Giornate zootecniche di Fossano APS. 5 Aprile Azoto e dieta

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Rocco Renzi
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1 Giornate zootecniche di Fossano APS 5 Aprile 2008 Tecnologie disponibili per il trattamento e la gestione degli effluenti zootecnici Claudio Fabbri Centro Ricerche Produzioni Animali Reggio Emilia, Azoto e dieta Riduzioni consistenti dell escrezione di azoto possono essere ottenute con la riduzione del tenore proteico dei mangimi e l integrazione con amminoacidi di sintesi. Ciò senza alterare le prestazioni produttive in vita ed alla macellazione.

it Azoto e dieta Riduzioni consistenti dell escrezione di azoto possono essere ottenute con la riduzione del tenore

2 Biogas e Azoto Si può ridurre l Azoto con il solo biogas? NO, ma si può modificare il rapporto tra le diverse forme dell Azoto Biogas e Azoto N-NH4 (% of TKN) 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% dic-05 gen-06 feb-06 mar-06 apr-06 mag-06 Fresh slurry Digested slurry

Azoto Biogas e Azoto N-NH4 (% of TKN) 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45%

3 Biogas e Azoto 90% 80% 76% 70% 60% 61% 69% % of TKN 50% 40% 30% 39,0% 24% 31% 20% 10% 0% Digested slurry Solid fraction Liquid fraction N-NH4 as percent of TKN Norganic as percent of TKN Biogas e trattamenti La digestione anaerobica offre interessanti prospettive per l autosostentamento energetico di impianti finalizzati alla riduzione del carico azotato di liquami zootecnici prodotti in Zone Vulnerabili da nitrati.

La digestione anaerobica offre interessanti prospettive per l autosostentamento energetico di impianti

4 Tecniche di trattamento per il recupero dell azoto Trattamenti chimico-fisici che consentono di recuperare l azoto dei liquami in forma di fertilizzante: Separazione meccanica Concentrazione ed evaporazione Strippaggio dell NH 3 con produzione di Solfato di ammonio Precipitazione e Cristallizzazione della Struvite (Fosfato ammonico magnesiaco - MAP) Separazione con membrane (UF e OI) Esempio di servizio mobile di separazione in Belgio

dell NH 3 con produzione di Solfato di ammonio Precipitazione e Cristallizzazione della Struvite (Fosfato

5 Esempio di servizio mobile di separazione in Belgio Tale sistema consente negli allevamenti suini delle Fiandre di esportare dalle aziende una frazione solida che rappresenta in peso circa il 15-20% del liquame prodotto e contiene circa il 50% dell azoto totale. Il costo del servizio è di circa 12 Euro/m 3 di liquame grezzo trattato (dati ditta Greenfield GmbH) Linea di concentrazione ed evaporazione per liquame suino in Belgio

prodotto e contiene circa il 50% dell azoto totale.

6 Impianto di produzione biogas e essiccazione digestato in Belgio Strippaggio ammoniaca In un liquame zootecnico lo ione ammonio NH 4 + è in equilibrio con l ammoniaca NH 3 Nell intervallo di ph 7-12 sono presenti sia NH 4 + che NH 3 gas disciolto; la percentuale di NH 3 aumenta all aumentare della temperatura e del ph ed è quindi possibile strippare l NH 3 dal liquame flussando aria attraverso il liquame stesso

presenti sia NH 4 + che NH 3 gas disciolto; la percentuale di NH 3 aumenta all aumentare della

7 Strippaggio + adsorbimento in soluzione acida Andamento della rimozione dell azoto ammoniacale nel tempo al variare della temperatura del processo (dati CRPA). 50 C 60 C 70 C % % Concentrazione N-NH4+ [mg/kg tq] % 30% 20% 10% Rimozione N-NH4+ [%] 0 0% Tempo [h]

