COLDIRETTI LOMBARDIA Istituto di Ingegneria Agraria Il trattamento degli effluenti di allevamento Giorgio Provolo Istituto di Ingegneria Agraria Via Celoria 2 Milano giorgio.provolo@unimi.it Agroenergie: impianti anaerobici e tecnologie abbinabili Milano - 25 settembre 2008
Gli impianti con finalità agroenergetica hanno obiettivi: Ambientali Economici Agroenergia e nitrati Integrazione energetica E necessario individuare soluzioni che prevedano anche impianti per la produzione di energia, ma che consentano di ottenere una compatibilità alla normativa
Quali trattamenti? I trattamenti devono essere modulati in relazione alle esigenze delle singole aziende inserite nel loro contesto territoriale. Non esiste una soluzione che sia valida in tutte le situazioni. Bisogna valutare ogni singola realtà.
Perché è importante gestire l azoto Gestione delle eccedenze Riduzione delle emissioni emissioni di ammoniaca 13 15 Azoto al campo 72 volatilizzazione 10-25 UTILE ESCRETO 100 vasca di stoccaggio distribuzione in campo Lisciviazione/ruscellamento 12-42 20-35
Se l azoto non è gestito bene: peggiora il risultato ambientale non è più compensabile con un aumento della concimazione minerale Richiesta della coltura=250 kg di N Previsto: reflui 210 kg con efficienza=0.6 => 350 kg minerale 40 kg con efficienza 1 Se l efficienza reale è inferiore (0.4) reflui 350*0.4= 140 kg minerale 40 kg con efficienza 1 180 kg Mancano 70 kg di N alla coltura!!
Strategie da adottare Aziende non eccedentarie»trattamenti per migliorare la gestione dell azoto e ridurre le emissioni Aziende con eccedenze in zone non eccedentarie»trattamenti per la ridistribuzione delle eccedenze sul territorio limitrofo»soluzioni consortili per la distribuzione
Strategie da adottare (cont.) Aziende con moderate eccedenze in zone con surplus» Trattamenti per la dislocazione delle eccedenze in altre zone» Trattamenti per la rimozione moderata dell azoto Aziende con elevate eccedenze in zone non eccedentarie» Trattamenti per la riduzione dell azoto aziendali o consortili» Estrazione dell azoto e utilizzo in altre zone
Tipi di trattamento Separazione solido-liquido Rimozione di N in aria Estrazione N come minerale Stabilizzazione Combustione, pirolisi
Separazione dei solidi grossolani Riduzione di azoto ottenibile esportazione del palabile No Sì 0% N 4-16% 0,2-1,2 m -3 di effluente avviato al trattamento dall allevamento separatore liquido palabile vasche di stoccaggio platea di stoccaggio compostaggio utilizzazione agronomica esportazione Pre-vasca
Tipo di separatore Efficienza di separazione (%) solidi N P costo.m -3 Vagli 20-25 4-7 8-12 0,2-0,4 cilindrico 28-40 8-15 30-42 0,6-1,2 elicoidale 35-48 6-16 28-42 0,6-1,2
Fonte DEIAFA Torino, 2007
Separazione solidi fini Riduzione di azoto ottenibile esportazione del palabile No Sì 0% N 20-35% 0,3-4,2 m -3 di effluente avviato al trattamento separatore solidi grossolani chiarificato separatore solidi fini uso agronomico disidratazione fanghi dall allevamento esportazione pre-vasca vasca intermedia vasca fanghi uso agronomico
Tipo di separatore Efficienza di separazione (%) solidi N P costo m -3 Sedimentazione 50-70 25-35 50-65 0,3-0,4 Flottatore * 70-90 30-40 70-90 1,3-1,9 Centrifuga 55-65 20-26 73-87 1,2-2,0 Nastropressa * 50-70 20-35 60-80 2,9-4,2
Rimozione biologica dell azoto Riduzione di azoto ottenibile esportazione del palabile No Sì 50-70% N 50-95% 3,4-6,6 m -3 di effluente avviato al trattamento dall allevamento separatore N 2 vasca di denitrificazione dall allevamento N 2 vasca di vasca di ossidazione nitrificazionedenitrificazione sedimentatore allo stoccaggio allo stoccaggio chiarificato palabile ricircolo nitrati soffiante sommersa con ricircolo fanghi funzionamento discontinuo Allo stoccaggio o disidratazione fanghi di supero
limiti Si utilizza energia per riportare a N molecolare quello minerale (processo inverso a quello di produzione dell urea) Non si considera il surplus di P Attualmente è costosa
Estrazione N come minerale Riduzione di azoto ottenibile esportazione del palabile No Sì 45-65% N 50-95% non si dispone di una casistica sufficiente per la determinazione dei costi separatore solidi separatore solidi grossolani grossolani separatore solidi fini separatore solidi fini MgO P 2 O 5 H 2 SO 4 separatore dall allevamento dall allevamento NH 3 allo stoccaggio Calce calore vasca di precipitazione Solfato di ammonio struvite pre-vasca pre-vasca vasca fanghi vasca fanghi allo stoccaggio
Ostacoli attuali Tecnici: messa a punto delle tecnologie e verifiche dei costi Normativi: classificazione dell N estratto come minerale Non si considera il surplus di P
rimozione dell azoto e produzione di energia Riduzione di azoto ottenibile esportazione del palabile No Sì 45-70% N 50-95% 0,9-6,6 m -3 di effluente avviato al trattamento chiarificato dall allevamento separatore solidi grossolani separatore solidi fini fanghi Rimozione dell azoto in atmosfera o estrazione come fertilizzante minerale Allo stoccaggio energia elettrica e termica pre-vasca palabile chiarificato biogas separatore gruppo di cogenerazione esportazione palabile
Soluzione interessante ma Si riduce il reddito dell impianto di produzione di energia I bilanci di massa devono tener conto del palabile prodotto Se deve essere aggiunta della biomassa per aumentare la produzione, aumenta l azoto da gestire che può essere solo parzialmente compensato dalla rimozione
esempio 400 m 3 di liquame con 1000 kg di N 150 t di biomassa con 675 kg di N efficienza di rimozione dell N del 60% (senza esportare il palabile) Vuol dire gestire 670 kg di N La riduzione rispetto al solo liquame è il 33%!!
Conclusioni La gestione degli effluenti deve essere un elemento della gestione aziendale i costi di trattamento e di distribuzione possono influenzare notevolmente il risultato economico 5.m -3 di liquame gestito Suini all ingrasso 7-10% della PLV Bovini da latte 4-6% della PLV Il valore fertilizzante degli effluenti è interessante (4-5.m -3 ) solo se non sono diluiti
Conclusioni La valutazione delle alternative deve essere svolta con il supporto di tecnici preparati e aggiornati Le soluzioni non possono prescindere dall analisi della realtà aziendale e l inserimento nel territorio E necessaria la condivisione delle esperienze e la validazione delle nuove tecniche in condizioni operative