From anaerobic digestion to renewable fertilizers. Padiglione D1, Stand 016

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1 CIC- Ecomondo - 6 Novembre From anaerobic digestion to renewable fertilizers Tambone F., Riva C., Adani F., Lonati S., D Imporzano G. (Gruppo Ricicla Di.S.A.A. Università degli Studi di Milano) GRUPPO RICICLA Padiglione D1, Stand 016 DiSAA - Università degli Studi di Milano Lab. Suolo e Ambiente, via Celoria 2, Milano Lab. Biomasse e Agroenergia, Parco Tecnologico Padano, Via Einstein, Loc. C.na Codazza, Lodi. Tel Fax gruppo.ricicla@unimi.it

2 Fertilizzanti sempre disponibili? Gruppo Ricicla - UNIMI

3 N

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15 Prezzo fertilizzanti vs. prezzo petrolio 2 Terruzzi, 2012, by Gruppo Ricicla X 3-4

16 3 Nitrogen fertilizers are produced starting from N 2 The fertilizers manufacturing industry consumes about 3-5 % of the world s energy supply The total annual demand of fertilizers will increase of 25% by 2030 of which 62% of N FIMechE, 2013

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18 Il recupero di nutrienti contenuti nelle biomasse diviene un processo di produzione di fertilizzanti: La biomassa «preleva» i nutrienti dal suolo rendendoli disponibili per successivi utilizzi in un ciclo chiuso. FERTILIZZANTI RINNOVABILI

19 In molti posti la «biomassa» si fa per dire è «ORO»

20 La BIOENERGIA è un processo che, in ambiente controllato, trasforma le biomasse in BIOCOMBUSTIBILE FERTILIZZANTI RINNOVABILI

21 Digestato = risorsa

22 GESTIONE DEL DIGESTATO : DISTRIBUZIONE IN COPERTURA Progetto PILOTA SATA Regione Lombardia Progetto - NERØ Regione Lombardia

23 Resa (t tq ha -1 ) Resa (t ha -1 ) AZZERAMENTO DELLA FERTILIZZAZIONE 50 MINERALE Az. 1 Az. 2 minerale Resa digestato Progetto - NERØ Regione Lombardia minerale digestato T 1 T 2 T 3 T 4 Grafico 1-a: resa trinciato di mais tq nelle diverse tesi T1 = bianco - bianco T2 = digestato tq superficiale - digestato tq iniettato T3 = urea - urea T4= digestato tq iniettato - separato liquido iniettato 0 T 1 T 2 T 3 T 4 Grafico 1-b: resa trinciato di mais tq nelle diverse tesi T1 = bianco - concimazione localizzata T2 = digestato tq superficiale - concimazione localizzata T3 = urea - concimazione localizzata T4= digestato tq interrato - concimazione localizzata

24 GESTIONE DEL DIGESTATO : INIEZIONE EMISSIONI DI AMMONIACA Digestato distribuzione superficiale Carozzi, Riva, Acutis, Tambone, Adani, 2012 Progetto - NERØ Regione Lombardia Digestato distribuzione per iniezione BKG - media μg 0 13/5 14/5 15/5 16/5 17/5 18/5 19/5 20/5 21/5 22/5 23/5 24/5

25 Prove odorimetriche Laboratorio (UO m -2 h -1 ) Prove odorimetriche pieno campo (UO m -2 suolo h -1 ) Misure odorimetriche Milzano (BS) Copertura Progetto - NERØ regione Lombardia Urea Digestato Separato liquido Liquame bovino 0 T 1 T 2 T 3 T 4 Liq. Sup. Grafico 5: prove odorimetriche in campo T1 = bianco T2 = Digestato tq iniettato T3 = urea T4= separato DA liquido iniettato

26 SOSTITUIRE L AZOTO DI SINTESI: PERCORSI. il Gruppo Ricicla dell Università degli Studi di Milano e Regione Lombardia hanno proposto dei criteri tecnici per sostituire completamente l azoto di sintesi con l azoto contenuto nel digestato. La proposta tecnica si basa sul fatto che il digestato con un alto tenore di azoto ammoniacale (N-NH 4 /Ntot > 0.7) è assimilabile (medesima efficienza) ad un fertilizzante azotato tipo urea o solfato ammonico. Se gestito correttamente: i.e. vasche di stoccaggio coperte ed utilizzo per iniezione o interramento immediato.

27 DECRETO SVILUPPO (DL 83, 22 GIUGNO 2012) Decreto Sviluppo (dl 83, 22 giugno 2012) cita testualmente: è considerato sottoprodotto il digestato ottenuto in impianti aziendali o interaziendali dalla digestione anaerobica, Decreto Sviluppo (dl 83, 22 giugno 2012).sono definite le caratteristiche e le modalità di impiego del digestato equiparabile, per quanto attiene agli effetti fertilizzanti e all'efficienza di uso, ai concimi di origine chimica.

