in diverse forme (come gas di scisto e idrati di metano): per questi motivi non si può necessariamente dire che i combustibili fossili siano in pericolo. Allo stesso tempo, la sperimentazione della produzione di energia biologica sta facendo grandi passi avanti sia con le colture dei campi (con o senza OGM) sia con la produzione di biomasse algali. Tuttavia, questo tipo di produzione non può diventare sostenibile se l’industrializzazione della produzione continua a sottrarre terreni preziosi necessari per la produzione alimentare agricola. Tuttavia, in questo contesto, qualunque sia l’energia del futuro, il ciclo combinato a bassa densità (LDCC) si inserisce autorevolmente, risolvendo i seri problemi relativi al recupero del calore dalle centrali termoelettriche e dagli impianti che utilizzano l’acqua per il raffreddamento. Basti pensare che le centrali termoelettriche più avanzate non raggiungono un’efficienza di conversione energetica del 40% rispetto al potere calorifico inferiore del combustibile, gli inceneritori di rifiuti si fermano al 15%, solo gli impianti con turbine a ciclo combinato che utilizzano combustibili leggeri e a doppia combustione (gas + vapore) possono raggiungere rese superlative del 50%. La maggior parte dell’energia viene trasformata in calore che viene disperso nell’acqua che attraversa l’impianto per raffreddare i componenti che si surriscalderebbero, in particolare turbine e condensatori. Una parte del calore viene dissipata anche nei fumi; la percentuale dipende dal tipo di sistema di riscaldamento, che può essere anche un altoforno, un inceneritore o un cementificio che non produce energia. Il recupero del calore dei fumi e della CO2 è trattato in altre “richieste” PCT, mentre l’LDDC tocca il recupero del calore contenuto nell’acqua. La domanda qui è: quale momento migliore abbiamo per produrre energia biologica a basso costo, se cerchiamo sempre di perdere l’opportunità di sfruttare questa grande fonte di approvvigionamento energetico gratuita, specialmente dalle centrali elettriche? Ma per sfruttare queste grandi risorse i digestori non sono adatti, avendo una capacità digestiva molto bassa – con questo intendo l’attuale tecnologia esistente. Raramente supera un MWh di potenza mentre le centrali termoelettriche arrivano a una capacità di 6.000 MWh (soprattutto in Cina). È quindi necessario che i digestori diventino molto più potenti e le centrali elettriche molto più piccole per consentire il calore e l’inquinamento che possono essere assorbiti ed essere utilizzati in modo appropriato per aiutare la crescita dell’ambiente e dell’economia. L’LDDC, sviluppato linearmente, per poter risolvere la propria parte del problema,Ciò consente percorsi lineari verso le tubazioni di riscaldamento e numerose stazioni di carico e scarico del materiale in entrata e in uscita in modo autonomo, senza interferire con il ciclo produttivo degli altri, pur utilizzando la stessa digestione anaerobica. In questo modo, il potenziale di digestione si moltiplica. Basti pensare che un impianto da 320 MWh sarà in grado di alimentare venti digestori lineari con undici stazioni di carico e scarico, per un totale di 220, che, a seconda della qualità delle matrici energetiche inserite nei digestori, potranno produrre una quantità di biogas che varia da un minimo del 30% del fabbisogno iniziale a un massimo che può superare di gran lunga l’efficienza energetica dell’impianto. È impensabile che con gli attuali digestori, a umido, a secco e semisecco, si possano raggiungere questi risultati. Non sono progettati per essere sviluppati in modo lineare, né per consentire il carico e lo scarico dall’alto, né per permettere diverse stazioni di carico in parallelo. Inoltre, i digestori sono noti anche per l’odore che producono. Altri cattivi odori sono prodotti dagli impianti di compostaggio a cui viene trasferito il materiale di digestione solido; altri problemi derivano dalla gestione del materiale di digestione liquido, anch’esso maleodorante, che deve essere purificato e deodorizzato; un altro problema da risolvere è la qualità del biogas prodotto, che contiene molta CO2 che alla fine non produce una migliore qualità e non garantisce nemmeno una soddisfazione in termini di energia calorificante. Tutti questi sono i problemi che il sistema LDDC risolve brillantemente, incorporando anche le fasi di disidratazione e compostaggio, processi aerobici che seguono immediatamente la digestione anaerobica. Alcuni dei problemi vengono risolti all’interno dell’edificio (LDDC), altri nell’edificio adiacente (VSB), una serra verticale in pietra calcarea e una serra fotosintetica (che saranno sempre collegate) che riceve aria, CO2 e il materiale di digestione liquido espulso dall’LDDC. Il VSB, così come l’LDDC, non esiste attualmente. Il (LDDC) produrrà quindi biogas molto simile al gas metano e compost direttamente insacchettato in sacchi drenanti, in un processo completamente automatizzato e con ventilazione chiusa che aspira aria dall’ambiente esterno ma espelle solo attraverso gli edifici alti adiacenti (VSB), dopo essere stato pulito e deodorizzato facendolo passare attraverso le sezioni di calcare (vcmlg), che serviranno anche a neutralizzare la CO2 e alcalinizzare l’acqua. Quindi non dovremmo pensare che l’energia biologica possa essere ottenuta semplicemente trasformando gli agricoltori in produttori di energia, come alcuni governi stanno erroneamente incoraggiando questo processo. Gli agricoltori non saranno mai in grado di recuperare tutto il calore, né di recuperare la CO2, né di purificare e alcalinizzare l’acqua e nemmeno di produrre compost direttamente insacchettato o ridurre gli odori che i processi comportano, né di produrre colture con processi industriali con una capacità produttiva dieci volte superiore alla superficie ma se questo viene comunque prodotto in ordine verticale,Possiamo essere certi di parlare di una capacità produttiva cento volte superiore a quella attuale. Anche nel campo delle energie biologiche si rischia di commettere lo stesso errore, già riscontrato con l’energia termoelettrica, solare ed eolica, finanziando la ricerca e la produzione invece di creare disoccupazione quando nuove invenzioni, come questa, che non ha ancora ricevuto un solo centesimo di incentivo, ma si basa su quindici brevetti precedenti del richiedente, che hanno avuto inizio con sistemi di depurazione alternativi, focalizzati sulla prevenzione dell’acidificazione e sulla depurazione simultanea di acqua e aria. Queste innovazioni potrebbero fare la differenza rispetto allo stato dell’arte attuale, semplicemente perché oggi chi depura l’aria non si occupa della depurazione dell’acqua e, viceversa; chi tratta i rifiuti non si occupa di energia, a parte i pochi fanghi