ITVE930001A1 - Installazione di monitoraggio, particolarmente per discarica - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione avente per titolo:

"Installazione di monitoraggio, particolarmente per discarica"

La presente invenzione concerne un'installazione di monitoraggio, particolarmente per discarica.

Sono note discariche, costituite da bacini attrezzati ed adibiti allo stoccaggio controllato di rifiuti di qualsiasi genere. A seconda della natura di questi rifiuti esistono discariche per rifiuti solidi urbani, per rifiuti speciali assimilabili agli urbani, per rifiuti speciali nocivi e per inerti .

Le note discariche per rifiuti solidi urbani hanno un fondo costituito da uno strato di ghiaia od altro materiale inerte, da un sovrastante strato di argilla e/o da un telo impermeabile, che costituisce il fondo vero e proprio della discarica. In genere su questo telo impermeabile ? previsto un ulteriore strato di materiale drenante, sul quale vengono ricavati una pluralit? di canali che con la loro pendenza assicurano il drenaggio della discarica. In queste note discariche si verificano elevate produzioni di biogas dovuto alla decomposizione di sostanze organiche presenti soprattutto nei rifiuti solidi urbani.

Le discariche per rifiuti speciali sono sostanzialmente simili dal punto di vista costruttivo alle discariche per rifiuti solidi urbani e differiscono da queste essenzialmente per il fatto che nel fondo sono previsti due teli impermeabili, tra i quali ? interposto uno strato di materiale drenante. Di questi teli quello superiore ? analogo al telo delle discariche per rifiuti solidi urbani ed ? interessato superiormente dalle canalizzazioni di drenaggio, mentre quello inferiore svolge essenzialmente la funzione di ulteriore sicurezza.

Un inconveniente comune alle discariche per rifiuti solidi urbani e per rifiuti speciali consiste nel fatto che le precipitazioni atmosferiche penetrano negli strati inferiori fino al fondo della discarica ed esercitano un'azione di dilavamento sui materiali posti entro questa. Ne consegue un accumulo di percolato sul fondo impermeabile della discarica ed una serie di inconvenienti, ed in particolare:

- un inquinamento di questo percolato da parte delle sostanze contenute nella discarica,

- una notevole incertezza nella destinazione finale del percolato stesso, che in parte raggiunge il fondo della discarica ed attraverso le canalizzazioni ivi presenti viene trasferito nei pozzi di raccolta, dai quali pu? essere estratto, ed in parte si raccoglie in strati intermedi o sacche, delimitati da materiali di differente permeabi 1ita.

A sua volta la formazione di queste sacche comporta altri inconvenienti, tra i quali:

- la difficolt? di prevedere se ed in che misura questo percolato potr? essere asportato,

- il rischio di alterare il piano superiore di carico, con evidente pericolo per i mezzi e persone che accedono a questo ,

- il rischio di smottamenti,

- il mantenimento di condizioni di elevata umidit?, che favorisce il processo di marcescenza delle sostanze contenute nelle discariche e contribuisce alla formazione di biogas.

Pertanto l'eliminazione di queste sacche di percolato e di biogas costituisce un problema, sul quale i tecnici del settore hanno cercato di concentrare i loro sforzi, proponendo di effettuare delle trivellazioni allo scopo di verificare la presenza di queste sacche e di rimuoverle. Tuttavia queste trivellazioni fino ad oggi sono state effettuate per tentativi, cercando di individuare la presenza delle sacche da segni esterni quali ad esempio la cedevolezza del piano di carico della discarica o la presenza di esalazioni localizzate. Per questo la tecnica attuale si ? rivelata notevolmente lacunosa ed in particolare:

- non rende possibile alcuna pianificazione, ed anzi comporta una serie di lavori talvolta inutili e talvolta tardivi ed incompleti,

- costituisce una soluzione alquanto parziale del problema, in quanto l'evacuazione del percolato e del biogas rimane circoscritta al sedime della trivellazione,

- non consente di verificare alcuno smottamento, specie se in fase iniziale,

- non consente di tenere sotto controllo l'intera discarica, - comporta il rischio di lacerazione del telo impermeabile durante la trivellazione.

