Valore fertilizzante del digestato da fermentatori anaerobici

Transcript

1 Valore fertilizzante del digestato da fermentatori anaerobici Marco Negri, Tommaso Maggiore Dipartimento di Produzione Vegetale Sez. Agronomia Università degli Studi di Milano

2 ANIMALI EFFLUENTE = DIGESTATO ALIMENTO = INGESTATO

3

4

5 DIGESTORE ANAEROBICO EFFLUENTE= DIGESTATO ALIMENTO= INGESTATO

6 Composizione del digestato Esempio: 1. L azoto entra nel fermentatore come: ammoniaca, proteine e amminoacidi. 2. Nel fermentatore le proteine vengono idrolizzate in amminoacidi e deaminati in corpi carboniosi e ammoniaca. I corpi carboniosi vengono trasformati in biogas e come tale allontanati dal sistema. Nella fase acquosa del fermentatore si accumula ammoniaca che in piccola parte può essere reimpiegata per costruire biomassa microbica. 3. L ammoniaca si accumula nella fase acquosa nel digestore e viene allontanata come digestato.

7 DIGESTATO TAL QUALE Digestato separato solido Digestato separato liquido

8 Separatori A B A - Separatore a vite B separatore a rulli - staccio

9 Caratterizzazione dei digestati Per effettuare una corretta caratterizzazione dei digestati e delle loro frazioni sono stati raccolti campioni significativi di 25 L di digestato integrale in 22 impianti per un totale di 70 campioni. Prelievo del digestato integrale Trasporto presso il laboratorio

10 Il processo di separazione: Inizio della separazione Separato liquido Pressatura Dispositivo di separazione I prodotti della separazione Digestato integrale Separato solido

11 Caratterizzazione dei digestati I campioni di digestato integrale e delle relative frazioni sono stati immediatamente analizzati per i parametri di ph, azoto totale Kjeldahl, azoto ammoniacale, sostanza secca. Successivamente su aliquote essiccate di campione è stata effettuata l analisi del fosforo, potassio, calcio e magnesio con ICP Massa.

12 Composizione del digestato Digestato integrale ss ph TKN tq N-NH3 tq NH3/TKN C tq % C/N Media dv.st. Min. Max. 5,36 7,96 3,72 2,30 0,61 1,93 5,39 1,03 0,19 0,65 0,67 0,10 0,43 1,62 3,18 7,47 2,21 1,22 0,35 1,13 2,47 7,21 8,21 5,23 3,78 0,88 2,67 8,89

13 Composizione del digestato Digestato integrale P tq K tq Ca tq Mg tq. Na tq. Media dv.st. Min. Max. 0,80 3,11 1,25 0,38 1,85 0,26 0,85 0,35 0,16 1,31 0,49 1,90 0,54 0,17 0,59 1,44 4,49 1,89 0,70 4,33

14 Composizione del digestato Separato solido ss ph TKN tq N-NH3 tq NH3/TKN C tq % C/N Media 18,77 8,93 5,40 2,24 0,42 7,89 15,23 dv.st. 3,35 0,27 1,09 0,60 0,07 1,50 4,72 Min. 13,40 8,12 3,32 1,32 0,23 5,18 7,89 Max. 27,48 9,37 8,08 3,67 0,54 12,09 29,78

15 Composizione del digestato Separato solido P tq K tq Ca tq Mg tq. Na tq. Media dv.st. Min. Max. 1,73 3,26 3,07 0,97 2,08 0,72 0,69 1,22 0,27 1,27 1,09 1,67 1,57 0,51 0,55 3,31 4,56 5,39 1,54 4,38

16 Composizione del digestato Separato liquido ss ph TKN tq N-NH3 tq NH3/TKN C tq % C/N Media dv.st. Min. Max. 4,23 8,05 3,53 2,22 0,63 1,38 4,06 0,77 0,17 0,80 0,63 0,06 0,25 0,96 2,84 7,56 2,02 1,33 0,48 0,87 2,21 5,84 8,26 5,53 3,86 0,74 1,80 5,55

17 Composizione del digestato Separato liquido P tq K tq Ca tq Mg tq. Na tq. Media 0,70 3,39 1,25 0,36 2,11 dv.st. 0,27 0,83 0,34 0,16 1,48 Min. Max. 0,43 2,12 0,50 0,14 0,58 1,55 4,91 1,76 0,63 5,25

18 Piano di fertilizzazione con digestato 340 kg/ha azoto Contenuto medio N tot Contenuto medio P Contenuto medio K 2 O t di digestato Apporto in P kg Apporto in K 2 O kg Integrale Separato Liquido Separato solido 3,72 1,83 3,73 91, ,44 341,10 3,53 1,60 4,07 96, ,40 391,82 5,4 3,96 3,91 62, ,44 246,31

19 Piano di fertilizzazione con digestato 170 kg/ha azoto Contenuto medio N tot Contenuto medio P Contenuto medio K 2 O t di digestato Apport o in P kg Apporto in K 2 O kg Integrale Separato Liquido Separato solido 3,72 1,83 3,73 45,698 83,72 170,55 3,53 1,60 4,07 48,158 77,20 195,91 5,4 3,96 3,91 31, ,72 123,16

20 Valorizzazione agronomica del digestato Il digestato nelle sue diverse forme risulta essere un materiale ricco in elementi nutritivi per al pianta, in particolare in azoto, azoto ammoniacale, fosforo e potassio. Mediamente i digestati risultano essere più ricchi dei liquami bovini e suini, ciò per l aggiunta delle biomasse nel fermentatore Il contenuto in azoto totale dei digestati rispetto ai liquami bovini risulta essere molto simile, mentre rispetto ai suini è superiore. Il rapporto azoto ammoniacale/ azoto totale dei digestati rispetto ai liquami bovini è nettamente maggiore.

21 Valorizzazione agronomica del digestato Il notevole contenuto in azoto ammoniacale e i valori di ph alti rendono il digestato particolarmente suscettibile a perdite di azoto ammoniacale. Ciò rende particolarmente importante l applicazione di corrette tecniche di stoccaggio e di distribuzione: -copertura delle vasche di stoccaggio - immediato interramento durate la distribuzione nei campi.

22 GRANDE VARIABILITA!! ANALISI IN TEMPO REALE NEL CORSO DELLA DISTRIBUZIONE NIR

23 Spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) Descrizione Utilizza l intensità dell assorbimento della luce nello spettro NIR ( nm); analizza campioni intatti, senza reagenti chimici (basso impatto ambientale); garantisce un analisi rapida (< 2 min) e completa (molti costituenti contemporaneamente); usato largamente in zootecnia e mangimistica per la caratterizzazione dei foraggi e delle granelle; l informazione spettrale viene correlata con l informazione sulla composizione dei campioni mediante tecniche di chemiometria per sviluppare modelli statistici di calibrazione; Le calibrazioni adattano lo strumento ad analizzare campioni futuri di composizione incognita.

24 Spettro NIR Lo strumento fornisce lo spettro del materiale analizzato. L impiego di opportune applicazioni statistiche permette di elaborare gli spettri fino al raggiungimento della calibrazione e della successiva convalidazione dei risultati.

25 NIRs GPS TERRAGATOR

26