Giornate zootecniche di Fossano APS. 5 Aprile Azoto e dieta

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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.

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

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.

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

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

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

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.

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

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

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??

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

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