IT8268294A1

IT8268294A1 - Procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico e fertilizzante ottenuto con tale procedimento

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Publication number: IT8268294A1
Application number: ITTO1982A068294A
Authority: IT
Original assignee: Ipla St Per Le Piante Da Legno E Lambiente S P A
Priority date: 1982-11-05
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-05-05
Also published as: EP0112996A2; IT8268294A0; EP0112996B1; ATE27260T1; EP0112996A3; IT1156543B; DE3371625D1

Description

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D E S C R I Z I O

dell 'invenzione industriai r?Ll

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"Procedimento per la f abb ri c a z??%??i'.-??nf f er ti li z -zante agricolo organico e fertilizzante ottenuto

con tale procedimento" .

di IFLA - ISTITUTO PER LE PIANTE DA LEGNO E L'AM-BIENTE, s.p.A., di nazionalit? italiana,

a 10132 TORINO, Corso Casale, 476 -Inventore: Roberto JODICE

Depositata il - 5 NOV. 1382 Domanda n? . 68294 A/82

RIASSUNTO '? Il procedimento prevede la trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza industrija le e civile mediante fermentazione spontanea, in cu muli (2), di una massa (1) costituita da tali fanghi e da un supporto meccani co di frammenti lignei in scaglia di elevata resistenza all'attacco biologico.

I cumuli vengono periodicamente rivoltati per arieggiare la massa e sono di dimensioni tali che, median_ te i rivo It amen ti si mantiene una f ermentazione mi croaerobica con contenuto di ossigeno al centro d?i/^> cumuli compreso tra lo 0,1 e lo 0,5%. Dopo circa 60'V? giorni di fermentazione la massa viene vagliata in modo da separare due componenti, l'uno costituito

dal fertilizzante e l'altro dal supporto meccanico di frammenti lignei che vengono ricircolati in testa al processo come inoculo biologico per la fermentazione.

(Figura 2).

La presente invenzione ? relativa ad.un procedi' mento per la fabbricaz?one di un fertilizzante agricolo organico mediante .trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza sia civile che industriale. Essa ? inoltre relativa ad un fertiliz zante agricolo ottenuto con tale procedimento.

te E1 noto che in numerose industrie, quali quella ? tessile, casearia, dolciaria, conciaria e farmaceu-1 tica, vengono eseguite lavorazioni che danno origine a fanghi organici, che costituiscono un residuo il delle lavorazioni stesse oppure degli impianti di purificazione delle acque industriali. Anche gli im pianti civili, in particolare gli impianti di depurazione di -acque reflue mediante depuratori biologici, producono una notevole mole di fanghi organici residui che non possono essere in alcun modo utiliz zati. Lo smaltimento di tali fanghi residui organici industriali e civili costituisce un grave problema in quanto essi risultano spesso inquinanti e possono essere carichi di germi patogeni e di parassiti.

Per risolvere tale problema ? noto un processo statunitense che esegue una fermentazione aerobica

dei fanghi mediante ventilazione forzata. I fanghi vengono ammucchiati su griglie sotto le quali sono disposti ventilatori, che costringono l'aria ad attraversare i cumuli. Tale processo presenta per?

gravi inconvenienti, il primo dei quali ? un costo energetico ed economico inaccettabile, a causa della necessit? di mantenere continuamente in funzione, per settimane, i ventilatori. Inoltre tale processo porta ad una ossigenazione eccessiva della massa,pari o superiore al 5??, provocando l'ossidazione e la conseguente distruzione della maggior parte della * sostanza organica contenuta nei fanghi. Al termine

di tale processo si ottiene con bassa resa un resi-3r*< duo, che pu? essere utilizzato come fertilizzante,ma die presenta scarse propriet? agronomiche. Infine l'aria che attraversa i cumuli in fermentazione si carica di prodotti gassosi inquinanti e quindi deve essere depurata prima dello scarico, con costi aggiuntivi elevati.

Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione biologica di fanghi residui organici civili ed ind?striali privo degli inconvenienti descritti'. In particolare si vuole ottenere un procedimento economico, con scarso dispendio energetico, di relativa mente breve durata, e che sia capace di portare alla trasformazione di qualsiasi Tango organico senza inquinamenti ambientali e con la completa distruzione di eventuali cermi patogeni?, fornendo nel contempo, ?

. un fertilizzante organico di elevate caratteristiche agronomiche.

Il suddetto scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad un procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante ? trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza industri ale e civile, caratterizzato dal fatto di comprendere in successione:

- una prima fase, nella quale i detti fanghi ven gono mescolati intimamente ad un supporto meccanico costituito da frammenti lignei in scaglia di legni presentanti una elevata resistenza all'attacco biologico, e ad un inoculo biologico opportuno, il rapporto in volume tra i detti fanghi ed i detti frammenti lignei in scaglia essendo pari o leggermente inferiore all'unit?;

- una seconda fase di f ermentazione spontanea

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della massa ottenuta med a prima fase, la detta massa venendo di^????l^????iTiuli di dimensioni prefissate , i quali sono ricoverati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, la detta massa venendo periodicamente arieggiata mediante rivoltamento dei detti cu muli , le dimensioni di questi ultimi e la frequenz a dei rivoltamenti essendo tali da comportare una fermentazione microaerobica della massa , il contenuto di ossigeno della massa, misurato al centro di ciascun cumulo tra due ri volt amen ti successivi rimanendo compreso tra lo 0 , 1 % e lo 0 , 5% ; e

- una terza fase di vagliatura della massa fer-? mentata in modo da separarla in due componenti , uno costituito dal detto fertilizzante agricolo organico e l ' altro costituito dal detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia , la detta terza fase vevendo eseguita dopo circa 60 giorni dall ' inizio della detta seconda f ase, quando la temperatura della massa in f ermentazione si stabi lizza su un valore ? imi costante compreso tra circa 30 e 35?C .

La presente invenzione ? inoltre relativa ad un fertilizzante organico per la concimazione di terreni , caratterizzato dal fatto di presentare la segueii te composizione analitica espressa, tranne 1 ' umi dit? , sulla sostanza secca:

min max Umidit? % 35 50 pK 6 8 Ceneri % 60 Materia organica % 40

Azoto totale % 2 5 Fosforo totale % 1 3 K % 0,1

Humus totale % 4 8 Acidi umici % su humus totale 60

Acidi fulvici 40 Fb ppm 500 Ni ppm 200 Cr ppm 500 Cd ppm 10 Cu ppm 1000 Zn ppm 2500 Mn ppm 1 000 Fe % 5 Fer una migliore comprensione della presente in venzione viene ora data una descrizione non limitativa di un suo esempio di realizzazione con rifj5 rimento al disegno allegato, nel quale:

la figura 1 illustra un diagramma qualitativo del l'andamento della temperatura della massa in fermen tazione; e

la figura 2 illustra una operazione del procedimento dell'invenzione.

Con riferimento alla figura 2 il procedimento de_l l'invenzione prevede la trasformazione bilogica dei fanghi mediante la fermentazione spontanea di una mas sa 1 costituita dai fanghi e da un supporto meccanico adeguato di natura biocompatibile con i microorganismi responsabili della fermantazione', La massa 1 viene raccolta in cumuli 2 di dimensioni prefissate ricove \? rati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, per esempio su una piazzuola asfaltata situata all'aperto e coperta mediante una tettoia.

Secondo l'invenzione la massa 1 viene arieggiata mediante dei rivoltamenti periodici di ciascun cumulo 2 effettuati con mezzi meccanici opportuni, paresempio con una rivo?tatrice 3 a nastro (oppure a fresa), la quale viene fatta avanzare in direzione della freccia contro il cumulo 2 in modo da sbriciolarlo e quindi riformarlo immediatamente a valle della rivo?tatrice 3. In tal modo al termine del ri voltamento il cumulo 2 risulta traslato in direzione opposta a quella dell1avanzamento della rivoltatrice 3 di una quantit? prefi ssata . Le di mensioni dei cumuli 2 devono essere le seguenti : lunghezza maggiore o uguale a 10 m; larghezza maggiore o uguale a 3 m; e altezza compresa tra 2? e 4 m. Il suppor to meccanico ? costituito , secondo l'invenzione, da frammenti lignei in scaglia {"chips" ) di legni duri e/o resinosi , presentanti perci? alto contenutoi percentuale)? di lignina e quindi elevata resistenza all ' attacco biologico , i quali vengono mescolati ai fanghi in ragione del 50 /? o poco pi? , in volume, ed i quali devono presentare le seguenti dimensioni : lunghezza superiore a 5 cm; larghezza di circa 3 cm; e spessore di circa 0 , 5 cmi. I l processo di fermentazione della massa 1 deve durare circa 60 giorni e viene interrotto quando la temperatura della massa 1 , misurata al centro del cumulo 2, si stabilizza su un valore costante compreso tra 30 e 35?C. Fer cttje nere la completa distruzione degli eventuali parassiti e germi patogeni contenuti nei f anghi senza di struz i one per ossidazione della sostanza organica contenuta negli stessi , si ? sorprendentemente trovato , dopo anni di studi sperimentali , che la fermen tazione deve essere condotta in condizioni microaero? biche, mantenendo l 'umidit? della massa 1 pari o al disotto del 50/?; pertanto il contenuto di ossigeno astisi ?

t?l .

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della massa 1 , misurato al centr 2 tra

un rivo lt amento e il successivo , d??? sempre compreso ira circa lo 0 , 1 % e circa lo 0 , 5% e il con

tenuto di CO^ deve essere compreso tra i l 19 e il

20%. In tali condizioni non si ha l ?insorgere di

f ermentazione anaerobica ed invece si sviluppano

nella massa 1 numerosi microrganismi , comprendenti

tra gli altri attinomiceti e streptomiceti termofili

e varie specie di Coprinus. che trovano adatto supporto sulla superficie dei frammenti lignei in scagli a mescolati ai fanghi . I frammenti conferiscono

inoltre alla massa 1 adeguata porosit? e consistenza ,

In una pref erita forma di attuazione i rivo Itamenti della ma ssa 1 sono tre e vengono effettuati rispettivamente il primo dopo circa 7 giorni dal- . l ?inizio della fermentazione; il secondo dopo circa

1 5 giorni dal pri mo rivolt amento , ed il terzo dopo

circa 20 giorni dal secondo rivoltamento ; la massa

1 si lascia poi riposare in cumuli per almeno altri

1 5 giorni dopo il terzo rivolta mento . In tali condizioni 1? andamento delle temperature della massa 1 , * Ui fogan rilevato sperimenta lmente, ? quello indicato nel

diagramma qualitativo di figura 1 . All ' inizio della

fase di fermentazione la temperatura della massa 1

si porta su valori superiori a 70?C e quindi decre

sce in modo circa sinusoidale smorzato, presentando dei minimi in corrispondenza di ciascun rivoltamento e stabilizzandosi infine intorno ai 30?C dopo il cinquntesimo-cinquantacinquesimo giorno .

