Valorizzazione della pollina: Compostaggio e Digestione Anaerobica

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1 GRUPPO RICICLA Valorizzazione della pollina: Compostaggio e Digestione Anaerobica G. D Imporzano, F. Adani DiSAA- Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali Laboratorio Suolo Ambiente Via Celoria, 2Milano 20133ItaliaTel Fax Laboratorio biomasse biogas ParcoTecnologico Padano, via Einstein-Loc. Cascina Codazza, Lodi.Tel , Fax Web site:

2 Materiali PARAMETRO POLLINA OVAIOLE POLLINA BROILER ST (%) SV(%) N (%TQ) NH3(mg/kg tq) C/N <10 >10

3 Compostaggio Obiettivi: Riduzione umidità IGIENIZZAZIONE Ottenere un prodotto commerciabile (pollina essiccata) Criticità Emissioni di ammoniaca Perdita di potere fertilizzante Necessità di uno scrupoloso dimensionamento del biofiltro

4 Adani, 2005

5

6 Bioessiccamento To<T1<T2 Wo<W1<W2 Perdite d acqua (vapore) Aria W1 Aria Wo ARIA ingresso To, Wo BIOMASSA T2, W2 ARIA uscita T1, W1 Figura 1. Rappresentazione schematica del processo di bioessiccamento (da Calcaterra e Adani 2004 modificato)

7 -75% H20-40%SV -81% H20-55% SV da CRPA, 2008

8 IGIENIZZAZIONE D Imporzano et al 2006

9 Perdite di azoto Le perdite di azoto possono variare dal 47% al 62 % dell azoto totale iniziale (Kithome et al 1997) Perdita di fertilità e valore

10 Rapporto C/N e perdite di N

11 Rapporto C/N, perdite di N e tempo

12 Rapporto C/N, perdite di N e tempo: cumulata

13 Rapporto C/N, perdite di N, tempo e flusso di aria

14

15 da CRPA, 2008

16 Dimensionamento del biofiltro Per ogni tonnellata di pollina compostata posso avere una emissione di ammoniaca fin a 7Kg Per ton/anno significa 148 ton/anno NH3 Fornendo unaportata di aria media di 25m3/ton ss circa 125 mg/m3 al sistema di abbattimento ATTENZIONE AL DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA DI ABBATTIMENTO (scrubber e biofiltro)

17 Digestione anaerobica Obiettivi: Produrre energia Conservare il potere fertilizzante in forma prontamente assimilabile (ammoniaca) IGIENIZZAZIONE Criticità Forte concentrazione di ammoniaca che può inibire il processo biologico Elevata presenza di inerti antibiotici

18 Materiali ST (%) SV(%) Biogas (NL kgst-1) TKN (%Tq) TKN (%ST) Ammoniaca totale (mg kg-1 ) Pollina Broiler Pollina Broiler Pollina ovaiole Pollina ovaiole Pollina ovaiole Pollina ovaiole Materiali valutati per un piano di fattibilità impianto Digestione anaerobica- (dati Gruppo Ricicla)

19 Materiali materiale P tot K tot Na (mg kg ss-1) (mg kg- ss1) (mg kg ss-1) Pollina Broiler Pollina Broiler Pollina ovaiole Pollina ovaiole Pollina ovaiole Liquame suino Materiali valutati per un piano di fattibilità impianto Digestione anaerobica- (dati Gruppo Ricicla)

20 AMMONIACA.. In letteratura si riporta come inibente un valore di ammoniaca pari a >3000mg/l ammoniaca totale =5000mg/l ammoniaca totale (Kroeker 1979) 1100 mg/l ammoniaca libera (Hansen 1997)

21 AMMONIACA.. NH4+aq. + OH-aq. NH3aq. + H2O NH3gas AMMONIACA LIBERA FORMA TOSSICA AMMONIACA LIBERA: (f): T e ph del mezzo FA = 1 / (10pKa-pH + 1) pka = / T

22 ph AGV ph bassi NH3 ph elevato

23 AMMONIACA..valori limite e risultati

24 AMMONIACA..valori limite e risultati Acidificazione del mezzo e riduzione dell ammoniaca libera

25 POLLINA Prove di codigestione Parametro Prova Pollina 100% Prova Pollina 60% Prova Pollina 40% ph Azoto totale (% tq) Azoto ammoniacale (mg l-1) Ammoniaca libera (mg l-1) Acidi grassi volatili (mg ac. Acetico l-1 )

26 POLLINA Prove di codigestione Biogas potenziale della miscela approntata 1 (NL kgst-1) Biogas prodotto durante la prova CSTR (NL kgst-1)* Rapporto tra produzione effettiva di biogas e produzione potenziale (%) Concentrazio ne media di metano nel biogas prodotto (%) Prova 40% % 52.1 Prova 60% % 54.6 Prova 100% % 49.9

27 CASE HISTORY Alcuni esempi di utilizzazioni di pollina in impianti di biogas in esercizio finanziati nel Programma Straordinario Nitrati Agroenergie Bergamasche società cooperativa Impianto biogas 1 MWe 11 aziende socie Pollina 10% in peso dell alimentazione (5000ton/anno) Agricola San Giovanni Comune di Chiari BS Impianto biogas 635 kwe Pollina 10% in peso dell alimentazione Green Energy Comune di Chiari BS impianto biogas 1 MWe Società costituita dall'unione di 3 aziende agricole Pollina 20% in peso dell alimentazione Azienda agricola Mirandola di Lissignoli Pollina 10% in peso dell alimentazione

28 Impianti digestore ph AGV (mg.acetico/l) alcalinità totale (mg CaCO3/l) rapporto agv/alk NH3 totale (mg/l) NH3 libera (mg/l) prevasca D D % Pollina

29 IMPIANTI Digestore ph NH3 (mg/l) NH3 libera (mg/l) AGV (mg.acetico/l) alcalinità totale (mg CaCO3/l) rapporto agv/alk % Pollina

30 RIDUZIONE PATOGENI Al Seadi and Lukehurst, 2012

31 RIDUZIONE PATOGENI Coliformi fecali Log 10 CFU ml Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012

32 RIDUZIONE PATOGENI Escherichia coli : Log10 CFU ml Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012

33 IMPATTI AMBIENTALI :CONFRONTO DIGESTIONE ANAEROBICA- COMPOSTAGGIO Total CO2 emission reduction (kg CO2/ton Vegetable, Fruit and Garden wastes) Due to energy production/consumption Due to potential peat substitution Anaerobic digestion Plant 1 Composting plant Total CO2 emission reduction 83-1 (from De Groot and Van Lierop, 1999 modified)

34 IMPATTI AMBIENTALI :CONFRONTO DIGESTIONE ANAEROBICA- COMPOSTAGGIO Environmental impacts of different organic waste treatment technologies. (EC: enclosed tunnel composting; OC: open windrow composting, DE: Digestion with enclosed composting, DO: Digestion with open composting, DP: digestion with aerobic post treatment, IS: incineration plant) heavy metal (hm) = influence of hm export from soil by water; +/-gas = influence of emission of NH3, N2O e H2S into air. from Edelmann et al (2004), modified

35 IMPIANTI Monitorare i valori critici dell impianto Ridurre il carico di azoto/ammoniaca.

36 RIDUZIONE AZOTO IMPIANTO OI E STRIPPAGGIO SOLFATO DI AMMONIO

37 RIDUZIONE AZOTO RENEWABLE WATER untreated Partially untreated treated

38 Grazie per l attenzione

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