Separazione solido/liquido WORKSHOP: L ATTIVITA DI CONTROLLO PRESSO LE AZIENDE ZOOTECNICHE SOGGETTE AIA (IPPC 6.6) Andrea Giussani
Separazione solido/liquido È una tecnica di conservazione che consiste nella parziale rimozione dei solidi sospesi (grossolani e fini) presenti negli effluenti di allevamento. Effluente tal quale Frazione liquida separata Frazione solida (palabile) 2
Finalità Migliorare la gestione degli effluenti di allevamento Riduzione dei volumi liquidi stoccaggi richiesti Migliorare l efficienza agronomica degli effluenti di allevamento 3
Tecniche di separazione Separazione dei solidi grossolana: vagli (statici, rotativi o vibrovagli) rulli cilindrici controrotanti complessione elicoidale (a vite) Separazione dei solidi grossolani e fini: centrifuga separazione per gravità (sedimentazione) separazione per flottazione Nastropresse Poco diffusi in agricoltura Utilizzati in impianti biologici di rimozione dell azoto (Nitro-Denitro) 4
Vagli (statici, rotativi o vibrovagli) Vagli statici: i liquami percorrono una griglia metallica con inclinazione variabile lungo la quale subiscono una progressiva sgrondatura. Vibrovagli: la griglia è montata su un telaio sottoposto a vibrazione. Vagli rotativi: tamburo con pareti a rete, la rotazione del tamburo con spazzole raschianti favorisce lo sgrondo del liquido. Vibrovaglio Utilizzato per effluenti suini Efficienza di separazione teorica: Volume: 3 5% N: 4 7% P 2 O 5 : 8 12% 5
Rulli cilindrici controrotanti Vaglio cilindrico in acciaio con una o due coppie di rulli pressori che comprimono il materiale e separano la frazione solida che non passa nel vaglio. Efficienza di separazione teorica: Volume: 4 16% N: 5 25% P 2 O 5 : 10 50% Utilizzato per effluenti bovini e suini 6
Compressione elicoidale (a vite) Il liquame viene compresso in una coclea in un cilindro filtrante. Rappresenta la tecnica di separazione più conveniente. La pressione può essere tarata in funzione del tipo di liquame e dalle esigenze dell azienda. Utilizzato per effluenti bovini e suini Efficienza di separazione teorica: Volume: 5 20% N: 3 25% P 2 O 5 : 10 20% Contrappeso per la regolazione della pressione 7
Centrifuga La separazione avviene grazie alla generazione di una forza centrifuga, i separatori centrifughi sono costituiti da un tamburo cilindrico conico orizzontale in cui è inserito un rotore a coclea, che ruota nella stessa direzione del tamburo, ma con una diversa velocità. Efficienze maggiori ma generalmente utilizzati con liquami aventi un basso contenuto in solidi (5-8%) e accoppiati a separatori grossolani (a vite). Efficienza di separazione teorica: Volume: 5 20% N: 10 40% P 2 O 5 : 60 80% LIQUAME SEPARATO LIQUIDO SEPARATO SOLIDO SEPARATORE A VITE CENTRIFUGA SOCCAGGIO IN VASCA STOCCAGGIO IN PLATEA 8
Efficienza di separazione/1 In funzione: della tipologia effluente (tipo, lettiera, eventuale pretrattamento, digestato ); del tenore di S.S. dell effluente; del rapporto NH 4 / N totale (frazione organica). 9
Elaborazioni con ValorE «Sistema esperto per la Valorizzazione degli Effluenti di allevamento, la salvaguardia ambientale e la tutela del territorio della Lombardia» percorrere l intera filiera dalla produzione degli effluenti (dall alimentazione degli animali alla distribuzione in campo); valutare le conseguenze dei rilasci di azoto sotto i diversi aspetti agronomico, ambientale ed economico; creare alternative gestionali operando a scala aziendale e a scala territoriale. Università degli Studi di Milano Facoltà di Agraria (Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali) Informatica Ambientale Centro Ricerche Produzione Animali - Reggio Emilia Fondazione Lombardia per l Ambiente Associazione Regionale Allevatori Lombardia Agrimercati Università Cattolica del Sacro Cuore Sede di Piacenza 10