Secondo l'invenzione tutti questi inconvenienti sono eliminati con un'installazione di monitoraggio, particolarmente per discarica, caratterizzata dal fatto di comprendere :

- una pluralit? di contenitori cilindrici ad asse sostanzialmente verticale ed a superficie laterale forata, chiusi inferiormente e poggianti sul fondo impermeabile di detta discarica, in corrispondenza di un sottostante basamento, detti contenitori avendo altezza non inferiore all'altezza corrispondente al massimo livello di riempimento della discarica ed essendo disposti su tutta la zona da monitorare,

- almeno un sensore di biogas, alloggiato all'interno di ciascun contenitore,

- almeno un sensore di temperatura,

- almeno un sensore di livello a presenza del percolato all'interno di ciascun contenitore,

- almeno una centralina di rilevamento, elaborazione e gestione dei dati rilevati da detti sensori, e

- mezzi di aspirazione del percolato esistente all'interno di ciascun contenitore.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni , in cui:

la figura 1 mostra in pianta schematica una parte di discarica provvista di un'installazione di monitoraggio secondo l'invenzione,

la figura 2 mostra in sezione verticale ingrandita un contenitore utilizzato nell'installazione secondo 1'invenzione,

la figura 3 mostra in p'ianta un contenitore con le canalizzazioni di drenaggio ed i sensori di smottamenti che fanno capo ad esso, e

la figura 4 mostra secondo la sezione verticale IV-IV di figura 2 il particolare ingrandito relativo alla canalizzazione per i cavi di collegamento delle varie centraline locali all'unit? centralizzata di elaborazione, gestione a controllo.

Come si vede dalle figure l'installazione secondo l'invenzione ? destinata ad una discarica per rifiuti solidi urbani o per rifiuti speciali, costituita da un bacino attrezzato delimitato inferiormente da un telo impermeabile 2, da un sovrastante strato di ghiaia 4, sul quale ? steso un ulteriore telo impermeabile 6, e da un sovrastante strato di ghiaia 8 od altro materiale di drenaggio e protezione. Su questo sono ricavati una pluralit? di tradizionali canali (non rappresentati) che con la loro pendenza assicurano il dranaggio della discarica.

All'interno del bacino costituente la discarica sono previsti una pluralit? di contenitori cilindrici ad asse verticale, indicati globalmente con 10 e qui di seguito chiamati "pozzi". Essi sono situati in posizioni prefissate, preferibilmente in corrispondenza di vertici di una griglia ideale definita in fase di progetto.

Ciascun pozzo ? preferibilmente realizzato in calcestruzzo rivestito esternamente ed internamente da materiale resistente agli agenti aggressivi del percolato che si forma all'interno della discarica. A seconda dei casi ciascun contenitore cilindrico 10 pu? essere realizzato con un unica struttura monolitica oppure con una pluralit? di elementi anulari sovrapposti. Esso inoltre ? provvisto di fondo 12, con il quale il pozzo appoggia al telo impermeabile superiore 6, in corrispondenza di un sottostante basamento 14, a sua volta appoggiato al telo impermeabile inferiore 2 in corrispondenza di un sottostante basamento inferiore 16, per assicurare globalmente la stabilit? del pozzo.

A ciascun pozzo 10 ? associato un sistema di canalizzazioni comprendente una pluralit? di condotti 18. Essi comprendono un tratto sporgente all'interno della superficie laterale del pozzo stesso ed incurvato all'estremit? verso il basso, ed un tratto estendentesi all'esterno di detta superficie laterale. Questi condotti 18 sono posti a differenti livelli ed a ciascun livello sono disposti radialmente. Nella forma di realizzazione illustrata, per ogni livello sono previsti quattro canali 18 disposti a 90? tra loro ed i canali di ciascun livello sono ruotati di 45? rispetto ai canali del livello sovrastante. E' preferibile che il tratto interno ed il tratto esterno siano realizzati in materiale resistente agli agenti aggressivi del percolato, ad esempio in PVC . E' peraltro previsto che ciascun canale 18 possa essere realizzato in PVC ed attraversi un corrispondente foro in precedenza ricavato nella parete laterale cilindrica del pozzo 10, ed abbia la parte terminale curvata verso il basso.