di digestione anaerobica prodotti, e chi produce energia non si preoccupa di depurare l’acqua e nemmeno di recuperare il calore e la CO2 per scopi ambientali. L’orientamento dello stato dell’arte va nella direzione opposta, verso i sistemi CCS, quindi è giusto dire che questo sistema compie un salto quantico nella direzione opposta. Prima che le autorità ambientali globali capiscano che il CCS non è nell’interesse dell’ambiente. È una fortuna che molti grandi paesi, come Cina e India, siano contrari al sistema CCS, anche se continuano a realizzare centrali termoelettriche fino a 6000 MWh e a produrre acciaio in altiforni molto grandi, il cui calore non verrà mai recuperato (LDDC), poiché la CO2 non può essere recuperata e purificata dalla fuliggine (VSB), se questi paesi non rivedono le dimensioni degli impianti, la posizione territoriale in cui vengono realizzati, che presumibilmente dovrebbe essere vicino a grandi specchi d’acqua o al mare, e non combinano nemmeno (CCPC) e (VSB). Queste grandi opere strutturali potrebbero dimostrare che la produzione di energia pulita può competere sul mercato, se confrontata con l’energia fossile purificata e con gli impianti termici ad acqua purificata. Oggi, il paragone non è più valido, perché i sistemi attuali non purificano adeguatamente né l’aria né l’acqua. Non si può parlare di purificazione completa dell’aria senza neutralizzare la CO2, e la purificazione dell’acqua non è completa se non si regola il pH a quello del corpo idrico ricevente. Ciò significa che, avvicinandoci sempre di più al mare e alle rive dei fiumi, anche queste dovrebbero essere purificate e alcalinizzate se vogliamo davvero combattere l’acidificazione degli oceani. Tutto questo non è ancora stato compreso appieno e i purificatori d’aria continuano a emettere CO2 nell’ambiente e a scaricare acqua acida, mentre le autorità ambientali restano inerti, impegnate in una battaglia senza fine a parole. Le centrali termoelettriche continuano a produrre, insieme all’energia, SOx, NOx e CO2, polveri sottili. Nessun ente pubblico o privato ha ancora studiato a fondo la purificazione congiunta dell’acqua e dell’aria.È evidente, senza bisogno di calcoli complessi, che realizzando sistemi sinergici, il recupero delle grandi risorse oggi sprecate compenserebbe gli investimenti per la tutela ambientale. Ma anche se non fosse così, non possiamo procedere con soluzioni che danneggiano l’ambiente e la qualità della vita umana. Dal recupero del calore e della CO2 deriverà un boom economico futuro che trasformerà tutti i settori: industriale, energetico, agricolo e urbano. Gli attuali e lunghi percorsi dei fanghi di depurazione e gli impianti di depurazione a fanghi attivi esistenti comportano un enorme spreco di risorse, poiché il deterioramento delle fognature e la rigenerazione degli impianti di depurazione consumano molta energia per l’ossidazione in vasche a cielo aperto che emettono CO2 e acido solfidrico nell’atmosfera, i quali vengono trasportati dal vento e dall’acqua riassorbita dall’atmosfera, contribuendo ulteriormente all’acidificazione e al riscaldamento globale. Il sistema fognario doppio mostrato in fig.7 (Gued), la depurazione ambientale urbana globale, produce la depurazione dell’acqua nella stessa area urbana, cattura la CO2 e lo smog e li trasferisce al (VSB) che completa la depurazione e l’alcalinizzazione dell’acqua a spese della CO2 e del materiale calcareo appositamente stoccato. Ma questi edifici produrranno anche energia da biomassa con sistemi industriali che verrà trasferita al LDDC per produrre biogas che alimenta lo stesso (TEPbio) senza produrre inquinamento, come con (CCPC) che alimenta allo stesso modo il (VSB), che alimenta un (LDCC) che restituisce il digestivo liquido per riprodurre energia da biomassa in un ciclo chiuso e infinito che non emette inquinamento atmosferico. Gli eccessi di metano prodotti possono essere immessi direttamente nella rete di consumo urbano. Il (TEP bio) Urbano e l’intero sistema, non essendo inquinato, possono essere trasportati nella stessa città, o nelle immediate vicinanze, per evitare sistemi di trasporto di acque reflue e biomassa degenerativi e costosi. Lo stesso (LDCC), che utilizza un digestore anaerobico, noto produttore di odori, viene reso innocuo sotto questo aspetto dalla combinazione con un forte processo aerobico di disidratazione e compostaggio, che espelle l’aria solo dopo la purificazione attraverso la serra calcarea che funziona da depuratore. Ma fuori dai centri urbani dobbiamo pensare a grandi opere strutturali, in cui il nuovo (LDCC) giocherà un ruolo ancora più centrale. Di queste opere devono far parte alcuni sistemi esistenti, come le centrali termoelettriche (TEP), i gasometri e nuovi come il (CCPC), che “cattura il camino di purificazione dei fumi di raffreddamento”, e il (VSB), “edifici verticali sinergici” con la serra calcarea e fotosintetica, che sono oggetto di altre “richieste CTP”. Ma sono necessarie anche altre invenzioni, altri inventori che non decollano, perché gli addetti ai lavori, pubblici e privati, insistono nel seguire una produzione di energia che non protegge l’ambiente, che al massimo può essere neutra. La protezione ambientale e la produzione di energia non dovrebbero essere in contrapposizione,ma realizzate installazioni uniche che proteggono l’ambiente rafforzando i sistemi di difesa naturali. In queste opere devono contribuire le migliori tecnologie nel campo dell’edilizia civile, delle tecniche di trasporto e dei magazzini industriali, della produzione di energia e cibo in serre, delle tecniche di depurazione dell’acqua e dell’aria. Il nuovo sistema energetico che verrà inserito (LDDC), (VSB), (CCPC), con i suoi collegamenti, permetterà di intervenire alla fonte dell’inquinamento e sostituirà anche gli attuali depuratori d’acqua. Non sarà più necessario percorrere chilometri di canali di scolo, raccogliendo le acque reflue di molti comuni per depurare pochissima acqua, senza nemmeno alcalinizzarla e senza purificare l’aria. La depurazione avverrà in loco, con un doppio sistema di drenaggio che catturerà l’aria inquinata e i fumi e le altre acque reflue e piovane. Mentre l’acqua viene depurata in moduli verticali di depurazione e vasche di sedimentazione delle acque reflue, la CO2 e i gas vengono lasciati addensare e trasportati insieme all’acqua trattata proveniente dallo stesso sistema fognario. I prodotti finali del biogas LDDC saranno di alta qualità, con un contenuto di CO2 molto basso, solidi digeriti di alta qualità stabilizzati da un lungo processo aerobico e polverizzato con ossido di calcio, prodotti direttamente nei sacchi di drenaggio, e infine, il liquido di digestione ritorna alle sezioni fotosintetiche VSB per produrre biomassa che