Al termine della fermentazione della massa 1 i fanghi di partenza risultano completamente trasformati ed hanno formato un fertilizzante organico contenente anche una certa quantit? della materia organica del supporto costituito dai frammenti lignei in sca glia. Questi ultimi vengono separati dal fertilizzan te cos? ottenuto mediante una operazione di vagliatute ra della massa 1, eseguita per esempio mediante due vagli vibranti disposti in serie, e durante la quale ^ parte dei frammenti lignei viene sbriciolata, a causa delle sollecitazioni meccaniche, e passa a forma * re parte del prodotto finale. Quindi il fertilizzante cos? ottenuto viene stoccato, sfuso oppure insaccato. ?rima dello stoccaggio il prodotto finale pu? essere sottoposto ad essiccazione per portare la

sua umidit? da circa il 50% a circa il 3L5?t.Ci? pu? essere convenientemente realizzato mediante essicca zione termica per combustione di bio-gas, che pu? essere prodotto per via nota a partire da rifiuti organici e/o da una parte degli stessi fanghi residui usati per produrre il fertilizzante. ?'er un cor retto svolgimento del processo sopra descritto i fanghi residui utilizzati come materia prima devono presentare le caratteristiche analitiche medie indicate in tabella I. Tutti i valori indicati in tabella I sono espressi sulla sostanza secca, tranne l'umidit?.

TABELLA I

CARATTERISTICHE ANALITICHE DEI FANGHI

min max Umidit? % 50 65

pH 3,5 8,5 Ceneri % 15 50

?3 Materia organica % 50 85 Azoto totale % 2 9 1 Fosforo totale e /!=> 0,5

li? K % 0.1

Fb ppm 500

Mi ppm 20 G

Cr ppm 500

Cd ppm 10

Cu ppm 1000

Zn ppm 2500

I-in ppm 1000

Fe % 5 Secondo i valori riportati in tabella 1 ri sa 1tano idonei ad essere trattati con il procedimento dell?invenzione i fanghi residui industriali prodojt ti dalle seguenti industrie: tessile, casearia, dol ciaria, conciaria, farmaceutica; ed inoltre i fanghi di citt? (residui degli impianti di depurazione biologica) ed i fanghi di decantazione (provenienti dalla depurazione primaria delle acque destinate agli acquedotti). Fossono essere trattati con il procedimento dell?invenzione anche fanghi che in origine presentano una composizione diversa da quella indicata in tabella I, purch? vengano miscelati tra loro e/o addittivati con residui ligno-cellulosici (per

te esempio fanghi di cartiera) fino a portare la com 3 posizione della miscela di fanghi cos? ottenuta enja tro i valori indicati dalla tabella I.

Piccole aggiunte di residui ligno-cellulosici fun gono comunque da coadiuvante per lo svolgimento della fermentazione, anche quando la composizione dei fanghi ? corretta.

Per assicurarsi-che la fermentazione della massa i proceda in modo tale da ottenere il prodotto finale desiderato non ? solo necessario controllare i parametri di fermentazione {% di ossigeno, % di CG^, temperatura ed umidit?), ma assicurarsi che fin dal. l?inizio la fermentazione venga provocata dallo svi? ?? .

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lupparsi dei microrganismi pi? ada?n?^au^^;?er

j?j '*'* esempio, i miceti termofili prima cS^lS^f^^i/esto scopo, secondo l?invenzione, la massa 1 vr?ne formata mediante una operazione di miscelazione immediatamente precedente alla fase di f erme nt azione

in cumuli 2, durante la quale i fanghi residui, di composizione conforme a quella di tabella I, vengono mescolati intimamente, in modo opportuno , per esempio mediante rivoltai rici o betoniere, con il citato supporto meccanico costituito dai frammenti lignei in scaglia e con un opportuno inoculo biologico. Secondo l'invenzione l?inoculo biologico ? ? costituito da una frazione in peso dei frammenti

i lignei in scaglia di supporto, la quale frazione

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? formata dai frammenti lignei in scaglia separati dal prodotto finale mediante l'operazione di vagliatura della massa 1 al termine della fermentazione, come descritto precedentemente .

Infatti, secondo 1 'invenzione, il procedimento descritto ? ciclico e comprende una fase di ricircolo dei frammenti lignei separati dal fertilizzante mediante la vagliatura della massa 1 fermentata.

Questi vengono ricuperati e riportati in testa a processo, (a monte della operazione di miscelazione) dove vengono mescolati ad altri frammenti lignei freschi ed a nuovi fanghi, innescando in questi ultimi la fermentazione. E1 infatti chiaro che i "chips" separati dal prodotto finale ai termine de.1 la fermentazione sono carichi di colonie di micror ganismi ben sviluppati ed attivi. Pertanto mescolan do tali "chips" con fanghi freschi si produce un immediato attacco di questi ultimi. Inoltre si ? sorprendentemente trovato che i microrganismi portati dai "chips" sono in grado di stroncare sul nascere l'eventuale sviluppo di microrganismi indesiderati .

In sostanza i frapimenti lign?i o "chips" vengono utilizzati, oltre che come supporto meccanico, in modo analogo ad un catalizzatore,che terminata la reazione viene separato dal prodotto finale per essere riutilizzato per convertire una nuova quanti. t? di prodotto iniziale. Come detto precedentemente, durante il procedimento dell'invenzione i frammenti? lign?i in scaglia subiscono una perdita di materia organica, che viene aevuolita per attacco biologico e sbriciolamento meccanico del legno, e che passa nei fanghi in fermentazione e nel prodotto finale. Tale perdita ? pari a circa 1/4 del peso iniziale dei frammenti lignei. di supporto. Pertanto ai frammenti che vengono riciclati in testa al processo occorre aggiungere dei frammenti freschi per compen sare la perdita. Quindi il supporto meccanico che si aggiunge ai fanghi; per formare la massa 1 deve avere la seguente composizione in peso:

- 1/4 di frammenti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di piante lignee (per esempio mediante t rucciolat rici a dischi muniti- di lame);

- 3/4 di frammenti lignei in scaglia provenienti dal supporto meccanico di una massa 1 ,che ha gi? fermentato e che sono stati separati dal prodotto finale della demolizione dei ranchi mediante vaglia tura

Le caratteristiche analitiche del fertilizzante che si ottiene - con il procedimento descritto, a par tire da fanghi di composizione secondo la tabella I, sono riportate nelle tabelle II e III, deve tutti 1 valori j tranne l'umidit?, sono espressi sulla, sostanza secca.

TAEELLA II

CARATTERI STICHE ANALITI CHE DEL PRODOTTO OTTENUTO

min max

Umidit? % 35 50

pH 6 8

Ceneri % - 60

Materia organica % 40

Azoto totale % 2 5

Fosforo totale % 1 3

?% o,

Humus totale % 4

Acidi umici % su humus totale 60

Acidi fu Ivi ci " 40

Fb ppm 500

Ni ppm 200

Or ppm 500

Cd ppm 10 4 Cu ppm 1000

Zn ppm 2500

lin ppm 1000

5

TABELLA III

DISTEIBUZIoNfi DSL 3 SOSTANZE UNICHE IN FRAZIONI A DT :

VERSA MASSA MOLECOLARE

min max Massa molecolare <. 5.000 (% su humus totale): 25

5.000-10.000 (% su h umu s totale): 3Q 40 10 .000-1 00 . 000 (:% su h u mu s totale): 5 20 ?> 100. 000 (% su humus totale): 15 40 al ***'

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?.*'$ :

Il fertilizzante organici^ con il procedimento descritto si presenta OtKJgeneo ed incorporato nel terreno ne aumenta i l vo lume e la porosit?.

Numerose prove di concimazione esegui te in terreni di culture agricole ed in vivai hanno dimostrato che e_s so presenta buone caratteristiche agronomiche genera li . Esso risulta inoltre particolarmente ricco di

azoto e di s ali di ferro e presenta un contenuto in. ri umus di elevata massa molecolare, e

quindi sufficiente ad aumentare i l potere d i scambi o dei terreni concimati in misura tale da garan a '? tire una completa utili zzazione dell ' azoto presente nel colici me.

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6?

. Il concime ottenuto con i l procedimento descritto risulta privo di parassiti e/o germi patogeni , e viceversa ? ricco di microrganismi adatti a favorire lo svi luppo delle col tu re.. 3sso contiene inoltre sostanze organiche si mi li in composi zione e quantit? a quelle normalmen presenti in terreni fertili e garantisce quindi un conci mazione "naturale" prestandosi a rigenerare ter reni sterili . I l procedimento dell'invenzione permei: te pertanto di ottenere un nuovo e pregiato concime organico e nel contempo di ri solvere economicamente e senza dispendio energetico il problema dello smaltimento dei fanghi organici residui sia civili che industriali , senza inquinamenti e danni per l ' ambiente,

Viene ora descritto un esempio di preparazione

del concime organico secondo 1 'invenzione.

450 quintali di fanghi di composizione media secondo quanto indicato in tabella I e di densit? pari a 10 ql/m vengono mescolati con

1 35 quintali di frammenti lignei in scaglia di legni di ? <3 lat ifogl ie di densit? compresa tra 3 e 3, 2 quintali/m ; i suddetti frammenti lignei ri sultano cos? suddivisi :

34 quintali di trucioli freschi , che vengono ricavati per trinciatura di tronchi medi ante fresa rotante; e

101 quintali di frammenti l?gnei in scagl ia ( trucioli ) di ricic lo , che sono stati sepa rati mediante vaoliatura da 480 quintali di un prodot io di fermentazione avente le caratteri stiche indicate i n tabel le I I e I II ed ottenuto con il procedimento dell' inve n zi orte .

Si ottiene una massa di 585 quintali , che viene posta a fermentare in una piazzuola aperta sotto una tettoia, raccolta in un cumulo sostanzialmente parallelepipedo di dimensioni pari a m 10 x 3 x 3. Gi? dopo 1 giorno la temperatura della massa al centro del cumulo si porta ad oltre 4C?C per toccare i 75?C al quarto giorno. Dopo sette giorni la massa viene rivoltata con una rivoltatrice a nastro e la temperatura scende a 4G?C per risalire a 55?C -entro altri otto giorni. Il contenuto di ossigeno al centro del cumulo ? dello G,3%. Al ventunesimo giorno si opera un secondo rivoltamento, essendo la temperatura scesa a 35?C. Essa risale successivamente a 50?C, mentre l'umidit? oscilla tra il 45% e il 50%, e scende a 32?C prima del terzo rivoltamelito, eseguito dopo 6 settimane dall'inizio della fermentazione'. Quindi la temperatura risale a 40?C e quindi scende spontaneamente per stabilizzarsi, tra il cinquantacinquesimo e il sessantesimo giorno a 3C?C. Dopo 50 giorni la fermentazione ? completa, la massa viene vagliata separando due frazioni composte la prima da ?00 quintali di trucioli lignei,che vengono raccolti e utilizzati per fermentare altri fanghi, e la seconda da 405 quintali di un prodotto presentante le seguenti caratteristiche (espresse, tranne l'umidit?, sul prodotto secco).

