Valorizzazione agronomica del digestato

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1 EnergEtica Onlus, Distretto Agroener. Italia NO e Beta L Evoluzione del biogas per un agricoltura più sostenibile Bologna 6 Luglio, 2011 S.A.T.A. Valorizzazione agronomica del digestato 1 F. Adani, 2 G. Boccasile, 3 F. Sommariva 1 Gruppo Ricicla- Laboratorio Biomasse e Bioenergie, UNIMI Via Celoria 2, Milano 2 Regione Lombardia DG Agricoltura 3 Specialista SATA, Settore Agronomia e Gestione Reflui [email protected]

2 Protossido di azoto S.A.T.A. N2O Altre sorgenti e assorbimenti Agricoltura Trattamento e smaltimento rifiuti Altre sorgenti mobili e macchinari Trasporto su strada Uso di solventi Estrazione e distribuzione combustibili Processi produttivi Combustione nell'industria Combustione non industriale Produzione energia e trasform. combustibili G. Provolo, DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AGRARIA -UNIMI 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 %

3 S.A.T.A. NH 3 concentrations derived from IASI observations above the Po Valley Lieven Clarisse et al., Nature Geoscience 2, (2009)

4 Acidificanti: ammoniaca S.A.T.A. NH3 Altre sorgenti e assorbimenti Agricoltura Trattamento e smaltimento rifiuti Altre sorgenti mobili e macchinari Trasporto su strada Uso di solventi Estrazione e distribuzione combustibili Processi produttivi Combustione nell'industria Combustione non industriale Produzione energia e trasform. combustibili G. Provolo, DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AGRARIA -UNIMI 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 %

5 Emissioni di ammoniaca dal settore agricolo S.A.T.A. coltivazioni senza fertilizzanti 23% coltivazioni con effluenti di allevamento 59% coltivazioni con fertilizzanti minerali 18% G. Provolo, DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AGRARIA -UNIMI

6 Emissioni di acidificanti (H+ equivalenti) S.A.T.A. Produzione energia e trasform. combustibili, 7 % Combustione non industriale, 5 % Combustione nell'industria, 8 % Processi produttivi, 2 % Agricoltura, 52 % Trasporto su strada, 20 % Trattamento e smaltimento rifiuti, 1 % G. Provolo, DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AGRARIA -UNIMI Altre sorgenti mobili e macchinari, 5 %

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9 S.A.T.A. DIREZIONE GENERALE AGRICOLTURA: decreto n del PROGETTO PILOTA "VALORIZZAZIONE DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO E LORO GESTIONE COMPRENSORIALE"

10 OBIETTIVI GENERALI S.A.T.A. l analisi di situazioni gestionali già in essere o da attivare in merito alla dislocazione territoriale degli e.a. (tal quale e/o trattato con separazione solido-liquido); l analisi di situazioni già in essere in merito ad impianti tecnologici per il trattamento della componente azotata del e.a. l attuazione di modelli gestionali efficienti nell uso dell azoto e tracciabili sia per la localizzazione della distribuzione che per le quantità utilizzate. raccolta di dati tecnici, agronomici ed economici delle aziende coinvolte che rielaborati consentano di fornire utili indicazioni applicative e analisi di costi di gestione, divulgabili agli allevatori.

11 valore kg-mc refluo bovino S.A.T.A. 6,00 5,16 5,00 4,51 4,00 3,00 2,46 kg m c 2,00 1,20 1,66 1,53 1,00 0,00 N P2O5 K2O

12 ripartizione N S.A.T.A. 3,50 3,25 3,00 2,80 2,80 2,50 2,00 1,71 1,71 1,50 1,26 1,00 0,50 0,00 NH3 N org NH3 N org NH3 N org refluo digestato separato liquido

