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Promeco advanced waste technology

Sistemi Lohse

Premesse

PROMECO rappresenta in Italia da anni l’azienda tedesca Lohse, uno dei più reputati fornitori di sistemi per il trattamento di FORSU destinata alla digestione anaerobica a umido.

La collaborazione con Lohse ha portato alla fornitura dei sistemi di pre-trattamento dell’azienda tedesca ad alcune delle più importanti realtà – sia pubbliche che private – italiane del settore.

I sistemi di pretrattamento ingegnerizzati e interamente prodotti dalla Lohse presentano numerosi vantaggi:

  • Flessibilità: sono adatti per i materiali più disparati, a partire dalla frazione organica del rifiuto solido urbano, verde pubblico e biomasse vegetali, fino alle deiezioni animali, rifiuti alimentari da economie domestiche, rifiuti alimentari confezionati, provenienti da mense o grande distribuzione e rifiuti dell’industria alimentare in generale.
    In particolare:
    • La frazione secca del materiale in ingresso può variare dal 15% dei rifiuti alimentari al 50% di alcune biomasse vegetali, di alcune deiezioni animali e di rifiuti organici preselezionati da economie domestiche.
    • Il processo in continuo a batch consente, aumentando il tempo di residenza del materiale da trattare nel pulperizzatore, la dissoluzione o lo sfibramento anche dei materiali più difficili.
  • Miglioramento delle rese in digestione anaerobica: l’energica azione meccanica esercitata sul materiale da trattare ne determina l’integrale disfacimento. Le ridotte dimensioni del materiale inviato in digestione, aumentando la superficie di contatto disponibile per l’azione batterica, rendono possibile un significativo aumento dell’efficienza e delle rese del processo.
  • La possibilità di trattare materiali in ingresso con dimensione media intorno ai 150mm permette di evitare operazioni preliminari di riduzione di dimensioni (tramite trituratori), con riduzione dei costi di impiantistica e delle operazioni.
  • La pulperizzazione e la rimozione delle impurità sono parti del processo implementate in due fasi distinte, con macchine ottimizzate per lo specifico compito: l’Hydropulper e il Multisorter
  • Le contaminazioni pesanti (sassi, ghiaia, metallo, ceramica, batterie, ecc.)  sono eliminate nell’Hydrupulper, che agisce da vasca di flottazione. Questo protegge macchinari e pompe a valle.
  • I materiali leggeri (accoppiati, film in plastiche, tessili, ecc.), in generale non subiscono alcun effetto all’azione dell’Hydropulper. Mantenendo la stessa dimensione che avevano all’ingresso nel sistema, la loro cattura da parte del sistema Multisorter risulta facilitata. Questo minimizza il tenore di impurità/contaminazioni nel digestore e premette di evitare la formazione di strati flottanti di impurità.

pretrattamento FORSU

Descrizione del processo

In seguito alla separazione del rifiuto tal quale, ottenuta per mezzo delle linee di separazione secco – umido, il sottovaglio viene raccolto da un sistema di nastrotrasportatori posizionato sotto il vaglio. Esso, passando per un separatore magnetico, invia il materiale al sistema di carico degli hydropulper, nel quale si realizza una separazione delle diverse frazioni presenti nel rifiuto, selezionando una sospensione organica “pulita”, da conferire alla digestione anaerobica.

L’hydropulper è un’ apparecchiatura dedicata alla selezione di rifiuti eterogenei o delle miscele di due o più rifiuti diversi. La selezione effettuata è ad umido, cioè si avvale della diluizione con acqua. Essa si compie nei due stadi che compongono il sistema (hydropulper e multisorter) e viene attuata attraverso due processi distinti:

  • Nell’Hydropulper: dispersione e dissoluzione delle frazioni organiche in acqua mediante agitazione meccanica. Tale meccanismo induce una disgregazione e una contestuale dispersione in soluzione delle frazioni organiche. Separazione gravimetrica, per differenza di peso specifico dei vari materiali. I materiali pesanti, cioè con peso specifico superiore a quello dell’acqua, sono separati per sedimentazione. La sospensione organica e la frazione leggera viene inviata in continuo al separatore multiplo (MS).
  • Nel Multisorter: la frazione leggera viene allontanata mediante flottazione e spinta da coclee, mentre la frazione inerte fine decanta attraversando la maglia del vaglio fisso e viene estratta con coclea. La sostanza organica disciolta in acqua defluisce per gravità.