Umidit? : 46% PH

Ceneri 40% humus totale 7

Materia organica 55% acidi umici 70%

Ferro 4% acidi fuIvici 30%

R i v e n d i c a z i o n i

1.- Procedimento per la fabbricazione di'un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza industriale e civile, caratterizzato dal fatto di comprendere in successione:

- una prima fase, nella quale i detti fanghi ven gono mescolati intimamente ad un supporto meccanico

? costituito da frammenti lignei in scaglia di legni A presentanti una elevata resistenza all?attacco biologico, e ad un inoculo biologico opportuno, il rap-G4** porto in volume tra i detti fanghi ed i detti fram aB

menti lignei in scaglia essendo pari o leggermente inferiore all'unit?;

- una seconda fase di fermentazione spontanea della massa (1) ottenuta mediante la detta prima fa se, la detta massa venendo disposta in cumuli (2) di dimensioni prefissate, i quali sono ricoverati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, la detta massa (1) venendo periodicamente arieggiata mediante rivolta

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mento dei detti cumuli (2), di questi ultimi e la frequenza dei rivoltamenti essendo tali da comportare una fermentazione microaerobica della massa (1), il contenuto di ossigeno della massa, misurato al centro di ciascun cumulo (2) tra due rivo!, tamenti successivi rimanendo compreso tra lo 0,1% e lo 0 , 5 % ; e

- una terza fase di vagliatura della massa (1) fermentata in modo da separarla in due componenti, uno costituito dal detto fertilizzante agricolo organico e l?altro costituito dal detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta ter-* za fase venendo eseguita dopo circa 60 giorni dal-? l'inizio della detta seconda fase, quando la tempe- ^ natura della massa (?) in fermentazione si stabilizza su un valore costante compreso tra circa 30 e 35?C.

2.- Irocedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere u; ?B cu arse di ricircolo dei detti frammenti lignei in scaglia, separati dal detto fertilizzante mediante la detta terza fase, in testa alla detta prima fase, il detto inoculo biologico opportuno essendo costi tuito da una frazione in peso del detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta frazione essendo formata dai frammenti lignei in scaglia separati dal detto fertilizzante durante la detta terza fase e ricircolati mediante la detta quarta fase.

3.- Procedi mento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto supporto meccanico ha ,all ' inizio della detta prima fase, la seguente composizione in peso:

- 1/4 di frammenti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di piante lignee;

- 3/4 di frammenti lignei in scaglia costituiti

te dalla detta frazione in peso separata mediante la .<? detta terza fase e ricircolata mediante la detta ? a quarta fase; il detto supporto meccanico subendo durante le dette seconda e terza fase un attacco ?5 biologico e meccanico, che comporta ima perdita in peso di materia organica pari a circa 1/4, la materia organica persa dal detto supporto meccanico passando prima nei detti fanghi in f erment azione

e poi nel detto fertilizzante.

4.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti frammenti lignei in scaglia sono ricavati da legni duri e/o resinosi, contenenti una alta percentuale di lignina, e presentano le seguenti dimensioni:

- spessore di circa 0,5 centimetri

- larghezza di circa 3 centimetri

- lunghezza superiore a 5 centimetri.

5.+ Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti fanghi residui organici comprendono residui lignocellulosici e presentano le seguenti caratteristiche analitiche espresse, tranne l'umidit?, sulla sostanza secca:

min max

Umidit? % 50 85

pH 3,5 8,5

Ceneri % 15 50

l'ateria organica % 50 Q3 Azoto totale % 2 6? Fosforo totale % 0,5

y K 0.1

Fb ppm 2 Ju

Ni ppm i;uu

Cr ppm 50O

Cd ppm 10

Cu ppm 1 000

Zn Ppm 2500

Mi ppm 1 000

Fe % 5

6'.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta seconda fase comprende le seguenti operazioni :

- formazione di una pluralit? dei detti cumuli (2) aventi altezza compresa tra circa 2 e 4 m, lunghezza superiore o pari a 10 m e larghezza superiore o

pari a 3 m;

- un primo rivo Ita mento dei detti cumuli (2) dopo circa 7 giorni dall?inizio della detta seconda fase;

- un secondo ri voltamento dei detti cumuli (2) dopo circa 15 giorni dal primo ri voltamento ;

- un terzo ri voltamento dei detti cumuli (2) dopo circa 20 aiorni dal secondo rivo lt amento ; e '?

*5 - riposo della detta massa (1) in fermentazione Z in cumuli (2) per almeno altri 15 giorni dal terzo ^ rivo 11 amen t o .

7.- Procedimento secondo una delle rivendicazioni p^recedenti, caratterizzato dal fatto d? comprendere 'una quinta fase di essiccazione del detto fertilizzante ottenuto dopo la detta terza fase, per portare l?umidit? di quest'ultimo da circa il 50%

a circa il 35%.

G.- Fertilizzante agricolo organico per la conci inazione di terreni, caratterizzato dal fatto di presentare la seguente composizione analitica espresut -?w?' -s? a. voi

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sa, tranne l 'umidit?, sulla so?i?j

max Umidit? % 50

pH 6 8 Ceneri % 60 Materia organica % 40

Azoto totale % 2 5 Fosforo totale % 1 3

K % 0 , 1

Humus totale % 4 8 Aci di umici % su burnus totale 60

Acidi fu Ivi ci " " 11 40

Fb ppm 5GC

? Ni ppm 200

qS Cr ppm " SCO

?B Cd ppm 1 G

Cu ppm - 1 LJGG

Zn ppm 250G

Fin ppim - 1 uCC

Fe % - 5

9. - Fertilizzante agricolo secondo la rivendicazione 8 , caratterizzato dal fatto che le sostanze umiche contenute in esso presentano la seguente distribuzione in frazioni a diversa massa mole

colare :

min max

Massa molecolare < 5.000 {% su humus totale) : 25

5'. ?00-1 0 . 000 (% su humus totale ) : 30 40 10.000-100.000 (% su humus totale ) : 5 20

>.100.000 ( % su humus totale) : 15 40

10.- Fertilizzante agricolo secondo una delle rivendicazioni 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere pr? o

dotti di trasformazione biologica di fanghi residui orga-V

nici , essendo stato prodotto mediante il procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7.

11. - Procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico e fertilizzante ottenuto con tale procedimento, secondo quanto descritto con riferimen- Q5 li to ai disegni allegati .

P - i I PLA - ISTITUTO PER LE PIANTE DA LEGNO E L'AMBIENTE S.p.A.

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con tale procedimento".

di IFLA - ISTITUTO PER LE PIANTE DA LEGNO E L ?AM-BIENTE, 3.P.A. , di nazionalit? italiana,

a 10132 TORINO, corso Casale, 476 -Inventore : Roberto J0D1CE

Depositata il - ^ ^ ? \J jo82 Domanda n 68294 ?/82

RIASSUNTO

? '? Il procedimento prevede la trasformazione biologica ^ di f anobi residui ora ani ci di provenienza industri a ??

Q5 ; ivi le mediante fe rmen t&z io n e spontanea, in cu i nuli {?_), ai imo massa ( i ) costituita da tali

e da uri su. pi orto co frani, poti li cn ei

scaglia di elevata resi si c-nza all1 attorco biologico.

I cumuli ??????? ?;? n ?.??': te rivoltati rar e rica -arare la mosso e sono de GVICISJ OH tali (ire, uearan te i rito ita menti , si mantiene una fermenta zi evie ?o?ai' croaeroMca con contenuto di ossigeno al centro dei cumuli compreso tra lo 0 , 1 e lo 0,5/=. Dopo circa 60\?^4^./ si/Olt+V giorni di ferment azione la massa viene vagliata in

modo da separare due componenti, l'uno costituito

1

(Figura 2).

La presente invenzione ? relativa ad un procedi mento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante .trasformazione biologica di fan ahi residui organici di provenienza sia civile che industriale. 3ssa ? inoltre relativa ad un fertiliz zante agricolo ottenuto con tale procedimento .

S1 noto che in numerose industrie, quali quella tessile, casearia, dolciaria, conciaria e farmaceu 1

*a? tica, vengono eseguite lavorazioni che danno origine a fanghi organici, che costituiscono un residuo celle lavo raziioni stesse oppure degli impianti di

puri fica zione celle acque industriali . Anche g li ira

"p ?. t ti C I VJ. i r1 , in p arti colare g li rum an tr m. . ispu.? ragione di acque reflue mediante depuratori bitilogici, producono una notevole mola di fanghi orna !i.ci residui che non possono essere in alcun ir do uh;iIiz zati. Lo smaltimento di tali fanobi residui or janici industriali e civili costituisce un grave problema in quanto essi risultano spesso inquinanti e possono essere carichi di aermi patogeni e di parassiti.

Per risolvere tale problema ? noto un processo statunitense che esegue una fermentazione aerobica dei fanghi mediante ventilazione forzata. I fanghi vengono ammucchiati su griglie sotto le quali sono disposti ventilatori, che costringono l'aria ad attraversare i cumuli. Tale processo presenta per? gravi inconvenienti, il primo dei quali ? un costo energetico ed economico inaccettabile, a causa della necessit? di mantenere continuamente in funzione, per settimane, i ventilatori. Inoltre tale processo porta ad ima ossigenazione eccessiva della massa, pa-IP

ri o superiore al 5%, provocando l'ossidazione e la "3 conseguente distruzione della maggior parte della sostanza organica contenuta nei fanghi . Al termine di tale processo si otti evie con bassa .resa un residuo , che pu? essere utilizzato come fertili zzante , ma die presenta scarse propri et? agronomi che . I nf ine l'aria che attraversa i cumuli in feri 'onta zi ore si carica ai precotti gessosi 2 non;? tanti e qui. n di deve essere 0 epura sa prima ed. LO scarico, con costi aggiuntivi elevati.

Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un pr? c e di mento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione biologica di fanghi residui organici civili ed indu-3 striali privo degli inconvenien ti descritti. In particolare si vuole ottenere un procedimento economico, con scarso dispendio energetico, di relativa mente breve durata, e che sia capace di portare alla trasformazione di qualsiasi fango organico senza inquinamenti ambientali e con la completa distruzione di eventuali cermi patogeni, fornendo nel contempo,

un fertilizzante org?nico di elevate caratteristiche agronomiche.