a sua volta tornerà in breve tempo all’LDDC. Solo in questo modo possiamo continuare a utilizzare i combustibili fossili, in particolare il carbone, con minori preoccupazioni per la salute dei cittadini che vivono vicino alle industrie e alle centrali termoelettriche. Il carbone non può che servire almeno per produrre acciaio e altri prodotti industriali. Ma anche gli impianti industriali che producono acciaio, cemento e inceneritori di rifiuti devono essere progettati in modo diverso e integrati con (CCPC), (VSB), (LDCC) e serbatoi di gas. La quantità di acqua necessaria per il raffreddamento e i cicli di chiusura degli impianti antropici esistenti deve essere calcolata attentamente prima di realizzare gli impianti, perché l’acqua non serve solo a raffreddare le turbine e i condensatori, ma anche a digerire e consumare CO2 e carbonati trasportati in mare. Con i progetti di risanamento globale del cervello custode di questo lavoro depositato solo in italiano, in modo che siano disponibili a tutti i paesi, possiamo migliorare l’ambiente continuando a utilizzare i combustibili fossili. Ma ogni impianto con combustibili fossili dovrebbe essere combinato con (LDDC), che recupera il calore di scarto nell’ambiente, producendo anche biogas, che alimenterà una nuova centrale elettrica situata a pochi chilometri di distanza o inserita nella rete urbana più vicina. Nessuno si è accorto, dopo duecento anni di storia industriale, che l’energia fossile da sola non può esistere. Se la futura produzione di energia fossile sarà accompagnata dalla produzione di biocarburanti, per ragioni tecniche, non solo morali e sociali, potrà continuare a sopravvivere. Possiamo sottrarre all’ambiente la CO2 che abbiamo immesso in duecento anni di industrializzazione,centrali elettriche con scrubber e soluzioni errate. Oggi, la produzione di biocarburanti non decolla ancora, nonostante siano già stati sviluppati sistemi di produzione interessanti, in particolare nella produzione di microalghe. Se questi prodotti non sono ancora stati immessi sul mercato su larga scala, ciò è dovuto unicamente al basso costo dei combustibili fossili e soprattutto al fatto che le normative globali in materia ambientale non sono sufficientemente rigorose per quanto riguarda la regolamentazione delle tecniche di depurazione dei fumi, il recupero di calore e CO2. Sono state costruite centrali elettriche da migliaia di MWh, senza pensare alla possibilità di recuperare calore e CO2. Con i sistemi proposti dal sottoscritto, sarebbe possibile recuperare entrambi, ma ciò richiederebbe almeno un triplicamento delle dimensioni e del flusso d’acqua che attraversa l’impianto. Pertanto, solo in pochissimi casi le centrali termoelettriche, gli inceneritori, le acciaierie e i cementifici esistenti potrebbero recuperare completamente l’ambiente, senza drastici ridimensionamenti, a causa della mancanza di spazio e dell’acqua necessaria.
La divulgazione di questa assicurazioneL’oggetto di questa richiesta PCT è moltiplicare il potenziale di digestione e compostaggio di centinaia di volte rispetto a quello attuale, e questo è necessario per alimentare la seconda rivoluzione industriale, se non si vuole peggiorare la situazione ambientale, sottraendo terreni all’agricoltura e intensificando la fertilizzazione artificiale per produrre energia. Uno dei problemi posti dalla produzione di energia biologica è la grande quantità di fanghi che verrà prodotta. I pochi digestori esistenti e i fanghi prodotti dagli impianti di depurazione delle acque reflue hanno già messo in crisi l’attuale sistema di trattamento dei fanghi. Nessun digestore al mondo garantisce la digestione al 100% di tutte le sostanze organiche, a causa del noto fenomeno del cortocircuito che comporta l’inevitabile miscelazione di una certa quantità di materiali in entrata e in uscita. A questo proposito, dobbiamo aggiungere che se vogliamo recuperare dal calore ambientale e dalla CO2, dobbiamo necessariamente rivedere come produrre e gestire i fanghi, che attualmente sono considerati ancora in fase di lavorazione, poiché l’intera produzione di fonti di energia digeribile, che raramente supera un singolo MWh per impianto, è limitata. Per questo motivo, una delle sezioni più importanti degli impianti è proprio quella globale prodotta (LDDC), ovvero “digestori, disidratatori, composter lineari” che rappresentano anche il boom degli impianti derivanti dai processi sinergici che oggi avvengono separatamente, senza sfruttare i benefici che derivano da questa unione. Il brevetto italiano in corso di registrazione per “Impianto globale sinergico di depurazione e produzione di energia (GSPDPTC) parte dal dimensionamento del fascio tubiero, che deriva dal recupero del calore di scarto di un sistema di riscaldamento. Dalla capacità termica di questo scambiatore di calore a fascio tubiero, si costruisce il digestore, quindi il resto dell’economia globale, che depura e produce energia. Come si vede dai disegni, l’LDDC è composto da tre sezioni: fig. 1 = digestore; fig. 2 = compostaggio; fig. 3 = disidratazione. L’LDDC è al centro del sistema e riceve le acque calde sia dell’impianto termico fossile che di quello biologico. La Fig. 4 mostra sopra le stanze il trattamento del digestato di biogas con camere di insacchettamento del compost (bc). Sopra si trovano i silos contenenti la biomassa da digerire (bms) e l’ossido di calcio (ls). Sotto, si trovano le aree di sedimentazione e digestione (dg) della biomassa, le cui aree di stoccaggio dei fanghi sono separate da argini, in modo da realizzare le vasche che consentono digestioni autonome. e estrazioni di fanghi, pur essendo solo il digestore. Per ogni tramoggia c’è una raccolta di terra cava con un agitatore di fanghi (ags), che agisce solo in quella zona. Inoltre, l’area di intervento è delimitata dalle pareti di separazione che scendono dall’alto separando le zone gassose e la maggior parte di quelle digestive. Di importanza centrale sono le tramogge (dlh) che servono sia per il rapido caricamento della biomassa, sia per il lento processo di disidratazione e compostaggio dei fanghi. Queste, come si vede dalla fig. 1, per il caricamento,La zona centrale è costituita da un tubo cilindrico dotato di agitatore verticale a pale (vmix), trituratore con rulli rotanti (srr) e tubo di scarico finale con valvola a otturatore (sh), mentre la zona periferica, tronco di cono, che funge da accumulo e da estrattore per l’aerazione dei fanghi, è dotata di una semplice rampa con tubi perforati (rhp), azionata da un soffiatore elettrico (efa) che immette aria atmosferica. Pertanto, la tempistica della digestione anaerobica e la fase di evacuazione, disidratazione, compostaggio, stabilizzazione e insaccamento dei fanghi (tutto ciò che avverrà con un ciclo aerobico) coincidono. Questo grande vantaggio per la qualità del prodotto e l’economia del processo si può ottenere dal digestore combinando lineari e tramogge (dlh) il sistema di disidratazione e stabilizzazione chimica del fango già depositato dal sottoscritto ((brevetto italiano 0001399595 data di registrazione 26/04/2013), che consentono di avere un prodotto disidratato, compost insacchettato, in un unico processo. Con questo processo si possono riempire lentamente e simultaneamente centinaia o migliaia di sacchi. Consiste in un grande serbatoio (dst) con centinaia o migliaia di galleggianti del peso di circa 350 grammi. (galleggianti) in cui versare il fango tenuto in sospensione con dell ‘aria soffiata sul fondo e acqua di diluizione. Il fango senza additivi, viene estratto dalla tramoggia (dlh) dalla pompa di sollevamento (psf) e inviato al centro del serbatoio di distribuzione del fango (dst) passando attraverso il cestello filtrante estraibile (rbf) e viene distribuito su tutta la superficie. Questo serbatoio, a pressione atmosferica, occupa l’intera area di disidratazione locale, sotto la vasca e i galleggianti sono sospesi sacchi drenanti appesi ai tubi (lt) che comunicano tra loro, nei quali verrà alimentata aria soffiata trasportando la polvere di ossido di calcio dosata dalla valvola (mvc). Quando la pressione idrostatica nella vasca è abbastanza forte da sollevare temporaneamente i galleggianti passa circa mezzo litro di fango a ciascun galleggiante che cadrà su un diffusore conico (cd) che lo distribuirà su tutta la circonferenza, pronta separazione del fango dall’acqua da rilasciare attraverso la porosità del sacco, mentre il fango, più pesante, cadrà nel sacco per mescolarsi con l’ossido di calcio. Ogni sacco sarà montato all’esterno di un telaio cilindrico in acciaio inox (cf) all’interno del quale è montato un piccolo agitatore meccanico alimentato da un motore pneumatico (pag), collegato all’uscita dell’aria compressa con un attacco rapido e una valvola manuale. La potenza del motore pneumatico sarà temporizzata. La Fig.3 mostra alcuni componenti del sistema di disidratazione e drenaggio del compost nei sacchi. (bc = compost insacchettato) Possiamo prolungare il riempimento dei sacchi per un tempo corrispondente quasi all’intero periodo di digestione, ed eventualmente accorciare o allungare entrambi i tempi di trattamento a seconda delle caratteristiche delle matrici energetiche. Infatti, il digestore lineare, che consente l’evacuazione dei fanghi dall’alto, permette di digerire, in aree, matrici molto diverse.L’aria di alimentazione, prima delle tramogge (dlh), poi nel serbatoio di distribuzione (dst), e infine nei sacchi e la moderata rotazione dell’agitatore nei sacchi stessi, avrà la funzione di biostabilizzatore compostato aerobicamente di sostanze organiche non digerite e miscelato con polvere di ossido di calcio, nelle percentuali richieste dal compost (5-15%), che assicura anche la stabilizzazione chimica, contribuendo all’essiccazione, senza compattazione. Con lo svuotamento della tramoggia (dlh) pre-trattamento, rilevato con sonde capacitive, si arresta la pompa elettrica che solleva fango e acqua di diluizione (prelevata da una discesa biologica finale dallo stagno (sbffv), e successivamente chiude la valvola a scorrimento dei silos di calce (sh), e arresta la valvola rotativa di potenza dell’ossido di calce (mvc). Rimarranno, tuttavia, in funzione i soffiatori che mantengono il fango in sospensione (efa) e la distribuzione di aria compressa agli agitatori, continuando a svolgere la funzione di aerazione del fango, per il tempo programmato. Alla fine di ogni ciclo DDCL, dopo aver sostituito i sacchi (bc), viene effettuato un lavaggio del ciclo fuori dal serbatoio con acqua pulita, proveniente da (fbcvp), che è stata filtrata dai sacchi appena montati, va ad alimentare la vasca di raccolta e ossidazione (wbp) dell’acqua da trattare. In questa vasca sono presenti anche altre acque reflue e il supernatante del digestore che alimenta gli stagni biologici (bcsvp) e (fbcvp) dell’edificio VSB, oggetto di un’altra domanda di brevetto. Con il sistema LDDC compatteremo nelle stanze di trattamento finale centinaia o migliaia di sacchi di compost (bc), montati su un telaio in acciaio inox, con un agitatore all’interno di un controllo pneumatico, supportato dallo stesso telaio. Alla fine del ciclo, posizioniamo semplicemente un piccolo carrello sotto Lunches, stacchiamo i morsetti metallici con chiusura a morsetto, liberando il sacco dal telaio, quindi muoviamo la leva manuale dell’agitatore che facilita la separazione del compost dal telaio, abbassiamo e rimuoviamo il sacco dal telaio con il compost, sigilliamo l’estremità superiore e attraverso il carrello stesso, lo trasportiamo ai mezzi di trasporto o lo agganciamo a un trasportatore aereo che trasporta i sacchi nell’area di carico dei mezzi di trasporto del compost. In caso di rotture accidentali dei sacchi, il drenaggio del pavimento della camera di riempimento dei sacchi sarà effettuato con pannelli grigliati rimovibili in fibra di vetro o acciaio montati su un telaio comune di filtraggio: rimuovendo la griglia e il pannello sottostante si recupera completamente il compost disidratato che può essere anche insacchettato. La sovrapposizione, al digestore, dal livello stradale, questo sistema compatto (non ingombrante) per la disidratazione e la biostabilizzazione aerobica e chimica dei fanghi, non produce cattivi odori, nonostante il processo anaerobico e il trattamento dei fanghi. Infatti, l’aria che fuoriesce dai sacchi di drenaggio (bc) viene espulsa nell’atmosfera,ma attraverso le serrande, per gravità e brevi canali sotterranei, l’aria verrà introdotta nell’ambiente del bacino (wbp) e da questo, tramite ventilatori elettrici (efa), nella serra del bacino (wpb) dell’edificio VSB, dove l’aria può fuoriuscire solo dalle aperture superiori (aout) dopo aver subito l’intero processo di deodorizzazione a contatto con il calcare (vcmlg). Gli attuali digestori, costituiti da torce, essiccatori, discariche, inceneritori, non sono compatibili con gli edifici serre VSB, che non esistono, e sono costretti a emettere odori, oltre a inquinare e sprecare risorse. Pur non rivendicando i processi digestivi ma solo le soluzioni di sistema sopra descritte, si ritiene opportuno descrivere lo stato dell’arte della digestione anaerobica. Attualmente esistono tre tipi di digestori anaerobici: umido, secco e semisecco, a seconda del grado di diluizione del rifiuto di inghiottire l’acqua. Il sottoscritto ha preso in considerazione solo il primo tipo, quello a umido, con la massima diluizione in acqua, poiché il sistema industriale o urbano globale, in cui è inserito in un impianto di depurazione delle acque reflue (DDCL). Tuttavia, i digestori lineari sono molto diversi dagli altri digestori a umido. Nei digestori a umido, a causa delle caratteristiche fisiche dei rifiuti trattati, non è solitamente possibile ottenere una miscela perfettamente omogenea. Si riscontrano accumuli sul fondo del reattore di materiali ad alta densità e incrostazioni superficiali dovute a materiali galleggianti. Inoltre, si verifica frequentemente un cortocircuito idraulico quando il flusso del materiale in ingresso si mescola con il fluido già presente nel reattore e fuoriesce con tempi di ritenzione inferiori a quelli previsti dal progetto. Nei digestori lineari questi fenomeni negativi, difficili da eliminare nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati grazie alla presenza di un maggior numero di stazioni di carico e all’estrazione indipendente dei fanghi. La miscelazione tra ciò che entra e ciò che esce non avviene, grazie ai separatori presenti in superficie e nel fango, interrotti solo a metà. Secondo la concezione degli autori, il digestore può essere considerato come una vasca Inhofe molto lunga, da cui prende il nome di “lineare”, dotata di canali a forma di canale disposti longitudinalmente in successione, intervallati, per una lunghezza di circa 30 m, per non mescolare i fanghi più pesanti e barriere superficiali per evitare che le stanze adiacenti accumulino gas.Pur non trattando i processi digestivi in sé, ma solo le soluzioni di sistema sopra descritte, si ritiene opportuno descrivere lo stato dell’arte della digestione anaerobica. Attualmente esistono tre tipi di digestori anaerobici: a umido, a secco e semisecco, a seconda del grado di diluizione del rifiuto per l’assorbimento dell’acqua. Il sottoscritto ha preso in considerazione solo il primo tipo, quello a umido, con la massima diluizione in acqua, poiché il sistema industriale o urbano globale, in cui è inserito in un impianto di depurazione delle acque reflue (DDCL). Tuttavia, i digestori lineari sono molto diversi dagli altri digestori a umido. Nei digestori a umido, a causa delle caratteristiche fisiche dei rifiuti trattati, non è solitamente possibile ottenere una miscela perfettamente omogenea. Si riscontrano accumuli sul fondo del reattore di materiali ad alta densità e incrostazioni superficiali dovute a materiali galleggianti. Inoltre, si verifica frequentemente un cortocircuito idraulico quando il flusso del materiale in ingresso si mescola con il fluido già presente nel reattore e defluisce con tempi di ritenzione inferiori a quelli previsti dal progetto. Nei digestori lineari, questi fenomeni negativi, difficili da eliminare nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati grazie a un maggior numero di stazioni di carico e a un sistema di estrazione dei fanghi indipendente. La miscelazione tra ciò che entra e ciò che esce non avviene grazie ai separatori presenti in superficie e nel fango, interrotti solo a metà. Secondo la concezione dell’autore, il digestore può essere considerato come una lunghissima vasca di Inhofe, da cui prende il nome di “lineare”, dotata di canali a forma di canale disposti longitudinalmente in successione, per una lunghezza di circa 30 m, per evitare la miscelazione dei fanghi più pesanti, e di barriere superficiali per impedire l’accumulo di gas nelle stanze adiacenti.Pur non trattando i processi digestivi in sé, ma solo le soluzioni di sistema sopra descritte, si ritiene opportuno descrivere lo stato dell’arte della digestione anaerobica. Attualmente esistono tre tipi di digestori anaerobici: a umido, a secco e semisecco, a seconda del grado di diluizione del rifiuto per l’assorbimento dell’acqua. Il sottoscritto ha preso in considerazione solo il primo tipo, quello a umido, con la massima diluizione in acqua, poiché il sistema industriale o urbano globale, in cui è inserito in un impianto di depurazione delle acque reflue (DDCL). Tuttavia, i digestori lineari sono molto diversi dagli altri digestori a umido. Nei digestori a umido, a causa delle caratteristiche fisiche dei rifiuti trattati, non è solitamente possibile ottenere una miscela perfettamente omogenea. Si riscontrano accumuli sul fondo del reattore di materiali ad alta densità e incrostazioni superficiali dovute a materiali galleggianti. Inoltre, si verifica frequentemente un cortocircuito idraulico quando il flusso del materiale in ingresso si mescola con il fluido già presente nel reattore e defluisce con tempi di ritenzione inferiori a quelli previsti dal progetto. Nei digestori lineari, questi fenomeni negativi, difficili da eliminare nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati grazie a un maggior numero di stazioni di carico e a un sistema di estrazione dei fanghi indipendente. La miscelazione tra ciò che entra e ciò che esce non avviene grazie ai separatori presenti in superficie e nel fango, interrotti solo a metà. Secondo la concezione dell’autore, il digestore può essere considerato come una lunghissima vasca di Inhofe, da cui prende il nome di “lineare”, dotata di canali a forma di canale disposti longitudinalmente in successione, per una lunghezza di circa 30 m, per evitare la miscelazione dei fanghi più pesanti, e di barriere superficiali per impedire l’accumulo di gas nelle stanze adiacenti.I problemi, difficili da eliminare nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati grazie a un maggior numero di stazioni di carico e a un sistema di estrazione dei fanghi indipendente. La miscelazione tra ciò che entra e ciò che esce non avviene con i separatori esistenti in superficie e nel fango, interrotti solo a metà. Secondo la concezione del sottoscritto, il digestore può essere considerato come un lunghissimo serbatoio Inhofe, da cui prende il nome di “lineare”, dotato di canali a forma di canale disposti longitudinalmente in successione, intervallati, per una lunghezza di circa 30 m, per non miscelare i fanghi più pesanti e barriere superficiali per evitare la formazione di accumulo di gas nelle stanze adiacenti.I problemi, difficili da eliminare nei classici digestori cilindrici, vengono eliminati grazie a un maggior numero di stazioni di carico e a un sistema di estrazione dei fanghi indipendente. La miscelazione tra ciò che entra e ciò che esce non avviene con i separatori esistenti in superficie e nel fango, interrotti solo a metà. Secondo la concezione del sottoscritto, il digestore può essere considerato come un lunghissimo serbatoio Inhofe, da cui prende il nome di “lineare”, dotato di canali a forma di canale disposti longitudinalmente in successione, intervallati, per una lunghezza di circa 30 m, per non miscelare i fanghi più pesanti e barriere superficiali per evitare la formazione di accumulo di gas nelle stanze adiacenti.