8 Biogas per il sostegno energetico di un impianto di strippaggio dell ammoniaca in un allevamento suino (linea in corso di sperimentazione) fango DIGESTORE ANAEROBICO digestato STABILIZZAZIONE- STOCCAGGIO frazione solida SEPARATORE SOLIDO/LIQUIDO USO AGRONOMICO O INDUSTRIA FERTILIZZANTI liquame grezzo FLOTTATORE chiarificato chiarificato STRIPPATORE effluente FOGNATURA PUBBLICA STOCCAGGIO FERTIRRIGAZIONE Membrane : UF e OI Liquame UF OI effluente Concentrato UF Concentrato RO Per applicare la tecnologia delle membrane ai liquami zootecnici è necessario che la frazione organica sia stata decomposta e i solidi sospesi siano stati rimossi, pena il rapido decadimento dell efficienza separativa delle membrane.

effluente FOGNATURA PUBBLICA STOCCAGGIO FERTIRRIGAZIONE Membrane : UF e OI Liquame UF OI effluente Concentrato UF Concentrato RO Per applicare la tecnologia delle membrane ai

9 Tecniche di trattamento per la riduzione dell azoto Trattamenti biologici che consentono di eliminare l azoto dei liquami per emissione in atmosfera come N 2 : Nitrificazione-Denitrificazione (fanghi attivi classico) SBR (Sequencing Batch Reactor = Reattore discontinuo a sequenza di fasi ) ANAMMOX SHARON - CANON Bioreattori a membrana (MBR) Fitodepurazione Produzione di biogas finalizzata al sostegno energetico di un impianto di depurazione aerobico in un allevamento suinicolo fango DIGESTORE ANAEROBICO digestato STABILIZZAZIONE- STOCCAGGIO frazione solida CENTRIFUGA USO AGRONOMICO O INDUSTRIA FERTILIZZANTI liquame grezzo FLOTTATORE fango supero chiarificato chiarificato DEPURATORE AEROBICO effluente FOGNATURA PUBBLICA STOCCAGGIO FERTIRRIGAZIONE

Fitodepurazione Produzione di biogas finalizzata al sostegno energetico di un impianto di depurazione aerobico in un allevamento suinicolo fango DIGESTORE ANAEROBICO digestato

10 SBR - Sequencing batch reactor Flusso discontinuo, quattro fasi: 1) alimentazione 2) reazione (misc. e oss. discontinue) 3) sedimentazione (no misc. e oss.) 4) estrazione/scarico L estrazione è del liquame chiarificato dalla superficie e dei fanghi di supero dal fondo della vasca No sedimentatore finale, ispessitore SBR Vantaggi rispetto a impianti convenzionali - dimensioni più contenute - semplificazione costruttiva - manutenzione meno impegnativa - flessibilità gestionale

) 4) estrazione/scarico L estrazione è del liquame chiarificato dalla superficie e dei fanghi di supero dal fondo della

11 Centrifugazione + depurazione aerobica (SBR) + stoccaggio 180 giorni + fertirrigazione Impianto in all. suinicolo ciclo chiuso 750 t pv MBR - Membrane bioreactors Biomassa trattenuta su superfici filtranti Alcuni potenziali vantaggi: - concentrazioni di biomassa più alte negli impianti - controllo accurato dell età del fango - ridotta produzione fanghi di supero - separazione totale dei solidi sospesi - possibilità di sviluppare l impianto in altezza Interessanti le membrane a fibre cave Durata membrane??

vantaggi: - concentrazioni di biomassa più alte negli impianti - controllo accurato dell età del fango - ridotta produzione

12 Fitodepurazione: ruolo delle piante (e dei microbi) E quello di favorire lo sviluppo della FLORA MICROBICA, principale responsabile della depurazione biologica, che si avvantaggia dell ossigeno e degli essudati radicali forniti dai vegetali. L assorbimento vegetale dei contaminanti è ridotto rispetto alle quantità rimosse attraverso i processi biochimici dovuto alla pellicola biologica adesa al materiale di riempimento Fitodepurazione

13 Conclusioni Scelta di tecnologie appropriate e mature Studio di fattibilità tecnico economico Esportazione all industria dei fertilizzanti del concentrato e del solido separato Costi di gestione riducibili con il biogas Grazie per l attenzione Claudio Fabbri c.fabbri@crpa.it

fertilizzanti del concentrato e del solido separato Costi di gestione

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