Materiali trattabili

  • Sottovaglio da selezione meccanica di rifiuti urbani
  • Separazione di plastiche eterogenee (intercettazione di PVC e PET o di PE)
  • Rifiuti agro-alimentari in scatola, banda stagnata o vetro
  • Rifiuti alimentari confezionati (gelati, yogurt, latticini, ecc.)
  • Rifiuto di pulper di cartiera
  • Scarti di legno misto a plastica
  • Rifiuti eterogenei costituiti da materiali pesanti, frazioni leggere e materiali organici.

Capacità di trattamento

Le capacità di trattamento dipendono dal modello di hydropulper, il cui volume può variare da 6 mc sino a 26 mc, e sono in funzione della tipologia del materiale alimentato che richiede tempi differenti di permanenza nell’ hydropulper, determinandone il volume.

Struttura e modalità operative

Il sistema è composto da:

  • Hydropulper
  • Multisorter (separatore multiplo)

HYDROPULPER

L’hydropulper per rifiuti organici è formato da:

  • Serbatoio
  • Rotore di mescolamento
  • Unità di comando
  • Sistema di scarico frazione pesante
  • Trasportatore a coclea per frazione pesante
  • Tubazione di scarico

Serbatoio
Il serbatoio ha forma cilindrica verticale con base e copertura a forma tronco conica. La base del serbatoio è vincolata al bordo del cilindro mediante saldatura altamente resistente. Il coperchio è flangiato sul bordo del cilindro ed è realizzato in materiale ad alta resistenza. Il serbatoio è sorretto da quattro piedi che sono saldati sia alla base, sia ai lati del cono ed appoggiati su una fondazione in calcestruzzo. Il serbatoio è interamente costruito con acciaio inossidabile. Un pozzetto di scarico della frazione pesante è flangiato al centro del cono di base. Il mozzo collegato al rotore è flangiato al centro del coperchio conico, il quale ha anche un’apertura di ispezione con portello a vasistas, un’apertura per l’alimentazione dei rifiuti mediante convogliatore ed altre aperture per l’introduzione di acqua di processo e misurazione mediante sonde. In seguito alla saldatura, le pareti interne ed esterne del serbatoio vengono sabbiate, decapate e successivamente rivestite con una speciale resina. La sospensione di  materiale viene allontanata mediante una tubazione in acciaio inossidabile munita di serranda di scarico, posizionata in corrispondenza della base del serbatoio.

Rotore di mescolamento
Il pretrattamento di rifiuti organici, in particolare rifiuti contenenti materiali di disturbo, può causare problemi agli organi in rotazione. Per questo motivo, il rotore di miscelazione, il cui asse di rotazione coincide con l’asse del serbatoio, è flangiato alla parte sommitale dell’hydropulper. Il rotore ha tre differenti velocità di rotazione e ruota attorno ad un tubo che rappresenta l’asse del rotore. Un disco per la miscelazione, munito di denti, è imbullonato nella parte terminale dell‘albero di rotazione. Il rotore di discioglimento è disegnato in modo tale che i rifiuti organici vengano disgregati e dispersi nella frazione acquosa. La capacità di disciogliere i rifiuti organici in acqua è incrementata grazie alla presenza di deflettori imbullonati sulla parete del serbatoio. Le pale del rotore sono soggette ad usura, per questo motivo i denti imbullonati sulle palette sono sostituibili. La spirale è movimentata tramite una cinghia di trasmissione collegata ad un motore elettrico trifase. Il motore è vincolato mediante dei morsetti ad una staffa di sostegno. La cinghia di trasmissione è protetta da un carter per ragioni di sicurezza.

Unità di comando
Il quadro di comando e di controllo è predisposto per la connessione al PLC dell’intero impianto.

Sistema di scarico frazione pesante
I materiali estranei ad elevato peso specifico, quali pietre, vetro, metalli e frammenti di ossa, cadono sul fondo del serbatoio durante il processo di miscelazione. Per rimuovere questi materiali, un pozzetto di accumulo è appositamente saldato al fondo del serbatoio. Il pozzetto ha sezione rettangolare: il flusso può essere interrotto da due valvole, una posizionata sulla parte superiore, una sulla parte inferiore. L’apertura e la chiusura delle valvole è controllabile da due cilindri pneumatici, indipendentemente dall’operazione di processo in corso. Il pozzetto può essere lavato in automatico prima dell’apertura utilizzando acqua introdotta dal fondo del serbatoio mediante un tubo apposito. Il processo di lavaggio può essere osservato mediante due oblò di ispezione incorporati nel pozzetto stesso.