13 S.A.T.A. Utilizzo agronomico del digestato

14 USO AGRONOMICO DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO S.A.T.A.

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16 Carrobotte con piatto deviatore Perdite cumulate di Ammoniaca (% sul totale applicato) kg su 100 kg distribuiti Tempo (ore) S.A.T.A. Utilizzare attrezzature con basse emissioni in aria consente di aumentare l efficienza di distribuzione. Perdite cumulate di Ammoniaca (% sul totale applicato) Carrobotte con interratori 2-3 kg su 100 kg distribuiti Tempo (ore)

17 Epoca di somministrazione in prossimità dell epoca di maggior assorbimento radicale S.A.T.A. % del totale Frumento N biomassa fior. em. Sp. bott. lev. acc. i.a Giorni dalla semina % del totale Mais N biomassa mat. fior. 12 fg 8 fg Giorni dalla semina

18 S.A.T.A. 4 marzo luglio 2009

19 S.A.T.A. 3 luglio 2009

20 Regione Lombardia; Di.Pro.Ve. UNIMI; S.A.T.A. ARAL SATA; MONSANTO Prove in pieno campo concimazione con digestato Progetto Pilota Regione Lombardia SATA Giornata dimostrativa Prove in pieno campo con Xerion

21 S.A.T.A. Distribuire bene costa di Utilizzare un carrobotte più? per la distribuzione dei liquami può costare molto se viene utilizzato poco!! Una macchina per distribuire correttamente sembra costare di più ma se utilizzata su grandi superfici può essere competitiva con i carribotte aziendali

22 Quali sono i costi? S.A.T.A. Voce di costo Carrobotte aziendale Trattricecarrobotte Cantiere Terragator carri rifornimento Cantiere Terragator carri rifornimento Capacità (m 3 ) Capacità di lavoro (m 3 /h) Ore di lavoro Distanza 1-2 km 3-4 km 6-7 km Costo ( /m 3 ) 2,5-3,5 2,2-2,6 2,7-2,8

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24 S.A.T.A. CAMPO 1 (ha 9,14) Aratura autunnale Semina 10 giugno Distribuzione post semina (60 mc/ha) Distribuzione copertura fine giugno (40 mc) Distribuzione copertura 1 a decade luglio (40 mc) Produzione granella verde (UM. 33%) 9,96 t/ha Concimazione tradizionale MAIS secondo raccolto MAIS mc/ha N kg/mc N kg tot eff aratura liq 100 2, ,28 70 copertura urea 300 0, , totale N 208 Concimazione Progetto Pilota MAIS secondo raccolto MAIS mc/ha N kg/mc N kg tot eff semina liq 60 2, , copertura liq 40 2, ,70 70 copertura liq 40 2, ,70 70 totale N 175

25 CAMPO 2 (ha 10,66) S.A.T.A. Aratura autunnale Distribuzione refluo pre erpicatura (70 mc) Semina fine aprile (causa pioggia) Distribuzione copertura 20 maggio (70 mc) Distribuzione copertura 1 a decade giugno (70 mc) Produzione granella verde (UM. 33%) 12,3 t/ha Concimazione tradizionale MAIS primo raccolto MAIS mc/ha N kg/mc N kg tot eff aratura liq 150 2, , copertura urea 300 0, , totale N 243 Concimazione Progetto Pilota MAIS primo raccolto MAIS mc/ha N kg/mc N kg tot eff semina liq 70 2, ,70 122,5 copertura liq 70 2, ,70 122,5 copertura liq 60 2, , totale N 245

26 S.A.T.A. distribuzione costo valore N utile perso efficienza di costo 150 mc liquame (28%) 375,00 450,00 126,00-324,00 580,60 291,60 0,50 urea 138 kg N 40,00 165,60 165,60 2,39 415,00 615,60 291, mc liq (70%) 540,00 600,00 420,00-180,00 540,00 420,00 0,78 2,20 Campo 2

27 Proposta DiProVe Regione Lombardia ARAL-SATA DA* $ N-NH 4 > 70% S.A.T.A. Livello di efficienza 90% * DA definito secondo parametri: Stabilità biologica Aspetti igienici Titolo N tot Titolo N- NH 4 $ dose N a bilancio coltura, copertura vasche di stoccaggio e distribuzione con iniezione, interramento immediato o fertirrigazione localizzata

28 S.A.T.A. Abbattimento dell azoto con nuove tecnologie

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30 Impianto di strippaggio nella Provincia di Brescia S.A.T.A.