Il suddetto scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad un procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo Organico mediante trasformazione biologica di fanghi

a residui oro anici di provenienza industriale e civile, caratterizzato dal fatto di compre?!nere in successi ore

na t-rinu iJ.a e

cono mescolati intimamente ad un suiporto meccanico costituito da frammenti lignei in scaglia di legni presentanti una elcvaca .rerisronzs aii:ai pacco otologico, e ad un inoculo biologico opportuno, il rapporto in volume tra i detti fanghi ed i detti frammenti lignei in scaglia essendo pari o leggermente inferiore all'unit?;

- una seconda fase di fermentazione spontanea

4 della massa ottenuta medi *?:?? Prima ?a5er la detta massa venendo di ??Ks ?g|SS5|j?i5q?^CVu nuli da da meri sioni prefissate, i quali sono ricoverati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, la detta massa venendo periodicamente arieggiata mediante rivo lt amento dei detti cu muli, le dimensioni di questi ultimi e la frequenza dei ri volt amenti essendo tali da comportare una fermentazione mi croaerobica cella massa, il contenuto di ossigeno della nassa, misurato al centro di ciascun cumulo tra due ri voltamenti successivi rimanendo compreso tra lo C , 1 % e lo 0,5/?-; e 1 - una terza fase di vagliatura della massa Per-? :C:I c ?' c a r n riluco oa sepc?rnrla m due ? ? ? . p? ; ? e .?. ur , uno costituito dal detto fertilizzante agricolo organico ? e 1 ? altro costituito dal detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta terza fase vev evi do eseguite dopo circa 60 giorni dell'inizio della detta seconda fase, quando la te;

i.cre costante compreso tra circa 30 e 35? C.

elativa ad un fertilizzante organico per la concimazione di t e rr e -ni, caratterizzato dal fatto di presentare la seguen te composizione analitica espressa, tranne l'i ; mi di t ? ,

D sulla sostanza secca:

mi n max U mi di t ? % 35 50 pH 6 6 Ceneri % 60 Materia organica % 40

Azoto totale % 2 5 Fosforo totale % 1 3 : ? 0, 1

Humus totale % 4 8 A c i di u mi c i % su h u mu s totale 60 1 t4 3 Acidi fulvi ci " 40 ? ? rb ppm 500 J Q3

Or ptm

Cd i i n 10

I [

rum ?' -?0

w L L-3 ter una mg licre co mi-r-en si on e della presente i 'ri vc-n sione viene ora data una descrizione non limitati va ?i un suo esempio di realizzazione con r:? ite ri mento al disegno allegato, nel quale:

la figura 1 illustra un diagramma qualitativo nel

6 l1 andamento della temperatura della massa in fermen tazione; e

la figura 2 illustra una operazione del procedimento dell 'invenzione .

Con riferimento alla figura 2 il procedimento de_l 1 'invenzione prevede la trasformazione bilogica dei fanghi mediante la fermentazione spontanea di una roa_s sa 1 costituita dai fanghi e da un supporto meccanico 3 ?Segnato ?i natura bioconpatibi le con i microorg anismi responsabili della ferniaritazione , La massa 1 viene raccolta in cumuli. 2 di diniensioni prefissate ricove j rati si riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, per esempio su una <2

Q3 pi essilola asfaltata situata all'aperto e coperta me-? di ante uno tetter?.

Secondo l'invenzione la massa 1 viene arieggiata mediante dei stivoItameriti periodici di ciascun cumulo 2 effettuati con nessi meccanici ovportv-ni, per esempio con una rivo Itatrice 3 a nastro (oppure a ritti) , la i-uZio viene catta avanzare rn <. .a ??;c della freccia contro il cumulo 2 in modo da sbriciolarlo e quindi riformarlo irimediatamen te a valle

della rivoltatrice 3. In tal modo al termine del ri voltamento il cumulo 2 risulta traslato in direzione opposta a quella dell 'avanzamento dell.3 rivolta-7 trice 3 di una quantit? prefissata. Le dimensioni dei cumuli 2 devono essere le seguenti: lunghezza maggiore o uguale a 1C m; larghezza maggiore o uguale a 3 m; e altezza compresa tra 2 e 4 m. il suppor to meccanico ? costituito, secondo l'invenzione, da frammenti lignei in scaglia ("chips") di legni duri e/o resinosi, presentanti perci? alto contenuto ( per -centuple) di li gnin a e quindi elevata resistenza all'attacco biologico, i quali vengono mescolati ai fanghi in ragione del 50% o poco pi?, in volume, ed i quali devono presentare le seguenti dimensioni:

? lunghezza superiore a 5 cm; larghezza di circa 3 cm; '?

1 e spessore di circa 0,5 cm. Il processo di fermenta-Qj zione cella massa 1 deve durare, circa 6C giorni e viene interrotto quando la temperatura della massa ? , misurata al centro del cumulo 2, si stabilizza su un valore costante co rii.? re so tra 30 e 3 5 ? C . Jc-r otte

a r a

siti e g ermi C C t on i ; t n ei hi senza di s t r u z i one per- ossi da zi on e dell a so s t an z a o rg on :i c a contenuta negli stessi, si ? so rp r en den temente trovato, dono anni di studi sperimentali, che la fermen tazione deve essere condotta in condizioni mi ero aerobiche, mantenendo l'umidit? della massa 1 pari o al disotto del 50%; pertanto il contenuto di ossigeno

E

,.,,,?? 1* ??'

1.

???.?

della massa ? , misurato al 2 tra

un ri voltamento e il successivo, de?g> sempre compreso tra circa lo 0,1% e circa lo 0,5% e il con

tenuto di CO^ deve essere compreso tra il 19 e il

20%. In tali condizioni non si ha l'insorgere di

f ermentazione anaerobica ed invece si sviluppano

nella massa 1 numerosi raicrorgani smi , comprendenti

tra gli altri attinomiceti e streptomiceti termofili

e varie specie di Coprinu.s , che trovano adatto supporto sulla superficie dei frammenti lignei in scaglia mescolati ai fanghi. I frammenti conferiscono

inoltre alla massa 1 adeguata porosit? e consistenza. J>9

. 33 In una preferita forma di attuazione i rivoltamenti della nassa 1 sono tre e vengono effettuati

93 rispettivamente il primo dopo circa 7 giorni dal-1 1 i n i zio della f e r ; a en iasione; il se con do dopo circa

15 giorni dal grimo ri vo ita men t o , ed il terzo dopo

circa 20 giorni dal secondo rivo li: amen io ; la massa

1 si lascia poi riposare in cumuli per almeno altri

15 giorni dopo il terzo ri vo 11 a men t o . In tali condizioni 1' andamento delle temperature della massa 1 ,

foffa/ita rilevato sperimentalmente, ? quello indicato nel

diagramma qualitativo di figura 1. All'inizio della

fase di f ermentazione la temperatura della massa 1

si porta su valori superiori a 70?C e quindi decre

sce in modo circa sinusoidale smorzato, presentando dei minimi in corrispondenza di ciascun ri voltamento e stabilizzandosi infine intorno ai 3C?C dopo il cinquntesim.o-cinquantacinquesimo giorno .

Al termine della f ermenta zione della massa 1 i fanghi di partenza risultano completamente trasformati ed hanno formato un fertilizzante organico contenente anche una certa quantit? della materia organica del supporto costituito dai frammenti lignei in sca glia. Questi ultimi vengono separati dal fertili ssan te cosi ottenuto mediante una operazione di vagliatu

?s9 ra cella massa 1 , eseguita per esempio meni ante due vagli vibranti disposti in serie, e durante la quale "3 parte dei frammenti lignei viene sbriciolata, a causa delle sollecitazioni meccaniche, e passa a forma ? re parte del prodotto finale. Quindi il fertilizzante cos? ottenuto viene sboccalo, sfuso oppure insaccato. fri ma dello stoccaggio il prodotto finale pu? essere sottoposto ad <=?? si oc a zi on e per por-tare la

sua umidit? da circa il 5L% a circa il 3,?. Ci? pr? essere convenirmi temer, te realizzato mediante essicca zione termica per combustione di bio-gas, che pu? essere prodotto per via nota a partire da rifiuti organici e/o da una parte degli stessi fanghi residui usati per produrre il fertilizzante. Ter un cor

10 retto svolgimento del processo sopra descritto i fanghi residui utilizzati come materia prima devono presentare le caratteristiche analitiche medie indi cate in tabella I. Tutti i valori indicati in tabel la I sono espressi sulla sostanza secca, tranne l?u mi di t ? .

TABELLA I

CARATTERI STI CHS ANALITICHE DEI FANGHI

mi n ??3?

U mi di t ? % 65

* r 3

ceneri 15 50 V?

? dateria uraanics 50 65 zo to ? O ?? i 0

o3 FosPoro totale % >- .2 I 0. ?

'm

i-:i pjm 2?_??

Cr ?.??? ">?-?0

Cd ?:??;? 10

Cu ?? m 1000

Zn pprn 2500

Mn ppm 100G

X10 /o

Secondo i valori riportati in tabella 1 risu. 1-1 1 tano idonei ad essere trattati con il procedimento dell ' invenzione i fanghi residui industriali prodot:

ti dalle seguenti industrie: tessile, casearia, dolciaria, conciaria, farmaceutica; ed inoltre i fanghi di citt? (residui degli impianti di depurazione biologica) ed i fanghi di decantazione (provenienti dalla depurazione primaria delle acque destinate agl acquedotti). Possono essere trattati con il procedimento dell' invenzione anche fanghi che in origine presentano una composizione diversa da quella indicata in tabella I, purch? vengano miscelati tra loro e/o additti vati con residui li gno-celiulosici (]-er esempio fanghi d? cartiera) fino a portare la com ? posi zione della miscela di fan chi cos? ottenuta entro i valori indicati dalla tabella I. Qj Si fi eco le aggiunte di residui li gno -cellulosi cri fun cono comunque da coadiuvante per lo svolgimento nella f emen la zi ore , anche qu an no la composivo ore dei

?m co:

Ter a ss:? cu r?rsi che la f 'rumi a zi ore dello massa proceda in moda tale da ottenere il prodotto finale desiderato non ? solo necessario controllare i parametri di fermentazione ( % di ossigeno, % ni CO , temperatura ed umidit?), ma assicurarsi che fin dal l 'inizio la f ermentazione venga provocata callo svi -1 2

BO?

?****?? --

lupparsi dei microrganismi pi? ada er esempio, i miceti termofili prima ca*"a-t?; Uz/westo scopo, secondo 11invenzione , la massa 'r 1Wvi?'Wene formata mediante una operazione di miscelazione immediatamente precedente alla fase di fermentazione in cumuli 2 , durante la quale i fanghi residui, di .composizione conforme a quella di tabella 1, vengono mescolati intimamente , in modo opportuno ,per esempio mediante rivoltatrici o betoniere, con il citato supporto meccanico costituito dai frammenti lignei in scaglia e con un opportuno inoculo biolo-1 gico. Secondo l'invenzione l'inoculo biologico ? costituito da una frazione in peso dei frammenti ? lignei :in scaglia di supporto , la quale frazione Q? ? formata dai frammenti lignei in scaglia separati G? dal rro dotto finale mediante l 'operazione di vaa i:er

CC-!^ :=*<

:LI ?,?;

J-O L61 frammenti liCinsi SSPSratl dal fG?'t11iZ'LSiiLG Medi ante la vagliatura nella nassa 1 fermentata.

