Digestato: criteri di valutazione

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Uberto Leone
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1 Università Degli Studi di Milano Digestato: criteri di valutazione Fabrizio Adani Giuliana D Imporzano [email protected]

2 Il processo di Digestione Anaerobica Processo biologico che determina profonde modificazioni chimico-fisiche e biologiche nelle matrici di partenza, al pari di altre biotecnologie applicate a biomasse (es. compostaggio). Il Digestato non è piùingestato

3 Digestato: Effetti del processo Decremento della quantità di sostanza organica Variazione della qualità della sostanza organica Incremento relativo in elementi fertilizzanti Incremento della disponibilità dell azoto

4 Prima e dopo: carico organico Solidi Volatili (%ss) COD (mg O 2 /l) Matrici Digestato

5 Prima e dopo: composizione macromolecolare Lignina (%ss) Contenuto cellulare solubile (%) Cellulosa (%ss) Emicellulosa (%ss) Matrici Digestato *Valori medi rilevati in un anno di osservazione

6 Prima e dopo: Spettri 13 CPMAS-NMR.

7 Prima e dopo: degradazione in condizioni anaerobiche e aerobiche (misura consumo di ossigeno, OD20) Produzione potenziale di Biogas ABP (ml/g ss) OD20 (mgo 2 /g ss 20h) Matrici Digestato

8 Questioni di naso. Impronta odorigena elettronico Biomasse agricole e liquame FORSU DIGESTATI

9 Nutrienti Azoto totale (%ss) Azoto ammoniacale (%TKN) Fosforo P 2 O 5 (%ss) Potassio K 2 O (%ss) effetto concentrazione sulla Inizio sostanza secca Fine

10 Criteri di valutazione

11 Criteri di valutazione Proprietà fertilizzanti-proprietà ammendanti Impatti ambientali

12 Proprietà fertilizzanti Incremento della percentuale di azoto ammoniacale Incremento dell efficienza di utilizzo (forma di azoto prontamente disponibile per le piante)

13 Strumenti di valutazione Titolo NPK e contenuto di azoto ammoniacale

14 Criteri di valutazione Proprietà fertilizzanti-proprietà ammendanti Impatti ambientali

15 Impatti ambientali Funzione del processo Sostanza organica non stabilizzata (odori) Inquinanti (es. metalli pesanti) Funzione delle matrici in ingresso

16 Stabilità biologica La misura del grado di decomposizione della sostanza organica facilmente biodegradabile contenuta in una matrice organica (Lasaridi e Stentiford, 1996). Indirettamente, fornisce indicazioni circa gli impatti della matrice organica come: attività microbiche, autoriscaldamento della massa, produzione di odori, grado di igienizzazione e produzione residua di biogas. Un grado elevato di stabilità biologica si traduce in un minor impatto del materiale disposto nell ambiente. References: Adani F. L importanza della stabilità biologica nel controllo di processo e nella qualità dei prodotti. Nuova GEA 3 (2), (2006)

17 Strumenti di valutazione

18 Strumenti di valutazione OD 20 si correla con la somma dei valori di cellulosa e contenuto cellulare solubile verificato con l analisi della fibra r = 0.99; P < 0.05 Lignima (%ss) Contenuto cellulare solubile (%) Cellulosa (%ss) Emicellu losa (%ss) Inizio Fine

19 Strumenti di valutazione OD 20 si correla con il contenuto di molecole labili O--alkyl-C e alkyl-cmisurato attraverso 13-CPMAS-NMR r = 0.98; P < 0.05 r = 0.99; P < 0.05

20 Strumenti di valutazione OD 20 si correla con la produzione di biogas e permette di farne una stima (ABP = 1.93* OD *VS ) ABP (NmL gts -1 ) y = 2.319x R 2 = Digestati Matrici r= 0.85< OD20 (mgo 2 g TS -1 )

21 Strumenti di valutazione OD 20 si correla con l impatto odorigeno espresso come unità odorimetriche Impatto odorigeno (OU m- 2 h -1 ) OD20 (mg O 2 gss -1 ) r = 0.98; P < 0.05 Forsu Digestato Biomasse e liquame Digestato

22 La misura del consumo di ossigeno (OD20): è uno strumento efficace per la valutazione della qualità del processo di digestione anaerobica è uno strumento di sintesi per la previsione degli impatti.

23 Impatti ambientali Funzione del processo Sostanza organica non stabilizzata (odori) Inquinanti (es. metalli pesanti) Funzione delle matrici in ingresso

24 Metalli pesanti Elemento Digestato Liquame Compost Fango Limiti 99/92 e D.G.R.L. 7/15944 Limiti 748/84 e sm (217/2006) Cd (mg/kg s.s.) Hg (mg/kg s.s.) Ni (mg/kg s.s.) Pb (mg/kg s.s.) Cu (mg/kg s.s.) * Zn (mg/kg s.s.) * Cr III (mg/kg s.s.) As (mg/kg s.s.) Cr VI (mg/kg s.s.) * Dati da fonte bibliografica. Manuale per la gestione e l utilizzazione agronomica dei reflui zootencici, CRPA, Regione Emilia Romagna

25 Digestato: caratteristiche Sostanza organica Bassi carichi organici residui Alta stabilità biologica Concentrato di molecole recalcitranti/humus precursori Contenuto di nutrienti Azoto prontamente disponibile (ammoniacale) Fertilizzante che può sostituire le quote di azoto da fertilizzanti chimici Azoto organico contenuto in molecole complesse Contenuto di inquinanti funzione delle matrici in ingresso

26 Digestato: Criteri e strumentidi valutazione Proprietà fertilizzanti: titolo NPK Proprietà ammendanti: conseguenza del processo di arricchimento in molecole recalcitranti e humus precursori Impatti ambientali: Stabilizzazione OD 20 Microrganismi patogeni : test microbiologici Metalli pesanti: Verifica delle concentrazioni

27 Per informazioni, contatti e collaborazioni: [email protected] [email protected] RICICLA GROUP WEB SITE

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