31 Digestato chiarificato Ammoniaca in fase gas Camino Palabile defangator e Aria calda Cogenerator e chiarificato C1 C2 Idrossido di Calcio liquame depurato Solfato d ammonio Acido Solforic o

32 S.A.T.A. Se 100 % digestato (76 % N-NH 4 ): Abbattimento N-NH 4 (da digestato) = 60 % N-NH 4 Abbattimento N-NH 4 (da sep. liquido) = 74% N- NH 4 Totale solidi palabili = 2.7 % v/v Totale (NH 4 ) 2 SO 4 prodotto = ca 6-8 % digestato* *avendo le caratteristiche richieste con ph 4-5, densità 1,250 g/lt e N ammoniacale minimo del 7% *L azienda agricola è iscritta al Registro dei Fabbricanti di Fertilizzanti secondo il D.L. 217/2006 (disciplina in materia di fertilizzanti) ed il prodotto è iscritto al Registro dei Fertilizzanti e classificato come Concime Nazionali Azotato Liquido.

33 S.A.T.A /m 3 = gestione impianto (consumi elettr., reagenti etc.) 1.73 /m 3 = ammortamento (10 anni; 5%). Tot. = /m manutenzione? Considerando riduzione volumi da spandere: /m 3 vendita solfato ammonico /m 3,150 /ha convenzione per spandimento (es.).

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35 S.A.T.A. Cortesia, Fiolini s.r.l. Adani -DiProVe -2010

36 a. b. c. d. Figura Principali elementi costruttivi del processo N-Free. Unità di ultrafiltrazione tangenziale (a.) e di osmosi inversa (b.), torre di strippaggio a freddo (c.), serbatoi di raffinazione in zeoliti a monte dello scarico in corpo idrico superficiale (d.).

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38 Liquame Separatore Tipo FAN Separato Bovino fresco Separato solido 13 liquido 1 Decanter Centrifugato solido 10 Ultrafiltrazione Separato liquido 2 U F Retentato UF liquido Permeato UF Permeato 58 UF Osmosi OI inversa Retentato OI 13 Permeato OS Basificazione con calce Raffinazione In zeoliti Torre di strippaggio Scarico in corpo idrico superficiale 1 Solfato Ammonico 30% Retentato UF dopo strippaggio 12 H2 SO4

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40 Se 100 % refluo : S.A.T.A. Abbattimento N-NH 4 = 65 % N-NH 4 Abbattimento N-NH 4 (sep. liquido) = 78% N-NH 4 Abbattimento N tot f(x) N-NH 4 = 36 % Ntot Totale liquido smaltito in cic = 47.7 % v/v Totale solidi palabili = 23 % v/v Totale concentrati pompabili = 10 % v/v Totale (NH 4 ) 2 SO 4 prodotto = 1.2 % v/v

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42 S.A.T.A. A breve nuovi dati: Se digestato totale rimozione % di N totale refluo

43 S.A.T.A. Analisi solfato ammonico

44 Costi S.A.T.A. 2 /m 3 = gestione impianto (consumi elettr., reagenti etc.) 0,6 /m 3 = service base remoto. 1,6 /m 3 = service completo chiavi in mano. 2 /m 3 = ammortamento (10 anni). Tot. = /m compreso service chiavi in mano. Tot. = 4 /m 3 senza service. Considerando riduzione volumi da spandere: - 1 /m 3 trasporti evitati /m 3 vendita solfato ammonico /m 3 convenzione terreni per spandimento.

45 S.A.T.A. Grazie Gruppo Ricicla Lab. Biomasse e Bioenergie Di.Pro.Ve. Università degli Studi di Milano Via Celoria 2, Milano [email protected] website: