Biochar da pirolisi di fanghi di depurazione: condizioni di valorizzazione agronomica

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1 CONVEGNO Scenari di innovazione tecnologica in Puglia nella gestione del Sistema Idrico Urbano 16 Settembre 2014 Biochar da pirolisi di fanghi di depurazione: condizioni di valorizzazione agronomica Prof. Massimo Monteleone STAR*AgroEnergy Dipartimento di Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell Ambiente Università di Foggia

2 to be «smart» is to follow the nature way of thinking Monteleone 2

3 design with nature linearità vs. circolarità omogeneità vs. diversificazione Monteleone 3

4 la circolazione dell energia e della materia SOTTOSISTEMA COLTIVAZIONE SOTTOSISTEMA ALLEVAMENTO SISTEMA URBANO RESIDUI COLTURALI DEIEZIONI ANIMALI FRAZIONE ORGANICA SUOLO SUOLO SUOLO Monteleone 4

5 gestione del sistemadelle idrico (attingimenti DEPURAZIONE ACQUE: e depurazioni) alcune linee d intervento Monteleone 5

6 trattamento e destino dei fanghi di depurazione: le tendenze in atto incremento totale delle quantità da trattare progressivo abbandono dello smaltimento in discarica e sostituzione con processi di valorizzazione del rifiuto riduzione delle quantità destinate ad impiego agricolo diretto (non più tollerato) e maggiori restrizioni qualitative ai fini della valorizzazione agronomica aumento delle quantità sottoposte a trattamento preliminare e diversificazione dei processi di valorizzazione (energetica ed agronomica) rigorosa valutazione ambientale dei trattamenti alternativi «shifting» dalla semplice gestione del rifiuto alla realizzazione di un prodotto finale

7 Sistema integrato di recupero e valorizzazione dei fanghi Biochar ed ammendante agricolo Processi Termochimici Calore Fanghi di supero Elettricità Frazione organica raccolta differenziata Residui colturali ligno-cell. Biometano Biogas Digestione anerobica Selezione e trattamenti Compost ed ammendante agricolo Calore Elettricità Digestato Miscelazione Compostaggio aerobico Depurazione biologica delle acque

8 il sistema incentrato su pirolisi-biochar Monteleone 8

9 caratteristiche del biochar Sinistra: fotografie al microscopio elettronico a scansione relative a differenti fasi minerali del biochar.; Destra: spettroscopia elettronica dei medesimi campioni per perdita di energia ai raggi X

10 il sistema incentrato sul pirolisi-biochar Monteleone 10

11 il sistema incentrato sul pirolisi-biochar Monteleone 11

12 fattori che influenzano il bilancio GHG Monteleone 12

13 i benefici sistemici del biochar Monteleone 13

14 tecnologia biochar: materia prima, processi e prodotti Copyright Elsevier, 2009 Monteleone 14

15 «flow chart» per l analisi del ciclo di vita (LCA) Monteleone 15

16 Scientific & Technological Advancement In Research on Agro-Energy Coordination and Support Action (Supporting) FP7-REGPOT

17 an integrated biorefinery platform Every organic feedstock finds its way to be transformed, utilized, or recycled Agro Agro & & Food Food residues residues and byproducts and byproducts Silage Silage crop crop Organic Organic wastes wastes Ligno-cellulosic Ligno-cellulosic feedstock feedstock -- Straws Straws -- Prunings Prunings & & Trimmings Trimmings from from fruit fruit trees trees Microalgae Microalgae Methane Methane FineFinechemicals chemicals Digestate Digestate Bio-oil Bio-oil Compost, Compost, fertilizer, fertilizer, soil soil conditioner conditioner Biochar Biochar Solid Solid and and Liquid Liquid biofuels biofuels

18 STAR*LAB

19 Small scale pilot plants for biomass processing Equipment for anaerobic digestion

20 Small scale pilot plants for biomass processing Equipment for anaerobic digestion

21 Small scale pilot plants for biomass processing Gasifier

22 Small scale pilot plants for biomass processing Photobioreactors plant for microalgae cultivation Photobioreactors Plant Anaerobic Digestion Plant Pyrolysis/Gasification Plant STAR*FACILITY CENTRE CENTRE

23 sperimentazione lisimetrica con biochar Progetto PON ECO_P4 Attività Messa a punto di un nuovo prodotto di origine agroforestale da impiegare come ammendante d avanguardia e fertilizzante organico dei suoli agrari Progetto MiPAAF OIGA 2012 AGRI-CHAR Autonomia energetica e sequestro del carbonio tramite biochar: una strategia win-win per le aziende olivicole

24 sperimentazione in pieno campo con biochar Progetto PON ECO_P4 Attività Messa a punto di un nuovo prodotto di origine agroforestale da impiegare come ammendante d avanguardia e fertilizzante organico dei suoli agrari