Un LDDC può essere lungo chilometri, così come l’edificio VSB che lo supporta. Infatti, l’area comune sarà solo quella centrale, che produce il biogas. Trasversalmente, la sezione può essere piena di deflettori che delimitano le zone di chiarificazione, sedimentazione e digestione per facilitare lo stretto contatto dei microrganismi, soprattutto nella zona di digestione. Essendo l’LDDC un sistema sinergico che lavora in combinazione con altri sistemi sinergici, il troppo pieno dei digestori scorrerà attraverso le piste di scorrimento (wodc) e alimenterà l’area di raccolta dell’acqua da depurare (wbp) dell’edificio VSB, i cui fanghi e prodotti di biomassa alimentano le tramogge di carico (dhl) dell’LDDC nella fase di carico dei digestori. Queste tramogge hanno una funzione importante nella gestione dell’intero sistema. Avranno una forma trapezoidale troncata rovesciata, con un coperchio di chiusura isolato a doppia anta, un tubo di carico dotato di pale miscelatrici verticali centrali (vmix), un trituratore con rulli rotanti finali (srr), un tubo di scarico con valvola a slitta (sh), tre connessioni per il carico del materiale da digerire, che proverrà dalle tramogge (sh), energia da biomassa da silos (bms) e rifiuti organici dal territorio tramite arredi appositamente progettati e dotati di un sistema di separazione, vagliatura e triturazione. Le tramogge funzioneranno, in particolare, con flusso inverso: avranno la funzione di reattore intermedio nella fase di trasferimento alla disidratazione dei fanghi dalla digestione e compostaggio, che avverrà con un sistema aerobico e quindi in questa fase utilizzeranno una rampa (rft) che inizierà a soffiare aerazione dei fanghi. Infatti, ipotizzando un ciclo digestivo della durata di 15 giorni, possiamo utilizzare la tramoggia come reattore aerobico di fanghi digeriti, da disidratare e compostare per lo stesso periodo, con operazioni di carico effettuate tramite il tubo centrale dotato di agitatore e trituratore. I fanghi nella tramoggia vengono ventilati da una speciale serie di tubi perforati (rtf) azionati da un ventilatore elettrico per l’aria (efa), in attesa di passare alla disidratazione. Se ipotizziamo di avere un digestore lineare con un volume totale di 12.000 m3 di digestione, diviso in 10 sezioni ed estratto ogni 15 giorni, dall’8% del volume totale di digestione, avendo tramogge aventi 10 dello stesso volume si otterranno 96 m3 (12.000 * 0,08/10) e si arrotonda a 100 m3.
Dal tubo di ingresso, i materiali organici, biomassa e fanghi, vengono rilasciati nella zona di sedimentazione, attraverso l’apertura della valvola a saracinesca (sh). Le particelle più leggere tenteranno la risalita, ostacolate dai deflettori (df), mentre quelle più pesanti tenderanno a depositarsi sul fondo, ostacolate dai miscelatori di flusso orizzontali (ags) (con un campo di applicazione limitato alla valle dei fanghi sedimentati) e dal gas cercheranno di risalire in superficie. In questo modo si favorisce la miscelazione e la formazione di gas. Citiamo solo i fenomeni che si verificano nel tipo di digestione scelto in base alla temperatura di esercizio di circa 35-37 °C, definita mesosferica e che avviene in una camera di digestione a singolo stadio. Poiché il digestore è diverso dagli altri digestori, che vengono alimentati dall’alto, le funzioni sono identiche. In realtà, i digestori a umido, in generale, hanno sezioni cilindriche e non superano la capacità di digestione di 2500-3000 m³, mentre nell’esempio che stiamo considerando abbiamo una capacità di 20.000 m³, con un volume di digestione di 12.000 m³, dove la sostanza organica riempie i digestori per circa il 60% della loro capacità, la parte restante è occupata dal gas prodotto dalla degradazione biologica.
La produzione di biogas presso LDDC.La produzione di biogas dai rifiuti organici avviene a livello microbico attraverso una biodegradazione iniziale del materiale, operata da muffe, batteri e fermentazione acidogena; successivamente, in ambiente anaerobico, avviene la produzione di metano, ad opera dei soli batteri metanogeni. La fase di biodegradazione si suddivide in due sottofasi: la fase di idrolisi e la fase acida. Durante la fase di idrolisi avvengono trasformazioni che portano alla degradazione delle sostanze organiche più complesse in composti più semplici, consentendo le successive reazioni operate dai microrganismi specifici: fermentazione acida, fermentazione alcalina e fase metanogena. Allo stato iniziale, tuttavia, queste sostanze sono costituite da polimeri, che i batteri non possono assimilare direttamente. Avviene quindi, per opera degli enzimi, la trasformazione di queste macromolecole in molecole più piccole. A questo punto, i batteri possono idrolizzare il substrato primario in soluzione, scomponendolo in molecole più semplici. Si verifica infatti l’idrolisi dei polisaccaridi in carboidrati semplici, delle proteine in peptidi e amminoacidi, dei grassi in glicerolo e acidi grassi. Anche in questa prima fase, grazie ai microrganismi putrefattivi Penicillium, Aspergillus, Rhizopus e ai batteri Bacillus, Pseudomonas, Proteus, Serratia, i composti azotati vengono distrutti. In questa fase si ha la produzione di ammoniaca (NH3), anidride carbonica (CO2) e idrogeno (H2). Segue la fase acidogenica in cui i prodotti già decomposti vengono trasformati per mezzo di batteri acidogeni che producono acidi organici a basso peso molecolare, alcoli, aldeidi e chetoni. In questa fase, per opera di batteri del genere Bacterium, Cellulomonas, Pseudomonas, muffe e la cellulosa vengono trasformate in glucosio. Gli acidi vengono neutralizzati e si ha la formazione di sali che, successivamente, si decompongono in anidride carbonica e metano. Il metano prodotto deriva per il 72% dalla fermentazione dell’acido acetico prodotto da batteri metanogeni clastici (CH3COOH → CH4 + CO2), mentre il restante 28% può derivare dalla riduzione dell’anidride carbonica da parte di batteri ossidanti dell’idrogeno o dalla riduzione del metanolo, eventualmente prodotto della prima fase (CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O). All’interno del digestore possono verificarsi condizioni limitanti che rallentano la velocità di reazione, sia per la presenza di sostanze inibitrici, come residui di pesticidi e farmaci, solventi, disinfettanti, residui di trattamenti per la conservazione degli alimenti, metalli pesanti, sali, azoto ammoniacale (NH4+) e altri. “In un sistema sinergico, come quello proposto, queste condizioni limitanti vengono eliminate trasferendo l’impianto di calcare della serra (vcmlg) adiacente al lato del gas. Poiché il biogas è composto da metano e CO2, questi gas hanno un peso molto diverso tra loro. La CO2 a pressione atmosferica e a una temperatura di 35 °C (Ps 1,85 g/l) pesa quasi tre volte di più del metano (Ps 0,65 g/l),Quindi, se posizioniamo le valvole di aspirazione sulle pareti del digestore, appena sopra la superficie libera del liquame, dopo aver misurato la concentrazione del gas con sonde appropriate, stabilendo soglie minime e massime, possiamo aspirare periodicamente CO2 con i soffiatori elettrici (esbio) e immetterla nella serra (vcmlg) adiacente. In questo modo aspiriamo anche parte del solfuro di idrogeno (Ps 1,4 gr/l). La CO2 nella vasca (wba) viene utilizzata come nutriente per produrre altra biomassa che produrrà altro biogas, o per produrre carbonato di calcio, attraverso la corrosione del calcare. Non aspirarla costituirebbe un peso che riduce il potere calorifico e le prestazioni del digestore. In questo modo otteniamo biogas con l’80-90% di metano, invece del normale 50-70%. Ciò non è possibile nei digestori esistenti che non funzionano in sinergia con un impianto che neutralizza la CO2.
Un ulteriore vantaggio di questo tipo di reattori, suddivisi in vasche con carico ed estrazione del digerente dall’alto, è la possibilità di suddividere le zone di carico delle diverse matrici in base ai tempi di digestione di ciascuna singola vasca. Dato il consumo energetico nullo (recuperato dal calore di scarto del CTE) e gli elevati volumi disponibili, è possibile digerire anche sostanze con tempi di digestione lunghi, qualora non si disponga di alternative più adatte.
Breve descrizione dei disegni. Nella divulgazione dell’invenzione è stato descritto il funzionamento della costruzione del (LDDC) e viene illustrato il significato degli acronimi più importanti. Per una migliore comprensione, è utile riproporre anche la legenda degli acronimi relativi ai sistemi ad essi collegati.
Legenda: (ac) compressore d’aria; (af) filtro dell’aria; (ahu) unità di trattamento aria; (aid) serrande di ingresso aria; (aout) uscita aria; (acwhs) sistema di riscaldamento dell’acqua di raffreddamento in arrivo; (asc) collettore di fanghi anaerobici; (ads) soluzione detergente anionica; (apt) serbatoio a pressione atmosferica; (art) tunnel di rigenerazione anionica; (as) fognatura di arrivo; (avhe) scambiatore di calore; (aw) acque reflue agricole; (aws) fornitura di acqua alcalina; (bcf) filtro ciclonico per biogas; (bc) compost insacchettato; (bcsvp) vasche biologiche coperte sovrapposte; (bmh) tramoggia per biomassa; (bmpc) trasportatore pneumatico per biomassa; (bmc) collettore di biomassa; (bioc) collettore di biogas; (brse) elevatore a cestelli e griglie; (bws) alimentazione acqua caldaia; (casrb) scaffalature e cestelli di smistamento in area coperta; (CCPC) camino di purificazione e raffreddamento a cattura; (cd) diffusore conico; (cf) filtro ciclonico; (clp) pompa di sollevamento condensa; (CMCO 2 ) collettore per il trasporto di miscela compressa di aria e CO2; (crt) tunnel di rigenerazione cationica; (csc) canale di raccolta pietre; (cssf) telaio cilindrico in acciaio inox; (cwhb) cestelli sospesi calcarei su ruote; (cwlp) pompa di sollevamento acqua fredda; (cchwf) canale coperto per acqua calda e fumi; (cws) alimentazione acqua fredda; (db) caldaia domestica; (dlh) tramoggia di carico del digestore; (dst) serbatoio di distribuzione fanghi; (dst) serbatoio soluzione detergente; (dwb) corpo idrico a valle; (dwt) serbatoio acqua desalinizzata; (ebCO 2 ) elettroventilatore per CO 2(ebbio) elettroventilatore per biogas; (efa) ventilatore elettrico per aria; (eff) ventilatore elettrico per fumi; (esf) filtro elettrostatico; (emr) rack motorizzato attrezzato; (ethw) vasi di espansione per acqua calda; (etcw) vasi di espansione per acqua fredda; (fai) presa d’aria fresca; (fcv) valvola di controllo del flusso; (fvhe) scambiatore di calore vapore-fumi; (fgwe) scambiatore acqua-gas di scarico; (fbcvp) laghetto verticale coperto biologico finale; (fgfs) sistema di filtrazione dei gas di scarico; (gas) gasometro; (gf) pavimento a griglia; (gw) parete di vetro; (GUED) depurazione ambientale urbana globale; (hwb) bacino dell’acqua calda; (hwp) tubi dell’acqua calda; (hwcb) bacino coperto dell’acqua calda; (hwcp) pompa di circolazione dell’acqua calda; (hwfc) canale acqua calda e fumi; (hwlp) pompa di sollevamento dell’acqua calda; (hws) fornitura di acqua calda; (lf) piano inferiore; (lbh) tramoggia per massi di calcare; (LDDC) digestore lineare disidratatore compostatore; (mgg) mini serra vetrata; (pbpma) fotobioreattori per la produzione di microalghe; (pag) agitatore pneumatico; (pcbio) trasporto pneumatico di biomassa; (plv) pioggia; (pfb) caldaia per impianti pubblici; (pvlm) modulo di purificazione verticale per laghi; (pvmm) modulo di purificazione verticale per ambienti marini; (pvum) modulo di purificazione verticale per ambienti urbani; (pwdv) valvola di scarico dell’acqua purificata; (pwo) uscita dell’acqua purificata; (rfwt) tunnel di lavaggio finale delle resine; (rc) copertura rimovibile; (rcpld) pannello di controllo stradale con mini tramoggia di dosaggio del calcare incorporata; (rpt) rampa con tubi perforati; (rrpwl) linea di recupero dell’acqua piovana e dell’acqua purificata; (rsiet) serbatoi di scambio ionico della soluzione rigenerante; (rrt) tunnel di rigenerazione della resina; (rwt) tunnel di lavaggio delle resine; (rww) acqua di lavaggio resine; (rwhb) cesti sospesi su ruote in resina; (se) vano scale e ascensore; (sfgc) collettore di gas di scarico a sedimentazione; (sh) tramoggia fanghi; (shr) trituratore; (sk) lucernario; (sid 1-2) serranda di intercettazione fumo; (sle) estrazione fanghi pozzetto; (slp) pompa di sollevamento fanghi; (sov); valvola di intercettazione; (spas) pompe sommergibili per fanghi anaerobici; (ssl) decantatore nella linea fognaria; (STAMCO 2 ) serbatoio di stoccaggio miscela atmosferica di aria e CO2; (STCMCO 2 ) serbatoio di stoccaggio miscela compressa di aria e CO2; (stt) nastro di trasporto fanghi; (tsp) pannelli solari trasparenti; (ttst) serbatoio di transito fanghi da addensare; (rwv), valvola di ricircolo dell’acqua; (TEPbio), centrale termoelettrica alimentata a biogas; (TEPfos) centrale termoelettrica alimentata a combustibili fossili; (tucCO2) collettore sotterraneo di CO2 ad ispessimento; (uf) piano superiore; (upwb) corpo idrico a monte; (uv) valvola unidirezionale; (vahe) scambiatore di calore vapore-aria; (vcmlg) serra verticale meccanizzata coperta in pietra calcarea; (vmcpg) serra di produzione verticale meccanizzata coperta; (vmix) miscelatore verticale; (VSB) edificio sinergico verticale; (wb) corpo idrico; (wba) bacino idrico da alcalinizzare; (wbc) bacino idrico di raffreddamento; (wbp) bacino idrico da purificare; (wlp) pompa di sollevamento dell’acqua; (wfd) scarico del pavimento di lavaggio; (wodc) canale di troppo pieno e drenaggio dell’acqua; (wot) vassoio di troppo pieno dell’acqua; (ws) approvvigionamento idrico; (wss) approvvigionamento idrico.
Disegno “1/5”: la figura 1 è il diagramma di flusso LDDC. Possiamo vedere i silos e le tramogge per il carico del digestore (dg) e anche le uscite dirette per il compostaggio, la disidratazione, quella del biogas e il collegamento all’edificio VSB. La figura 2 mostra un ingrandimento della sezione di carico e di uscita del materiale. La figura 3 mostra una sezione ingrandita della disidratazione e del compostaggio effettuato direttamente nei sacchi di drenaggio.
Disegno “2/5”: la fig. 4 mostra la sezione longitudinale LDCC, inserita in un impianto industriale (GSPDPTC) dove si può vedere l’area inferiore con il fascio tubiero (hwp) che può essere alimentato sia dalla centrale termica a monte che da quella biologica a valle. Dietro l’LDCC si può vedere l’edificio più alto (VSB). Ogni LDCC deve essere accoppiato ad almeno un VSB e in un grande impianto di produzione energetica si possono avere decine di linee interconnesse con VSB e LDCC. Il biogas in eccesso prodotto da questo accoppiamento viene convogliato nei gasometri (gas) che alimentano le reti urbane.
Il disegno seguente mostra la sezione trasversale dell’accoppiamento LDCC – VSB, in cui il primo si occupa della produzione di biogas e compost per l’agricoltura, mentre la produzione di biomassa, la purificazione dell’aria e dell’acqua e la loro alcalinizzazione con assorbimento di CO2 nello stesso processo sono affidate all’edificio VSB. Si possono osservare il silo di biomassa (bms) e di ossido di calcio (ls), i sacchi con il compost drenante (bc), il raccordo tra le vasche e le vasche a flusso continuo dei digestori (wbp), la camera contenente il biogas (wba) per lo stripping della CO2 e il compostaggio e la disidratazione dell’aria sempre con (wba) che non rilascia odori all’esterno. Tutti i processi aerobici dell’edificio (LDCC) raggiungono l’atmosfera passando attraverso (VSB), in particolare (vcmlg) ed escono nell’atmosfera (aout). L’acqua contenuta nell’acqua ancora calda (hwp) contribuirà al riscaldamento e all’asciugatura delle serre (bcsvp), (vcmpg), (pbpma) e finirà nei vassoi (wot) posti sopra la serra (vcmpg – cwhb).
Disegno “5/5”: la fig. 7 è la vista schematica del GSPDPTC (impianti di sinergia globale per depurazione, produzione di biomassa e cogenerazione termoelettrica) in cui sono inseriti VSB insieme ad altri impianti industriali: 1 (TEPfos), 2 (CCPCfos), 3 (VSB), 4 (LDDC), 5 (TEPbio), 6 (CCPCfos). Dove (TEPfos) produce energia fossile, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCfos), mentre il contenuto di calore nell’acqua va a (LDDC); (CCPCfos) trasferisce il calore a (LDDC) e la CO2 a (VSB). (VSB) produce biomassa, che trasferisce a (LDDC) e acque alcaline che inviano ai mari; (LDDC) produce biogas, che viene trasferito a (TEPbio), digestato solido per l’agricoltura e digestato liquido che va a (VSB), mentre i fumi caldi con CO2 vanno a VSB; Nel frattempo (TEPbio) produce energia biologica, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCbio), mentre le acque con contenuto termico vanno a (LDDC). Il ciclo può continuare indefinitamente coesistendo nello stesso sistema di combustibili fossili e organici che insieme producono energia pulita, compost per l’agricoltura e acque alcaline per combattere l’acidificazione degli oceani. Molte tecnologie entrano in questo sistema, applicando solo (CCPC), (VSB), (LDDC).
Il disegno seguente è la vista schematica del GSPDPTC (impianti di sinergia globale per depurazione, produzione di biomassa e cogenerazione termoelettrica) in cui sono inseriti VSB insieme ad altri impianti industriali: 1 (TEPfos), 2 (CCPCfos), 3 (VSB), 4 (LDDC), 5 (TEPbio), 6 (CCPCfos). Dove (TEPfos) produce energia fossile, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCfos), mentre il contenuto di calore nell’acqua va a (LDDC); (CCPCfos) trasferisce il calore a (LDDC) e la CO2 a (VSB). (VSB) produce biomassa, che viene trasferita a (LDDC) e acque alcaline che vengono inviate ai mari; (LDDC) produce biogas, che viene trasferito a (TEPbio), digestato solido per l’agricoltura e il digestato liquido che si sposta a (VSB), mentre i fumi caldi con CO2 vanno in VSB; Nel frattempo (TEPbio) produce energia biologica, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCbio), mentre il contenuto termico delle acque va a (LDDC). Il ciclo può continuare indefinitamente coesistendo nello stesso sistema di combustibili fossili e organici che insieme producono energia pulita, compost per l’agricoltura e acque alcaline per combattere l’acidificazione degli oceani. Molte tecnologie entrano in questo sistema, applicando solo (CCPC), (VSB), (LDDC). Questa è la vista schematica di GSPDPTC (impianti di sinergia globale per la depurazione, la produzione di biomassa e la cogenerazione termoelettrica) in cui sono inseriti VSB insieme ad altri impianti industriali: 1 (TEPfos), 2 (CCPCfos), 3 (VSB), 4 (LDDC), 5 (TEPbio), 6 (CCPCfos). Dove (TEPfos) produce energia fossile, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCfos), mentre il contenuto di calore nell’acqua va a (LDDC); (CCPCfos) trasferisce il calore a (LDDC) e la CO2 a (VSB). (VSB) produce biomassa, che viene trasferita a (LDDC) e acque alcaline che vengono inviate ai mari; (LDDC) produce biogas, che viene trasferito a (TEPbio), digestato solido per l’agricoltura e il digestato liquido che si sposta a (VSB), mentre i fumi caldi con CO2 variano in VSB; Nel frattempo (TEPbio) produce energia biologica, calore, fumi e CO2; trasferisce la CO2 e il calore dei fumi a (CCPCbio), mentre il contenuto di calore delle acque va a (LDDC). Il ciclo può continuare indefinitamente coesistendo nello stesso sistema come combustibili fossili e organici che insieme producono energia pulita, compost per l’agricoltura e acque alcaline per combattere l’acidificazione degli oceani. Molte tecnologie entrano in questo sistema, applicando solo le richieste (CCPC), (VSB), (LDDC).