Indipendentemente da ci? il tratto interno di ciascun canale 18 reca applicato, in corrispondenza della parte incurvata, un rivelatore 20 di presenza di biogas e presenta l'estremit? rastremata, provvista di un portellino 22 mantenuto elasticamente in posizione chiusa ed atto ad attivare, in posizione aperta, un sensore di prossimit? 24, utilizzato come rivelatore di flusso di percolato, come meglio si vedr? in seguito.

Il tratto esterno di ciascun canale 18 si presenta leggermente inclinato in senso discendente verso il relativo pozzo 10 e si presenta altres? interessato da una pluralit? di apertura 26, che si estendono per l'intera sua superficie laterale ad esclusione della fascia longitudinale inferiore.

Il tratto esterno di ciascun canale 18 ? rivestito da uno strato di materiale drenante 28, ad esempio di ghiaia.

All'interno di ciascun pozzo 10 ? inoltre previsto uno o pi? sensori di livello del percolato 30 ed uno o pi? sensori di temperatura 32 dell'aria.

Tutti questi rivelatori e sensori, e cio? i rivelatori di presenza di biogas 20, i rivelatori di flusso di percolato 24, i sensori di livello del percolato 30 ed i sensori di temperatura dell'aria 32 fanno capo individualmente ad una centralina locale 34, installata all'interno di ciascun pozzo 10 in posizione sottostante un coperchio di chiusura 36.

Alla stessa centralina locale 34 di ciascun pozzo 10 fanno capo anche una pluralit? di rivelatori di smottamenti 38, che sono disposti esternamente al pozzo stesso, e sono collegati a detta centralina tramite cavi 40 preferibilmente disposti a raggera per coprire tutta la zona compresa tra pozzi 10 adiacenti e monitorare in tal modo l'intero bacino della discarica.

Lungo la parete interna di ciascun pozzo 10 ? inoltre previsto un condotto verticale 42 di pescaggio del percolato che si raccoglie, come meglio si vedr? in seguito, all'interno del pozzo stesso. A questo condotto 42 ? collegata una pompa aspirante, pure alloggiata entro il pozzo e non rappresentata nei disegni.

Ciascuna centralina locale 34 ? collegata individualmente ad un'unit? centrale di elaborazione e controllo 44, tramite un cavo 46 che decorre verticalmente all'esterno del relativo pozzo io fino a raggiungere lo strato superiore di ghiaia 8 e quindi orizzontalmente lungo questo, entro una canalizzazione ricavata in detto strato 8 e coperta da una protezione 48 di calcestruzzo.

La messa in opera dell'installazione di monitoraggio secondo l'invenzione richiede dapprima una individuazione dei punti della discarica nella quale posizionare i pozzi 10. A tal fine viene definita una griglia che ricopra l'intera area destinata alla discarica e su questa griglia vengono definiti i punti ("nodi"), nei quali posizionare detti pozzi, in modo che, tenuto conto dell'area di influenza di ciascuno di questi, sia assicurato il controllo dell'intera discarica. In corrispondenza di quei punti vengo quindi realizzati i basamenti 14 ai quali appoggeranno, dopo che ? stato creato il fondo della discarica, i vari pozzi 10.

Successivamente vengono create, sullo strato superiore di ghiaia 8, le canalizzazioni per i cavi 46 di collegamento di ciascuna centralina locale 34 con l'unit? centrale di controllo ed elaborazione 44.

In figura 1 ? stata schematizzata, per semplicit?, una connessione bidirezionale tra l'unit? centrale 44 e la centralina locale di un pozzo 10; in pratica peraltro tutti i pozzi 10 saranno collegati all'unit? centrale 44 e ci? o tramite collegamenti individuali bidirezionali oppure tramite un collegamento che interessi successivamente tutti i pozzi 10, a seconda del protocollo di comunicazione che verr? adottato .

Mano a mano che la discarica viene riempita, e che pertanto il livello dei rifiuti sale, quand'esso raggiunge l'altezza prevista per il primo ordine di canali radiali 18, questi canali vengono connessi ai relativi pozzi 10 e vengono appoggiati allo stato dei rifiuti, preferibilmente avvolti entro lo strato di materiale drenante 28.

Mano a mano che il livello dei rifiuti sale, vengono disposti altri canali 18 e/o i rivelatori di smottamenti 38.

Durante la vita della discarica le condizioni atmosferiche, le fermentazioni e le trasformazioni chimiche dei materiali stoccati danno luogo alla formazione di percolato e di biogas. A sua volta il percolato ed il biogas attraversano gli strati drenanti 28, che avvolgono i canali 18, entrano poi, attraverso l'apertura 26 in questi e, grazie alla loro leggera inclinazione confluiscono verso il rispettivo pozzo 10, raccogliendosi sul fondo dello stesso.

Il rivelatore 20 di presenza di biogas, previsto nel tratto interno di ciascun canale 18, segnala alla centralina locale 34 non solo questa presenza di biogas ma anche la sua direzione di provenienza, ed analogamente il portellino 22, che ? previsto all'estremit? interna di ciascun canale 18, e che in presenza di percolato si apre ed attiva il corrispondente rivelatore 24,' non solo segnala alla centralina locale 34 la presenza di percolato, bens? anche la sua direzione di provenienza.

Mano a mano poi che il livello di percolato sale all'interno del pozzo 10 i sensori di livello 30 e di temperatura 32 forniscono corrispondenti segnalazioni alla centralina 34 che, unitamente alle eventuali segnalazioni ricevute dai rivelatori di smottamenti 38, ? in grado di acquisire tutti i dati ricevuti e di effettuare una loro prima elaborazione locale da rendere disponibile per l'unit? centrale 44.

A sua volta questa unit? centrale 44, in base ad una ciclicit? prefissata, interroga le varie centraline locali 34 per ricevere da questi i dati elaborati ed effettuare un'elaborazione superiore che fornisce tutte le indicazioni necessarie per formare un completo quadro della stato della discarica.

Qualora il livello di percolato all'interno di un pozzo 10 superi il valore prefissato, la centralina locale 34 fornisce la corrispondente segnalazione, che pu? essere utilizzata o per lo svuotamento automatico del pozzo stesso, qualora il condotto di pescaggio 42 sia gi? connesso con una tubazione di evacuazione, oppure per segnalare al personale addetto la necessit? di intervenire per effettuare tale svuotamento. Questa operazione pu? essere effettuata collegando ad un recipiente esterno il condotto di mandata della pompa aspirante, se prevista per ciascun pozzo 10, oppure collegando direttamente il condotto di pescaggio 42 con il serbatoio di un carrello provvisto di pompa e mobile sulla superficie superiore della discarica.

In questo modo, grazie all'installazione secondo la presente invenzione, ? possibile effettuare un completo monitoraggio della discarica, allo scopo di valutare in ogni istante la situazione reale e l'interazione tra i differenti parametri sotto controllo. In particolare pu? essere monitorata la presenza di percolato, il suo livello, la sua direzione di provenienza, la presenza di biogas, la sua direzione di provenienza, la temperatura dell'aria all'interno di ciascun pozzo, la presenza di eventuali smottamenti ecc. Inoltre possono essere segnalati particolari eventi da tenere sotto controllo, quali il raggiungimento di un prefissato livello di percolato entro un pozzo, e pu? altres? essere comandato automaticamente lo svuotamento del percolato oppure l'invio di una segnalazione di allarme o di richiesta di intervento.

La presente invenzione ? stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (21)

1. richiesta di intervento. La presente invenzione ? stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Installazione di monitoraggio, particolarmente per discarica, caratterizzata dal fatto di comprendere: - una pluralit? di contenitori cilindrici (10) ad asse sostanzialmente verticale ed a superficie laterale forata, chiusi inferiormente e poggianti sul fondo impermeabile (6) di detta discarica, in corrispondenza di un sottostante basamento (14), detti contenitori (10) avendo altezza non inferiore all'altezza corrispondente al massimo livello di riempimento della discarica ed essendo disposti su tutta la zona da monitorare, - almeno un sensore (20) di biogas, alloggiato all'interno di ciascun contenitore (10), - almeno un sensore di temperatura (32), - almeno un sensore (30) di livello e di presenza del percolato all'interno di ciascun contenitore (10), - almeno una centralina (34,44) di rilevamento, elaborazione e gestione dei dati rilevati da detti sensori (20,32,30), e - mezzi di aspirazione del percolato esistente all'interno di ciascun contenitore.
2. 2. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che a ciascun contenitore (10) fa capo una pluralit? di canalizzazione radiali di drenaggio (18), forate, disposte su pi? livelli ed avvolte da uno strato di materiale drenante (28).
3. 3. Installazione secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che ciascuna canalizzazione (18) presenta un tratto terminale estendentesi all'interno del rispettivo contenitore cilindrico (10) e provvisto di un rivelatore del flusso di percolato (24).
4. 4. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralit? di rivelatori di smottamenti (38) disposti all'esterno dei contenitori cilindrici (10) .
5. 5. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la superficie laterale di ciascun contenitore cilindrico (10) ? costituita da una pluralit? di segmenti modulari sovrapposti.
6. 6. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che ciascun contenitore cilindrico (10) ? provvisto di coperchio di chiusura (36).
7. 7. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che ciascun contenitore cilindrico (10) ? realizzato in calcestruzzo.
8. 8. Installazione secondo la rivendicazione 7 caratterizzata dal fatto che ciascun contenitore cilindrico (10) ? rivestito esternamente ed internamente in materiale resistente agli agenti aggressivi del percolato.
9. 9. Installazione secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che le canalizzazioni radiali (18) facenti capo a ciascun contenitore cilindrico (10) sono realizzate in materiale resistente agli agenti aggressivi del percolato.
10. 10. Installazione secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che le canalizzazioni radiali (18) facenti capo a ciascun contenitore cilindrico (10) sono realizzate in PVC.
11. 11. Installazione secondo la rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che il tratto di ciascuna canalizzazione (18) interno al rispettivo contenitore cilindrico (10) ? ripiegato verso il basso,
12. 12. Installazione secondo la rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto di comprendere un rivelatore di biogas alloggiato entro il tratto di canalizzazione radiale (18) interno al corrispondente contenitore cilindrico (10).
13. 13. Installazione secondo la rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto che le canalizzazioni radiali (18) associate ai contenitori cilindrici (10) sono forate ad esclusione della fascia longitudinale inferiore e sono inclinate in modo da risultare discendenti verso il rispettivo contenitore.
14. 14. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di comprendere una centralina locale (34), associata a ciascun contenitore cilindrico (10) ed un'unit? centralizzata di controllo e gestione (44).
15. 15. Installazione secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la centralina locale (34) di ciascun contenitore cilindrico (10) ? collegata all'unit? centralizzata di controllo e gestione (44) mediante cavi (46) alloggiati all'interno di canalizzazioni appoggianti sul fondo drenante della discarica e risalenti lungo le pareti verticali del rispettivo contenitore cilindrico.
16. 16. Installazione secondo la rivendicazione 15 caratterizzata dal fatto che le canalizzazioni per i cavi (46) delle centraline locali (34) sono ricavate in prossimit? del fondo della discarica e sugli arginelli sono protette da una sovrastante copertura (48) in calcestruzzo.
17. 17. Installazione secondo la rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che la superficie laterale di ciascun contenitore cilindrico (10) ? interessata da una pluralit? di aperture di passaggio dei cavi (40) che collegano i rivelatori di smottamenti (38) alle corrispondenti centraline locali (34).
18. 18. Installazione secondo la rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto di comprendere all'interno di ciascun contenitore cilindrico (10) un condotto verticale (42) di aspirazione del percolato raccolto entro il contenitore stesso.
19. 19. Installazione secondo la rivendicazione 18 caratterizzata dal fatto che al condotto verticale (42) di aspirazione del percolato da ciascun contenitore cilindrico (10) ? associata una pompa autonoma di dotazione del contenitore cilindrico stesso.
20. 20. Installazione secondo la rivendicazione 18 caratterizzata dal fatto che il condotto verticale (42) di aspirazione del percolato di ciascun contenitore cilindrico (10) ? provvisto di mezzi di connessione ad una pompa montata su un mezzo mobile lungo la discarica.
21. 21. Installazione di monitoraggio particolarmente per discarica secondo la rivendicazione da 1 a 20 sostanzialmente come illustrata e descritta.