28 Proposta Gruppo Ricicla e Regione Lombardia: Frazione liquida = fertilizzante se: Digestione efficiente + separazioni efficienti Efficienza di utilizzo alla coltura N-NH 4 > 70-80% 90% Digestione efficiente secondo parametri: Stabilità biologica Aspetti igienico-sanitari Titolo N tot Titolo N- NH 4 Efficienza di utilizzo dose N a bilancio coltura copertura vasche di stoccaggio distribuzione con iniezione, interramento immediato o fertirrigazione localizzata

29 ..not only re-use in the farm..but farmer became fertilizer producers

30 Ammonia sulfate production by NH 3 stripping

31 Simplified scheme of the N-Free plant (1: Screw press separation, 2: Centrifugation, 3: Ultrafiltration - UF, 4: Reverse Osmosis - RO, 5: Zeolites refining, 6: Cold ammonia stripping) Digestate Liquid Liquid Permeate Permeate Water Shallow Water Body Concentrate Solid Solid Concentrate 6 Ammonium sulfate 6 Lime residue Ledda et al., Water & Research.

32 UF + OI + cold stripping plus zeolite refining. Zeolite

33 Untreated After ultrafiltration After reverse osmosis

34 Ammonia sulfate production

35 Source: Arpav 2010 E la frazione solida? Per essere fertilizzante devo compostare!!! Perché!!!!!! Gruppo Ricicla - UNIMI

36 Source: bss-system.nl using heat from AD plant Drying Source: BTS Dried digestate Less water to deal with. More usable solid (PELLET or flake form)

37 Photo: enterprise-europe-network.ec.europa.eu Biomass Pellets: used for combustion or as a fertilizer ADVANTAGES: Reduction in volume Visually more attractive Improved marketability Hygienization (>70 C, for 1hour) Transport-ready product requires drying then pelletising machines

38 Progetto: Studio tecnico scientifico, a sostegno della domanda di riconoscimento del digestato quale fertilizzante. PSR124 - Dom. Mis Coop. svil. prodotti, processi e tecnologie nel settore agricolo/alimentare/forestale STUDIO E REALIZZAZIONE DI UN PRODOTTO FERTILIZZANTE INNOVATIVO DERIVANTE DA EFFLUENTI ZOOTECNICI E CENERI DI COMBUSTIONE, Regione Lombardia Capofila: Distretto Agroenergetico Lombardo Gruppo Ricicla - UNIMI

39 IL SEPARATO SOLIDO DEVE ESSERE UN CONCIME!!!!!.VALORE AGGIUNTO!!!!!

40 Fertilizzanti rinnovabili Valore e riconoscimento alle aziende che fanno bene all ambiente

41 .DARE VISIBILITA ALL IMPEGNO Il marchio FERTILIZZANTI RINNOVABILI certifica i modelli aziendali che rispondono a due criteri: Origine dei fertilizzanti: i fertilizzanti utilizzati derivano da fonti rinnovabili e non usano nutrienti di sintesi. Utilizzo dei fertilizzanti: i fertilizzanti sono utilizzati secondo un protocollo che massimizza la sostenibilità ambientale. Il tutto misurato da una analisi LCA che quantifica, con numeri chiari, la sostenibilità ambientale dell azienda certificata rispetto ad un modello di produzione tradizionale. Il marchio è uno strumento che permette, all azienda, di comunicare all esterno un immagine di sostenibilità e impegno ambientale, e di differenziarsi rispetto ad un modello di produzione che viene sempre più percepito come nocivo e inquinante.

42 MISURA COMPARATIVA DELL IMPATTO AMBIENTALE DI UN PROTOCOLLO DI UTILIZZO VIRTUOSO DEI NUTRIENTI AZIENDALI RISPETTO AD UN MODELLO TRADIZIONALE MODELLO TRADIZIONALE DI USO DEI NURIENTI IMPLEMENTAZIONE PARZIALE DI MISURE PER IL CONTENIMENTO DEGLI IMPATTI USO DEL PROTOCOLLO DI UTILIZZO FERTILIZZANTI RINNOVABILI

43 Sistema integrato di gestione dei reflui zootecnici per la produzione di energia rinnovabile (digestione anaerobica con produzione di biogas, da cui elettricità e calore in cogenerazione) e produzione di fertilizzanti rinnovabili. AZIENDA AGRICOLA BIZZONI F.lli S.s. SOCIETA AGRICOLA GRUPPO RICICLA DISAA dell Università degli Studi di Milano

44 Fabrizio Adani Full Professor Fulvia Tambone Researcher Barbara Scaglia Biologist Andrea Schievano Environmental Engineer Silvia Salati Environmental Scientist Giuliana D Imporzano Agronomist Claudio Ledda Biotechnologist Valentina Orzi Agronomist Ester Manzini Agronomist Tommy Pepè Sciarria Biologist Arjana Doda Pharmacist Samuele Lonati Agronomist Laura Terruzzi Natural scientist Carlo Riva Agronomist Michele Pognani Agronomist Luca Corno Agronomist