Trasportatore a coclea per frazione pesante
Il trasportatore a coclea convoglia la frazione pesante verso un cassone di raccolta: esso è munito di guide incassate per evitare riflussi d‘acqua. Un contenitore per l’acqua in eccesso è comunicante con la coclea. L’acqua in eccesso estratta dal processo viene filtrata attraverso una griglia posta sul fondo del contenitore e successivamente ricircolato.

Tubazione di scarico
La tubazione di scarico, realizzata in acciaio inossidabile è saldata in corrispondenza del fondo del serbatoio e mette in comunicazione il primo stadio dell’hydropulper al multisorter. Una valvola di scarico serve per regolare la fuoriuscita della sospensione acquosa al termine delle operazioni di mescolamento e di scarico della frazione inerte. Tale serranda di scarico è composta da tre piatti telescopici sovrapponibili, che si muovono verticalmente grazie a due elementi ascensori mossi da un pignone dentato collegato a motore e regolato mediante convertitore di frequenza. La velocità di apertura della serranda può regolare il volume della sospensione contenuta nel pulper in funzione della tipologia dei rifiuti trattati.

MULTISORTER

Il multisorter è composto da:

  • Struttura di contenimento della sospensione.
  • Sistema di separazione delle frazioni leggere mediante vaglio.
  • Trasportatori a coclea per sabbia e materiale vagliato.

Struttura di contenimento della sospensione
La struttura di contenimento della sospensione è realizzata in acciaio saldato resistente all‘acqua e montata su quattro piedi saldati alla struttura di base, che è annegata in una fondazione di calcestruzzo. Essa rappresenta la carteratura del sistema di selezione vero e proprio, costituito da una vite senza fine e da un vaglio forato. Il vaglio di separazione poggia su quattro molle di compressione messe in movimento da un motore collegato ad albero eccentrico e montate su travi incrociate.

Sistema di separazione delle frazione leggere mediate vaglio
La sospensione grezza proveniente dal pulper è alimentata nel separatore nel modo più uniforme possibile sulla superficie di vagliatura. La separazione delle frazioni leggere avviene mediante il frizionamento esercitato da una vite senza fine contro una lamiera forata circolare che permette il passaggio delle frazione organica e delle frazioni più fini, trattenendo le frazioni più grossolane. Il materiale di maggiore dimensione è fatto avanzare mediante la vite senza fine fino allo scarico, posizionato in corrispondenza della parete di chiusura posteriore del multisorter.
Il pannello di vagliatura è parzialmente immerso nella sospensione. Il movimento del vaglio crea un cuscino d‘aria al di sotto della superficie vagliante. L‘aria intrappolata sotto il vaglio viene dissipata attraverso le maglie, consentendo la rimozione dei materiali trattenuti dal pannello forato. Questo cuscino d’aria ed il movimento oscillante del vaglio trasportano automaticamente il materiale estraneo verso il punto di scarico.
La parte sporgente del vaglio ha una tubazione per spruzzare acqua, necessaria per dilavare i materiale separati dalle fibre o da sospensioni ancora presenti. L‘acqua spruzzata sulla zona di vaglio in emersione rappresenta un ulteriore lavaggio per i materiali estranei. Una paratoia integrata nella struttura è usata per regolare il livello della sospensione
uscente dal sistema. La sospensione che stramazza dalla paratoia è allontanata al trattamento successivo (digestione).

Trasportatori a coclea per sabbia e materiale vagliato
I trasportatori a coclea orizzontali ed inclinati per la sabbia sono installati sul fondo della zona di decantazione della sospensione acquosa. Le particelle pesanti contenute nella sospensione decantano in corrispondenza della coclea orizzontale, che convoglia il materiale ad una successiva coclea inclinata e quindi ad un container fornito dal committente. Lo scarico del materiale leggero avviene mediante coclea convogliatrice, che raccoglie i materiali plastici, tessili e quant’altro sia estraneo alla sospensione organica, dalla sezione di estrazione del multisorter alla pressa di allontanamento dell’acqua in eccesso.