Oresti vericono ricuperati e riportati in testa als p?Ocesso, (a monte della operazione di miscelazionei dove vencrono mescolati ad altri frammenti lierriei freschi ed a nuovi fanghi, innescando in questi ultimi la fermentazione. ?' infatti chiaro che i "chips" separati dal prodotto finale al termine dol_ la fermev,tazione sono card chi di colo'i-:'.e di micror ganismi ben spriluppati ed attivi. Fertanto mesco Xan do tali "chips" con fanghi freschi si produce un immediato attacco di questi ultimi. Inoltre si ? sor?reudente m.ente trovato che i mierore;anismi portati dai "chips" sono in grado di stroncare sul nascere l'eventuale svi luppo di mierorga.nismi incesiderati .

In sostanza i frammenti lign?i o "chips" vengono utilizzati , oltre che come supporto meccanico, in iodio analogo ad un catalizzatore) che terminata la reazione viene separato dal prc*dotto finale per essere riutilizzato per convertire una nuova quanti, t? cii prodotto iniziale. Come dotto precedentemente, durante ??1 j ente

lim e UO . a

orgenzen, cue v.ore ceno.ijta ]er attacco r:ologjco e sbricroiamente meccanico del legno, e che passa nei fanghi in fermentazi one e nel prodotto finale. Tale perdita ? pari a circa 1/4 del peso iniziale dei frammenti lignei di supporto, Fertanto ai franmenti che vengono riciclati in testa al processo occorre aggiungere dei frammenti freschi per compen sare la perdita. Qui.ndi il supporto meccanico che si aggiunge ai ranghi;per formare la massa 1 deve avere la seguente composizione in peso:

- 1/4 di frammenti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di piante lignee (per esempio mediante trucciolatrioi a dischi rnuniti?di 1ame);

- 3/4 di frammenti lignei in scaglia pr?venien -ti dal supporto meccanico di una massa 1,che ha gi? 4 fermentato e che sono stati separati dal prodotto ? finale della demolizione dei fanghi mediante vaglia tura .

le caratteristiche analitiche del fertilizzante che si ottiene ? ceni il procedimen to descritto , a par tire da fanghi di composi zione secondo la tabella I, sono riportate nelle tabelle 11 e Ili, dove tutti i valori , tracine 11umidit?, sono estressi sulla so-SiS 3 S?rCC~,

TABELLA II

CARATTERI STICHE ANALITICHE DEL PRODOTTO OTTENUTO

min max

Umi?i t? % 35 50

??? 6 8

Ceneri % - ou Materia organica % 40

Azoto totale % 2 o Fosforo totale % 1 3

0/ o,1

Humus totale % 4

Acidi umici % su humus totale 6G

Acidi fulvici 40

rb ppm 500

Hi ppm aOG

Cr ppm 500

Cd ppm 10

Cu ppm 1 000

Hn ppm 2500 i M ppm iGGO

Fe % 5

LpJ

rn?n x WasEa molecolare <L 5.000 ;% su humus totale): 25

5.000-10.000 (% su humus totale): CO 40 10.000-100.000(:% su humus totale): 5 20 ?> 100.000 (% su humus totale): 15 10

1 s

??tO *

Il fertilizzante organic?H?S??^J^ con ? proce-??rZiW&'S

di mento descritto si presenta omogeneo ed incorporato nel terreno ne aumenta il volume e la porosit?.

Numerose prove di concimazione eseguite in terreni di culture agricole ed in vivai hanno dimostrato che e_s so presenta buone caratteristiche agronomiche genera li. Esso risulta inoltre particolarmente ricco di

azoto e di sali di ferro e presenta un contenuto in. humus . di elevata massa molecolare, e

quindi sufficiente ad aumentare il potere di scambio dei terreni concimati in misura tale da garantire una completa utili zzazione dell 1 azoto presente nel concime. 3 ? i j r- ri*

L r con erme ottenuto con i :OC5i;j.i:; ;:itO fi e 5 crii. ttO ?1 5U ?. L3 r.f?". VO

j- o c' 3 S ? L J 0 / f> 33? ; P Vi C itV :?: !'? S ? i3 V'iCCO ero ra '-.ni smu a esc ri a n?ro ?LO svi lu.ppo eie 3. '.e colture . 1 s so conti ene ino re sostanze organiche si mi li in composizione e quantit? a quelle normalmen

?-re senti in terreni fertili e garantisce quindi un concimazione "naturale" prestandosi a rigenerare ter reni sterili. Il procedi mento dell'invenzione penne

? 7 te pertanto di ottenere un nuovo e pregiato concime organico e nel contempo di risolvere economicamente e senza dispendio energetico il problema dello smaltimento dei fanghi organici residui sia civili che industriali, senza inquinamenti e danni per l'ambiente,

Viene ora descritto un esempio ai preparazione del concime organico secondo i 1 invenzione .

450 quintali di ranghi di composizione medi a secondo

1 quanto indicato in tabella I e di densit? pari a l P 3 s> 10 ql/mJ vengono mescolati con 1 135 quintali di frammenti lignei in scaglia di legni di .latifoglie di densit? compresa tra 3 e 5,2 qui Tii a li /trd ; i su d?e t ti ramenti xiqnei risultano cos? su d divi si :

34 quintali di trucioli freschi , che vengono ricava

"LJ. "???' L C i Ti CJ. u \??? ? Gl L ?? J?? i?1:! i:.\v (C'x r ;j Y? .f j?O S ~'? 'CO ?

v p ? p.

i) di ricic lo , elle sono stati sepa rati mediante va oliatura da 4?0 quintali di un prodotto ci ferme tazione avente le caratteristiche indicate in tabelle II e III ed ottenuto con il procedimento dell1 inven zi otre ,

Si ottiene una massa di 555 quintali, che viene

?? posta a fermentare in una piazzuola aperta sotto una tettoia, raccolta in un cumulo sostanzialmente parallelepipedo di dimensioni pari a m lO x 3 x 3. Gi? dopo 1 giorno la temperatura della massa al centro del cumulo si porta ad oltre 40?C per toccare i 75?C al quarto giorno. Dopo sette giorni la massa viene rivoltata con una rivoltatrice a nasi co e la temperatura scende a 4G?C per risalire a 55QC -entro altri otto giorni. Il contenuto di ossigeno gl centro del cumulo ? dello G,3u. Al ventunesimo giorno si opera un secondo rivolta raen t o essendo la temperatura 1 scesa a 35?C. Essa risale successivamente a 5G?C, mentre 1 'umidit? oscilla tra il 45% e il 5&%, e

o3 scende a 32?C prima del terzo rivolta men t o , esegui i to dopo 6 settimane dall* inizio della fermenta zi 0:0 e .

Qui ??di la temperatura risale a 4C?C e quindi scende spontaneamente per stati li zzarsi , tra il c in qua n tacine nasi no e il ser san te si ! 10 g? orno a 1-i ?' C . nono 60 giorni la f or?! anta non e ? completa, la massa viene vagliata separando due frazioni ccmr-oste la

100 quintali di trucioli lignei , ebe vengono raccolti e utilizzati per fermentare altri fanghi, e la seconda da 4o5 quintali di un prodotto presentante le seguenti caratteristiche (espresse, tranne l'umidit?, sul prodotto secco).

19 Umidit?: 46% pH 7

Ceneri 40% burnus totale 7%

Materia organica 55% acidi umici 70%

Ferro 4% acidi fulvi ci 30%

R i v e n d i c a z i o n i

1.- Procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza industriale e civile, caratterizzato dal fatto d? comprendere in successione:

io costituito da frammenti lignei in scaalia di leoni presentanti una elevata resistenza all'attacco biolo-'J gico, e ad -un inoculo biologico opportuno, il rap-I

porto in volume tra i detti fanghi ed detti frammenti lignei in scaglia essendo rari o leggerne;'; te inferiore all'unit?:

\P.1 c. -???'?? 0."

dell?. ; :^?53 (1) O i: i.r U 1; 3 OjiS

se, la detta nassa veri arido disposta in curai il (t) di ?i men sic?. ii prefissate, i quali ono ricoverati al ri ? aro dalle in te ni ? e r i e i n un 1 u o g o arie g g iato ed a temperatura ambiente, la detta massa (1) venendo periodicamente arieggiata mediante rivoltalo

????????,???

.-ci

Il? IL?-?- -?????^ h.

m?

mento dei detti cumuli (2), 1 di questi ultimi e la frequenza dei rivoltamenti essendo tali

da comportare una fermentazione microaerobica della

massa ( 1 ) , il contenuto di ossigeno della massa, misurato al centro di ciascun cumulo (2) tra due ri voi

t a menti successivi rimanendo compreso tra lo 0,1% e

lo 0,5 % ; e

- una terza fase di vagliatura della massa (1 ) fermentata in modo da separarla in due componenti,

uno costituito dal detto fertilizzante agricolo organi co e l'alt. re costituito dal detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta ter (?3

"i za fase venendo eseguita dopo circa 60 giorni ?al- xS 1 1 ??; ? .o della detta seconda fase, orando la temrea tur a celia massa ( i ) m f o r : mtazion si S? ai

ru CO1: ;o se COVILO ia r

, O i .1' Ci

L'3 ( f .1 Ci CCO-!dJ ?U'?J ?.iC'ii ?iJ o: ? r ??' .' t il l. "?

rulli?., sei?, rati dal detto fertilizzante =?? e: J:; tn Le la

??<((? detta terza fase, in testa alla detta prima fase,

il 'etto inoculo biologico opportuno essendo costi

tuito da una frazione in peso del detto supporto

meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta

frazione essendo fornata dai frammenti pian ci in

21 scaglia separati dal detto fertilizzante durante la detta terza fase e ricircolati mediante la detta quarta fase.

3.- ? recedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto supporti0 meccanico ha ,511 'in?zio della detta prima fase, la seguente composizione in peso:

- ?/4 di .fra pimenti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di piante lignee;

- 3/4 di frammenti l?gnei in scaglia costituiti dalla detta frazione in peso separata mediante la detta terza fase e ricircolata mediante la detta A quarta fase; il detto supporto meccanico subendo Q3 eia r an t e le dette seconda e terza fase un attacco

cco J ogn co e meccanico , eie conio? < Li

ni a ?; o

ornan rea " er a <??.1 otto un vonto ; mecca: uvee

SS in CU x j n

e poi nel detto forti

4. - ? recedi mento secondo una delle r?vend icazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti frammenti lignei in scaglia sono ricavati da 1 egri duri e/o resinosi, contenenti una alta percentuale di lignina, e presentano le seguenti dimensioni:

- spessore di circa 0,5 centimetri

- larghezza di circa 3 centimetri

- lunghezza superiore a 5 centimetri.

5.? Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti fanghi residui organici comprendono residui lignocellulosici e presentano le seguenti caratteri sii -che analitiche espresse, tranne l'umidit?, sulla sostanza secca:

min max

tanidit? 30 35

\? pH 3,5 3,5

Ceneri 5?

.?-LerJa oreanica Q3 r,C ?_O LO '

o sforo tot? c ,5 2

? 1

JJ1 ,'U

rr J?1;1

Cd ppm

Cu ppm ?O0?

2n ppm 1500

Mi ppm 1 L-00

?e % 5

13

6.- Procedimento secondo una delle ri ven die azioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta seconda fase comprende le seguenti operazioni:

- formazione di una pluralit? dei detti cumuli (2) aventi altezza compresa tra circa 2 ? 4 m, lunghezza superiore o pari a 10 m e larghezza superiore o pari a 3 m;

- un primo ri voltamento dei detti cumuli (2) dopo circa 7 giorni dall'inizio della detta seconda fase; - un secondo rivo Ita mento dei detti cumuli (2) dopo circa 1 5 giorni dal primo ri volt amento ;

- un terzo ri voltamento dei detti cumuli (2) uopo circa 20 giorni dal secondo ri voltamento; e

- ri; esc della detta massa (1) in f erment azione in cumuli (2) per almeno altri li giorni dal terzo rivo ?tsmen to .

7 . - r recedimento secondo una delle rivonoicazic -ni precedenti , caratterizzato mal fatto ri comprendere una quinta fase di essiccazione del detto ferii li zzante ottenuto dopo la detta tersa fase, per portare l 'urti dir? di quest'ultimo da circa il 505? a circa il 35%.

u.- Fertilizzante agricolo organico per la conci inazione di terreni , caratterizzato dal fatto di pre s en tare la segu en t e co mpo s i zi o n e an ali t i c a espre 5 -24 riU .. ?r/ ' -;s?M?sy ' 'p.Arxfc??

sa, tranne l'umidit?, sulla sos?#?iz?^

max Umidit? % 50

PH 8 Ceneri % 60 Materia organica % dC

Azoto totale % 2 5 Fosforo totale % 1 3 i- / D 0, ?

Humus totale %

Acidi v< ni ci % su humus totale

.4 cica nuvici

\? I-D f'pm 5^o? vo ?

Oi1

?5 Cd L p m

Cu ???

Zn cpm

pr-m '.u>

Fe %

? . - Fertilizzante agricolo secondo la rivendicazione f, c ara t ieri zzato dal fatto che le sostanze unii. che contenute in esso presentano la seguente distribuzione in frazioni a diversa massa nole-

2-5

S?'S ??<??? j in O.t voi t

D E S C R I Z I O

dell 1 invenzi one industriai

"Frocedi mento per la fabbricaz' f erti li zsante agricolo organico e fertilizzante ottenuto

con tale procedi mento" .

di IFLA - ISTITUTO PER LE PIANTE D? LEGNO E L 1 AM-BIENTE , S . p . A , , di nazionalit? italiana,

a 10132 TORINO, corso Casale, 476 -Inventore: Roberto J0D1CE

T Depositata il ? 5 NOV. vm Domanda n? . 68294 ?/82

RIASSUNTO

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Il procedimento prevede' la trasformazione biologica ^ di fanghi residui organici di provenienza industria 1 le e civile mediante fermentazione spontanea, in cu muli (S) , di una massa (1 ) costituita da tali fanghi e da un supporto meccani co di frammenti lignei in

scag li a di eleva t a resi e lonza all? a tt ecco bri ologaco .

I cumuli vengono peri o di c a nan t e rivoltati per arieggiare la massa e sono di G? non sioni tali che, mediami te i rivo I tementi . si mantiene una fermenta zi one ni,. croaerobica con contenuto di ossigeno al centro dei /?*.<?

? f ?

Ic?

M fc.{* v cumuli compreso tra lo 0,1 e lo 0,5%. Dopo circa 60\j?

fflRV* giorni di fermentazione la massa viene vagliata in

modo da separare due componenti, l'uno costituito

1

(Figura 2).

La presente invenzione ? relativa ad un procedi^ mento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante .trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza sia civile che industriale. Essa ? inoltre relativa ad un fertiliz z-ant? agricolo ottenuto con'tale procedimento.

t? noto che in numerose industrie, quali quella tessile, casearia, dolciaria, conciaria e farmaceuhs tica, vengono eseguite lavorazioni che danno origine a fanghi organici, che costituiscono un residuodelle lavorazioni stesse oppure degli impianti di

purificazion e delle acque industriali. Anche gli im pianti civili, in particolare gli impianti di depurazione di acque reflue mediante depuratori biologici, pr?ducono una notevole noie di fanghi .organici

residui cir? non possono essere in alcun medo utiliz zsti. Lo smaltimento di tali fanghi residui organici industriali e civili costituisce un grave problema in quanto essi risultano spesso inquinanti e possono essere carichi di dermi patogeni e di parassiti.

Per risolvere tale problema ? noto un processo statunitense che esegue una fermentazione aerobica dei fanghi' mediante ventilazione forzata. I fanghi vengono ammucchiati' su griglie sotto le quali sono disposti ventila tori che costringono l'aria ad attraversare i cumuli. Tale processo presenta per?

gravi inconvenienti, il primo dei quali ? un costo energetico ed economico inaccettabile, a causa della necessit? di mantenere continuamente in funzione, per settimane, ? ventilatori . ' Inoltre tale processo porta ad una ossigenazione eccessiva della massa, pa-\? ri o superiore al 5%, provocando 1 'ossidazione e la conseguente distruzione della maggior parte della sostanza organica contenuta nei fanghi. Al termi ne di tale processo si ottiene con bassa resa un resi-

??>,? r. duo, che pu? essere utilizzato come fertili zzan te , ma elle presenta scarse propr iet? agronomi che. Infine l'.aria che attraversa i cumuli in f or-menta zi on e si carica di -prodotti gassosi inquinanti e quindi deve essere depurata prima dello scarico, con costi aggiuntivi elevati.

Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione 'biologica di fanghi residui organici civili ed indu-3 striali privo degli inconvenienti descritti. In particolare si vuole ottenere un procedimento economico, con scarso -dispendio energetico, di relativa mente breve durata, e che sia capace di portare alla trasformazione di qualsiasi fango organico senza inquinamenti ambientali e con la completa distruzione di eventuali germi patogeni??, fornendo nel contempo,

_ un fertilizzante organico di elevate caratteristiche agronomiche.

Il suddetto scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa ? relativa ad un procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante ?trasformazione biologica di fanghi t? -a residui organici di provenienza industriale e civile, caratterizzato dal fat.to di comprendere in succes- Qj 4 -lina prima .fase, nella quale i netti .fanghi ven cono mescolati intimamente ad un SUT.porto meccanico costituito da frammenti lignei in 'scaglia di legni presentanti una elevata resistenza all'attacco biologico, e ad un inoculo biologico opportuno.il rapporto in volume tra i detti fanghi ed i detti frammenti lignei in scaglia essendo pari o leggeri..ente inferiore all'unit?;

- una seconda fase di fermentazione spontanea

4 ????;'

MXTRIr,?

Lto???A

VOii I

della massa ottenuta med a prima fase,

la detta massa venendo di :u mu li di di men

sioni prefissate, i quali sono ricoverati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, la detta massa venendo periodicaj mente arieggiata ? mediante ri voltamento dei detti cu

'muli, le dimensioni di questi .ultimi e la frequenza

dei rivoltamenti essendo tali da comportare una fermenta zi one microaerobica della massa, il contenuto i 1 di ossigeno della massa, misurato al centro di ciascun cumulo tra due rivolta men ti successivi rimanendo compreso tra lo 0,1 J-? e lo C,5r-; e

- una terza fase di vagliatura della massa fermentata in modo ria separarla in due co riponenti , uno

<3

- costituito dal detto fertilizzante agricolo organico

f il e l'altro costituito dal detto supporto meccanico di

*

t frammenti lignei in scaglia, la detta terza fase vevendo eseguite dopo circa 60 giorni- dall'inizio della detta seconda fase, quando la temperatura della

messa in fermentazione si stabilizza su uri valore *. uri: Rogante costante compreso tra circa 30 e 35?C.

ha presente invenzione ? inoltre relativa ad un V? fertilizzante organico per la concimazione di terreni, caratterizzato dal fatto di presentare la seguen

te composizione analitica espressa, tranne l'umidit?,

5

sulla sostanza secca:

min max

Umidit? ? 35 50

pH 6 0

Ceneri % 1 60

Materia organica % 40

Azoto totale % 2 5

fosforo totale % 1 3

K % 0,1

Hu mu s totale % 8

Acidi umici % su humus totale ??

Acidi fulvici " " " 40

fb ppm 500

Ni ppm 200

Cr ppm

Cd x p n 10

Cu ppm 1 ooo

Zn ppm 2 5 0

! Hn pom } 0?..? ? I

;? e A . o

rer un a 'ni g li ore co mpren sione della pre s en te in

venzione viene ora data una descrizione non limitativa di un suo esempio di realizzazione con rife

ri mento al disegno allegato, nel quale:

la figura 1 illustra un diagramma qualitativo del

6

l'andamento della temperatura della massa in fermeri

tazione; e

la figura 2 illustra una operazione del procedimento dell ' invenzi one .

Con riferimento alla figura 2 il procedimento dell'invenzione prevede la trasformazione bilogica dei

fanghi mediante la fermentazione spontanea di una mas

sa 1 costituita dai fanghi e da un supporto meccanico

adeguato di natura biocompatibile con i mie reo rg ani smi responsabili della fermentazione', La massa 1 viene

raccolta in cumuli 2 di dimensioni prefissate ricove

rati al riparo dalle intemperie in un luogo arieg->3

giato et? a temperatura ambiente, per esempio su una

Q3 piazzuola asfaltata situata all?aperto e coperta mediante una tettoia. *5

Secondo l 'invenzione la massa 1 viene arieggiata

.mediante dei rivoltamenti perdo ?i. ci di ciascun cumulo 2 effettuati con mezzi meccanici opportuni, per

?

esempio con una r'i-vo ltatrj.ee 3 a nastro (ot-ure a

fresa) , 1 a quale viene Patta avana are in direzione

della freccia contro il cumulo 2 in modo da sbriciolarlo e quindi riformarlo immediatamente a valle

della rivoltatrice 3. In tal modo al termine del ri_

voltamento il cumulo 2 risulta traslato in direzione opposta a quella dell'avanzamento della rivolta-7

trice 3 di una quantit? prefissata. Le dimensioni dei cumuli 2 devono essere le seguenti: lunghezza maggiore o uguale a 1C m; larghezza maggiore o uguale a 3 m; e altezza compresa tra 2 e 4m. il suppor to meccanico ? costituito, secondo l'invenzione, da frammenti.lignei in scaglia {"chips") di legni duri e/o resinosi, presentanti perci? alto contenuto(percentuale) di lignina e quindi elevata resistenza all'attacco biologico, i quali vengono mescolati ai fanghi in ragione dei 5Cm o poco pi?, in volume, ed i quali devono presentare le seguenti dimensioni: lunghezza superiore a 5 cm; larghezza di circa 3 cui; J e 'Spessore di circa 0,5 cm. Il processo di fermenta 4

Qj zione celia massa 1 deve durare circa 6C giorni e viene interrotto quando la temperatura della massa I misurata al centro del cumulo 2, si stabilizza su un valore costante compreso tra 30 e 33?C. Ter otte nere la covrir?Iota distruzione deali eventuali ?ave-ssiti e germi patogeni contenuti nei fanghi -rrze- cii struzione per ossidasiorie de11a sostanza organica contenuta negli stessi, si ? sorprendentemente trovato, dopo anni di studi sperimentali, che la fermen tazicne deve essere condotta in condizioni microaerobiche, mantenendo l'umidit? della massa 1 pari o al disotto del 505=; pertanto il contenuto di ossigeno

C

^?? a*'*'*?* J

QU

u. ?'*'/+ Kit della massa 1 , misurato 2 tra un fi volt amento e il su e sempre compreso tra circa lo 0,1% e circa lo 0,5% e il con tenuto di CO^ deve essere compreso tra il 19 e il.

20%. In tali condizioni non si ha l'insorgere di ermentazione anaerobica ed invece si sviluppano nella massa 1 numerosi microrganismi , comprendenti tra gli altri attinomiceti e streptomiceti termofili e varie specie di Co primi s , che trovano adatto supporto -sulla superficie dei frammenti lignei in scaglia mescolati ai fanghi. I frammenti conferiscono inoltre alla massa 1 adeguata porosit? e consistenza.

? ?? In una preferita forma di attuazione i rivolta- *? .nienti della massa 1 sono tre e vengono effettuati rispetti vanente il primo dopo circa 7 giorni dal f: l'inizio della fermenta sione ; il secondo dopo circa 15 giorni dal primo ri vo ita nen t o t ed il terso dopo circa 10 giorni dal secondo rivo Ita mento; la massa

i s a r e i n c u mu li re r a1 mev

15 giorni dopo il terzo ri volt a mento . In tali cordi cloni l'andamento delle temperature della massa 1, *? Ut rilevato sperimentalmente, ? quello indicato nel diagramma qualitativo di figura 1 , All'inizio della fase di fermentazione la temperatura della massa 1 s? porta su valori superiori a 70?C e quindi decre?sce in modo circa sinusoidale smorzato, presentando dei minimi in corrispondenza di ciascun rivoltamento e stabilizzandosi infine intorno ai 30?C dopo il cinquntesimo-cinquantacinquesimo giorno.

Al termine della fermentazione della massa 1 i fanghi di partenza risultano completamente trasformati ed hanno formato un fertilizzante organico contenente anche una certa quantit? della materia organica del supporto costituito dai frammenti lignei in sca glia. Questi ultimi vengono separati dal fertilizzan te cosi ottenuto mediante una operazione ?i vagliatu?a ra della massa 1, eseguita per esempio mediante due vagli vibranti disposti in serie, e durante la quale parte dei frammenti lignei viene sbriciolata, a cau <3 sa delle sollecitazioni meccaniche, e passa a formare parte del prodotto finale. Quindi il fertilizzante cos? ottenuto viene stoccato, sfuso oppure insaccato, friima cello stoccaggio il pr?dotto finale pu? essere sottoposto ad essiccazione per portare la

sua umidit? da circa il 50% a circa il 3l>?.Ci? pu? essere ccnvenientemente realizzato mediante essicca zione termica per combustione di bio-gas, che pu? essere prodotto per via nota a p-artire da rifiuti organici e/o da una parte degli stessi fanghi residui usati per produrre il fertilizzante. Ter un cor retto svolgimento del processo sopra descritto i fanghi residui utilizzati come materia prima devono presentare le caratteristiche analitiche medie indi cate in tabella I. Tutti i valori indicati in tabel la I sono espressi sulla sostanza secca, tranne l'u midit?.

TABELLA I

CARATTERI STI CHE ANALITICHE DEI FANGHI

man ma x Umidit? % 50 65

?? 3,5 8 , 5 Ceneri % 1 5 J 50 isteria organica % 50 85

a -*zoto iorsie /*> 2 li Q3 fosforo totale % 0, 5

iC 7 0.1

fb 1- F m

Ui ppm

Cr ppm 500

Cd ppm 10

Cu ppin 1000

Zn ppm 2500

i-in ppm _ 1000

Fe % - 5 .

Secondo i valori riportati in tabella 1 ri sul -11 tano idonei ad essere trattati con il procedimento dell 1invenzione i fanghi residui industriali prodot, ti dalle seguenti industrie: tessile, casearia, dol ciaria, conciaria, farmaceutica; ed inoltre i fanghi di citt? (residui degli impianti di depurazione biologica) ed i fanghi di decantazione (provenienti dalla depurazione primaria delle acque destinate agli acquedotti). Possono essere trattati con il procedimento dell 'invenzione anche fanghi che in origine presentano una composizione diversa da quella indicata in tabella I, purch? vengano miscelati tra loro e/o addittivati con residui ligno-cellulosici (per

\P\ esempio fanghi di cartiera) fino a portare la composizione della mi.'.-cela di fanghi cos? ottenuta en * tro i valori indicati dalla tabella I. o3 I-iccole aggiunte di residui ligno-cellulosici fu.n i nono comunque da coadiuvante per lo svolgimento della fermentazione , anche quando la composizi one dei fanghi ? corretta,

?er assicu.farri che la fermentazione del la massa proceda in modo tale da ottenere il prodotto finale desiderato non ? solo necessario controllare i parametri di fermentazione {% di ossigeno, % di CC>2, temperatura ed umidit?), ma assicurarsi che fin dal l'inizio la fermentazione venga provocata dallo svi-1 2 ai e ((.?? ?,

???. . . ! - -

Zupparsi dei microrganismi pi? ada ,er 'oiWvfr 6? Wcjr esempio, 1 miceti termofili prima crt^tii^^/syesto r\ *

scopo, secondo 1 1 invenzione , la massa 1 vi"ene formata mediante una operazione di miscelazione immediatamente precedente alla fase di fermentazione in cumuli 2, durante la quale i fanghi residui, di .composizione conforme a quella di tabella I, vengono mescolati intimamente, in modo opportuno , per esempio mediante rivoltatrici o betoniere, con il citato supporto meccanico costituito dai frammenti lignei in scaglia e con un opportuno inoculo biologico. Secondo l'invenzione l'inoculo biologico ? te?

costituito da una frazione in peso 'dei frammenti 1

-? lignei in scaglia di supporto, la quale frazione o3 ? formata dai frammenti lignei in scaglia separati dal prodotto finale mediante l'operazione di vag?.: stura celia massa i ai cernine della fermenta ? olone, come descritto precedentemente .

Infarti, secondo 1 1 inventi on e , il t rocce:! mento

to ? ciclico e comi-renne c C 1 re C?

J-G ?<?l rammenti licnei set-arati dal fertilizzante me elioni; e la vagliatura della nassa 1 fermentata,

Qu e s t i v mgorio ricuperati e riportati in testa a processo (a monte della operazione di mi se eia zio -he) dove vengono mescolati ad altri frammenti lignei - 13 freschi ed a nuovi fanghi, innescando in questi ultimi la fermentazione. E' infatti chiaro che i "chips" separati dal prodotto finale al termine dc_l lei ferme?-. t azione sono carichi di colonie di micror ganismi ben sviluppati ed attivi. Pertanto mesco lan do tali "chips" con fanghi freschi si produce un immediato attacco di questi ultimi.. Inoltre si ? sorprendentemente trovato che i microrganismi portati dai "chip'S" sono in grado di stroncai re sul nascere l?eventuale sviluppo di microrganismi indesiderati.

In sostanza i frammenti lignei o "chips" vengo 1 no utilizzati, oltre che come supporto meccanico, in rodo analogo ad un catalizzatore, che terminata ?P ? la reazione viene separato dal prodotto finale per essere riutilizzato per convertire una nuova quanti^ t? di prodotto iniziale, dome netto precedentemente, durante il p'rocedi mento dell?invenzione i F cernenti lignei in scaglia subiscono ?ina perdita di ma tori, a organica, che viene demolita p er attacco biologi co e sbriciolamento meccanico del legno, e che passa nei fanghi in fermentazione e 'nel psro dotto finale.

Tale perdita ? pari a circa i/4 del peso iniziale dei frammenti lignei di supporto. Pertanto ai frammenti che vengono riciclati in 'testa, al processo

occorre aggiungere dei frammenti freschi per compen

sare la perdita. Quind-i il supporto meccanico che

si aggiunge ai fanghi;per formare la massa 1 deve I avere la seguente composizione in peso:

- 1/4 di frammenti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di

piante lignee. (per esempio mediante trucciolatrici a

1 1 dischi munit'i^di lame);' I

- 3/4 di frammenti lignei in scaglia trovenienti dal -supporto meccanico ?i una massa 1,che ha gi?

4

fermentato e che sono stati separati dal prodotto

t?

finale della demolizione -dei fanghi mediante vaglia w

taira.

le caratteristiche analitiche del feriilizzante

clic si ottiene ? con il procedimento descritto, a par

tire da fanghi di composizione secondo la tabella 1,

seno riportate nelle tabelle li e PII, dove tutti i

valori , tranne l 'umidit?, sono espressi sulla so?

I

?SLr-i':??Zf? Stt'CC?.

?kt

f < !(

15

TABELLA II

CARATTERI STI CHE ANALITICHE DEL PRODOTTO OTTENUTO

min max Umidit? % 35 50

pH ' 6 8

Ceneri % 60 Materia organica % 4C

Azoto totale % 2 1 Fosforo totale % 1 3

i::;' 0,

Humus totale % 4 c

Acidi umici % su humus totale 60

Acidi fulvi ci " 40

?-b ppm 500 1-3

3 Ni ppm 20 0

1 Cr pp m 300

Cd ppm 10 4 Cu ppm 1000

2n ppm 25^0 i Mi ppm 1000

5

' Ui S f iv J. o 1 : /. l : * H .1 ,L- i f '30 ; P.-1- ! UNI;

VER 3 A MASSA lOLHCOLARH.

ma n i ?? a x

Massa molecolare <. 5.000 !? su humus totale) : 25

5.000-10.000 {% su humus totale) : 30 40 10 . 000-1 00 . 000 (: % su humus totale) : 5 20 ?> 100.000(% su humus totale) : 15 10

1 6

u. \k/?i#?>/

~ ?'*>^

II fertilizzante organi con il procedimento descritto si presenta;omogeneo ed incorporato nel terr?no ne aumenta il volume e la porosit?. Numerose prove di concimazione eseguite in terreni di culture agricole ed in vivai hanno dimostrato che e_s so presenta buone caratteristiche agronomiche genera li. Esso risulta inoltre particolarmente ricco di azoto e di sali di ferro e presenta un contenuto in. humus . di elevata massa molecolare, e quindi sufficiente ad aumentare il potere di scambio ?3 dei terreni concimati in misura tale da garan "3 tire una completa utilizzazione dell'azoto presente *4 nel concime. a ?

,11 conciaie ot.teviiito?con il procedimento descritto risulta privo di parassiti e/o germi y3tog.eni, e vi-ceversa ? ricco di ~icrorganismi adatti a .favorire lo sviluppo delle colture . Esso contiene inoltre sostanze organiche si A

itali in composizione e quantit? a quelle normalmente presenti in terreni fertili ? garantisce quindi un concimazione "naturale" prestandosi a rigenerare ter reni sterili. Il precedimento dell'invenzione permet

'??7 te pertanto di ottenere un nuovo e pregiato concime

organico e nel contempo di risolvere economie amente

e senza dispendio energetico il problema dello smaltimento dei fanghi organici residui sia civili che

industriali,? senza inquinamenti e danni per l'ambiente,

Viene ora descritto un esempio di preparazione

del concime organico secondo 1 1 invenz ione .

450 quintali di fanghi di composizione media secondo

*

quanto indicato in tabella I e di densit? pari a i 10 ql/mJ vengono mescolati con

r 135 quintali di frammenti lignei in scaglia di legni di Qj latifoglie di densit? compresa tra 3 e 3,2 quin- *

taii/nr; i suddetti frammenti lignei risultano

cos? sud di vi si :

34 quintali di trucioli freschi , che n g o a o ri cn ve -nei ?tur a di tronchi ite di 'ite Press re --i Lance; e ? I 1C1 quintali di frammenti lignei in scaglia (trucioli) f i t t di riciclo , che sono stati separati mediante va t [ i gliatura da 4B0 quintali di un prodotto di fermenf tazione avente le caratteristiche indicate in tabelle II e III

ed ottenuto con il procedimento dell' invenzione.

Si ottiene una massa di 585 quintali, che viene

1E

posta a fermentare in una piazzuola aperta sotto una tettoia, raccolta in un cumulo sostanzialmente parai lelepipedo di dimensioni pari a m lO x 3x 3. Gi? do po 1 giorno la temperatura della massa al centro del cumulo si porta ad oltre 40?C per toccare i 75?C al quarto giorno. Dopo sette giorni la massa viene rivoltata con una rivoltatrice a nastro e la temperatura scende a 40?C per risalire a 55?C -entro altri otto giorni. Il contenuto di ossigeno al centro del cumulo ? dello 0,3/=. Al ventunesimo giorno si opera un secondo rivoltamento, essendo la temperatura

ri scesa a 35?C. Essa risale successivamente a 5C?C, mentre l'umidit? oscilla tra il 45% e il 50%, e scende a 32?C prima del terzo rivoltamelito, eseguito1?dopo 6 settimane dall'inizio della fermentazione.

Quindi la temperatura risale a 40?G.e'quindi scende ;spontaneamente per stabilizzarsi, tra ilcinquantacinquesimo e il sessantesimo giorno a 2-t'C. Devo 60 giorni la fermentazione ? completa, la nassa viene vagliata separando due frazioni composte la?,rima da TOC quintali di trucioli lignei,che vengono raccolti e utilizzati per fermentare altri fanghi, e la seconda da 455 quintali di un prodotto presentante le seguenti caratteristiche (espresse, tranne l'umidit?, sul prodotto secco).

1 9 Umidit?:? 46% pH 7

Ceneri 40% humus totale 7%

Materia organica 55% acidi umici 70%

Ferro 4% acidi fulvi ci 3C%

R i v e n d i c a z i o n i 1 . - Procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico mediante trasformazione biologica di fanghi residui organici di provenienza industriale e civile, caratterizzato dal fatto di comprendere in successione:

- una prima fase, nella quale i detti fanghi ven gono mescolati intimamente ad un supporto meccanico costituito da frammenti lignei in scaglia di legni presentanti una elevata resistenza all'attacco biolo--5 Q3 gico, e ad un inoculo biologico opportuno, il rap i porto in volume tra i detti fanghi ed detti frammenti lignei iti scaglia essendo pari o leggermente inferiore . all'unit?;

- una seconda fase di f e ritenta clone svon tanca della nassa (1 ) ottenuta' no diari te ? a ? det L a ? vi ma fa se, la detta nassa venendo disposta in cumuli ( <) di dimensioni prefissate, i quali : ono ricoverati al riparo dalle intemperie in un luogo arieggiato ed a temperatura ambiente, la detta massa (?) venendo periodicamente arieggiata mediante rivoltale

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mento dei detti cumuli (2), 1?<?%<???^@7?- di questi ulti mi e la frequenza dei ri voltamenti essendo tali da comportare una fermentazione microaerobica della massa (1), il contenuto di ossigeno della massa, misurato al centro di ciascun cumulo (2) tra due ri voi. tamenti successivi rimanendo compreso tra lo 0 , 1 % e lo 0,5/?; e '

- ima terza fase di vagliatura della massa (1) fermentata in modo da separarla in due componenti, uno costituito dal detto fertilizzante agricolo organico e l'altro costituito dal detto supporto meccanico di frammenti lignei m scaglia, la detta ter- i za fase venendo eseguita dopo circa; 60 giorni dal 1

? l'inizio delia detta seconda fase, quando la tempe -s <? ratura nella massa (1 ) in fermali azione si stabili zza su un valore costante compreso tra circa 3f e 35?C.

2.?- ir? cedi non to secondo? la ri vene, i ca zi one 1? C 2 ? rat t eri ? saio dal fatto di convrevjd ero una z : ?.-. :?. t

se di ricircolo dei detti f ?'????':'! ti lire i ii sor glia, separati dal detto fertilizzante medi ante 1 detta terza fase, in testa alla detta prima fase, il 'etto inoculo biologico opportuno essendo costi tuito da una frazione in peso del detto supporto meccanico di frammenti lignei in scaglia, la detta frazione essendo formata dai .frammenti lignei in

3.- Procedi mento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto supporto meccanico ha ,all ' inizio della detta prima fase, la seguente composizione in peso :

- 1/4 di fra miri enti lignei in scaglia costituiti da trucioli ricavati dallo sminuzzamento di piante lignee; '

- 3/d di frammenti lignei in scaglia costituiti dalla detta frazione in peso separata mediante la detta terza fase e ricircolata mediante la detta quarta fase; il detto supporto meccanico subendo durante le dette seconda e terza fase un attacco biologico e meccanico, che comporta una perdita in pese di materia organica pari a circa 1 /4 , la materia organica cerca dal detto sur. corto meccanico v.assaneo crina nei ?: .ietti r angui m n ermeurca s: or e e poi nel detto ferti li zzante.

4.-- Ir? cedi mento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti frammenti lignei in scaglia sono ricavati da legni duri e/o resinosi, contenenti una alta percentuale di lignina, e presentano le seguenti dimensioni:

22 - spessore di circa 0,5 centimetri

- larghezza di circa 3 centimetri

- lunghezza superiore a 5 centimetri.

5.? Procedi mento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti

fanghi residui organici comprendono residui lignocellulosici' e presentano le seguenti caratteristiche analitiche espresse, tranne l'umidit?, sulla

sostanza secca:

min max

Umidit? % 50 B5 ?$

t?

, :;pH 3,5 B,5

*3

5

Ceneri % 15 50

i

? ? i'TOr j. f> org?mcs /-. 50 c o

Azoto tot?- le % 2 I

? - Fosforo totale % v, 0

J?. /?

i-b t v-m

!?.? 1 ppm

Cr jpm >_? .

Cd. pvm 1 O

Cu pprrv loco

Zn pprn 2500 i 4 111 ppm 1000

Fe 5

23

? 6.- Procedimento secondo una delle rivendic azioni

precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta

seconda fase comprende le seguenti operazioni:

- formazione di una pluralit? dei detti cumuli (2)

? aventi altezza compresa tra circa 2 e 4 m, lunghez-1

za superiore o pari a 10 m e larghezza superiore o I pari a 3 ITI; .

5 - un primo ri voltamento dei detti cumuli (2) dopo

circa 7 giorni dall'inizio della detta seconda fase;

" , - un secondo ri voltamento dei detti cumuli (2) do-? . po circa 15 giorni dal jjrimo ri voltamento ;

/ - un terzo ri voltamento dei detti cumuli (2) dopo 1

t?

. circa 20 giorni dal secondo rivoltamento; ? a 0

riiosc della' detta massa (!) in f erment azione

?> in cumuli (2) per almeno altri " 5 giorni dal terzo

?^ '? : \ ? ' rivoltamento.

? 7?- ? recedi mento secondo una .delle ?ri vendica zio--/. ni precedenti, caratterizzato dal fatto di cempren-' *? cere una quinta fase di essiccazione -del detto fer-' ? ti lizzante ottenuto dopo la detta terza fase rc-r

portare l 'umidit? di quest'ultimo da circa il 50%

i a circa il 35%,

'? . - Fertilizzante agricolo organico per la eoncjL . I I

inazione di terreni, caratterizzato dal fatto di

presentare la seguente composizione analitica espros-! 24

???????*??? ai

<? u.

M?..?

? psc?C ?f?klQS? ?y?i:

;?Asr^? sa, tranne l'umidit?, sulla so?g

max

Umidit? ?

Ceneri % 60

Materia organica % 40

Azoto totale % 2 0

Fosforo totale % "1 3

o //a 0,?

Humus totale % 4 8

?.

Acidi umici % su humus totale 60

Acidi fu. Ivi ci 11 40

Pb ppm 500

Hi ; p m

Cr pi m ir

Cd tpm I U

Cu ppm U C O

.zn ppm 0^0

j-.n v. < L/ o

;? e h :>

,

$ . - Ferii li zzante agricolo secondo la rivendi- ? : cagione 8, cara iteri orzato dal fatto che le 50 sten-1 ? ,' ? ? 1. ze untene contenute in esso presentano la seguen- A

te distribuzione in . frazioni a diversa massa noie- p

25

Claims

colare :

min max Massa molecolare < 5.000 (% su humus totale):

5.?00-10.000 (% su humus totale): 30 40 10 .000-100.000(% su humus totale): 5 PO >100. 000(% su humus totale): 15 40 10.- Fertilizzante agricolo secondo una delle rivendicazioni 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere pr? dotti di 'trasformazione biologica di fanghi residui orga nici, essendo stato prodotto mediante il procedimento se condo una delle rivendicazioni da 1 a 7.

l?. - Procedimento per la fabbricazione di un fertilizzante agricolo organico e fertilizzante ottenuto con tale procedimento, secondo quanto descritto con riferimen to ai disegni allegati.

p.i.: IRLA ISTITUTO PER LE PIANTE DA LEGNO E

L'AMBIENTE S.p.A.

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