Efficienza di separazione/1 Caratteristiche medie effluenti (dati aziende lombarde elaborazione da varie fonti) Effluenti bovini da latte Media Dev.st. Min Max ss (%) 6.7 2.5 1.6 10.3 N tot (kg/m 3 ) 3.03 0.83 0.87 4.26 NH 4 /N tot 0.46 0.09 0.32 0.68 P 2 O 5 (kg/m 3 ) 1.12 0.46 0.21 2.36 fonte Marino, P., G. De Ferrari, and L. Bechini. 2008. 40 campioni analizzati. Effluenti suini Media Dev.st. Min Max ss (%) 1.78 0.41 0.13 6.74 N tot (kg/m 3 ) 2.43 1.17 0.2 5.62 NH 4 /N tot 0.55 0.08 0.42 0.73 P 2 O 5 (kg/m 3 ) 1.25 1.47 0.09 9.14 fonte: L. Martínez-Sullera, A. Azzellinoa and G. Provolo, 2008. 90 campioni analizzati. 11
Efficienza di separazione/2 Caratteristiche medie digestati da effluenti bovini, suini e biomasse (dati aziende Lombarde elaborazione da varie fonti) Media Dev.st. Min Max ss (%) 6.21 2.42 2.00 12.90 N tot (kg/m 3 ) 4.11 0.92 1.70 6.46 NH 4 /N tot 0.53 0.12 0.33 0.74 P 2 O 5 (kg/m 3 ) 1.50 0.73 0.49 3.66 fonte A. Schievano, M. Pognani, G. D Imporzano, F. Adani, 2008. 34 campioni analizzati. Caratteristiche medie digestati suini e biomassa Media Dev.st. Min Max ss (%) 5.27 0.99 3.67 6.33 N tot (kg/m 3 ) 4.78 0.92 3.64 6.05 NH 4 /N tot 0.60 0.09 0.52 0.69 P 2 O 5 (kg/m 3 ) 1.80 0.80 1.10 2.56 12
Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione / vagli 14% 12% 10% LIQUAME SUINO 45% 40% 35% 30% LIQUAME SUINO 8% 25% 6% 4% 2% Efficienza volume 20% 15% 10% 5% Efficienza N 0% 0% 3% 5% 8% 10% s.s. effluente 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 70% 60% LIQUAME SUINO 50% 40% 30% 20% 10% Efficienza P 2 O 5 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 13
Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione / vite 35% 35% 30% 25% LIQUAME BOVINO LIQUAME SUINO 30% 25% LIQUAME BOVINO LIQUAME SUINO 20% 20% 15% 15% 10% 5% Efficienza volume 10% 5% Efficienza N 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 45% 40% 35% LIQUAME BOVINO LIQUAME SUINO 30% 25% 20% 15% 10% 5% Efficienza P 2 O 5 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 14
Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione Efficienza di separazione / centrifuga 25% Efficienza volume 45% 40% 20% 35% 15% 10% 5% LIQUAME BOVINO LIQUAME SUINO 30% 25% 20% 15% 10% 5% Efficienza N LIQUAME BOVINO LIQUAME SUINO 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 90% 80% 70% 60% 50% 40% LIQUAME BOVINO 30% LIQUAME SUINO 20% Efficienza P 2 O 5 10% 0% 0% 3% 5% 8% 10% 13% 15% s.s. effluente 15
Efficienza di separazione / altri dati fonte AC. Fabbri, P. Mantovi, S. Piccinini, F. Verzellesi 2012 16
Efficienza di separazione / altri dati fonte AC. Fabbri, P. Mantovi, S. Piccinini, F. Verzellesi 2012 17
Stoccaggi/1 Coefficienti per i materiali palabili per i quali dividere il volume di stoccaggio necessario (m 3 ) al fine di ottenere la superficie in m 2 della platea (nuovo P.d.A. Nitrati): a) 2 per il letame; b) 2 per le lettiere esauste degli allevamenti cunicoli; c) 2 per le lettiere esauste degli allevamenti avicoli; d) fino a 2,5 per le deiezioni di avicunicoli rese palabili da processi di disidratazione; e) 1,5 per le frazioni palabili risultanti da trattamento termico e/o meccanico di liquami; f) 1 per fanghi palabili di supero da trattamento aerobico e/o anaerobico di liquami da destinare all utilizzo agronomico; g) 1,5 per letami e/o materiali ad essi assimilati sottoposti a processi di compostaggio; h) 3,5 per i materiali palabili, come la pollina delle galline ovaiole allevate in batterie con sistemi di pre-essiccazione ottimizzati, aventi un contenuto di sostanza secca superiore al 65%. 18
Stoccaggi/2 BOVINI UBA: 300 m 3 liquame/anno: 6.500 Giorni minimi stoccaggio: 120 Efficienza 1: 25% Efficienza 2: 10% Volume m 3 stoccaggio minimo 1: 1.580 Volume m 3 stoccaggio minimo 2: 1.900 Differenza: + 20% SUINI UBA: 300 m 3 liquame/anno: 8.700 Giorni minimi stoccaggio: 180 Efficienza 1: 20% Efficienza 2: 5% Volume m 3 stoccaggio minimo 1: 6.900 Volume m 3 stoccaggio minimo 2: 8.200 Differenza: + 19% 19