STAR AGROENERGY 64 a Fiera Internazionale dell'agricoltura e Zootecnia FOGGIA 3-5-2013 Digestato: come valorizzarlo? G. D ImporzanoF. Adani, GRUPPO RICICLA Universitàdegli Studi di Milano Lab. Suolo e Ambiente, via Celoria2, 20133 Milano Lab. Biomasse e Agroenergia, Parco Tecnologico Padano, Via Einstein, Loc. C.naCodazza, 26900 Lodi. Tel.02 503 16546 Fax. 02 503 16521 http://users.unimi.it/ricicla - e-mail: gruppo.ricicla@unimi.it Giuliana.dimporzano@unimi.it
Cosa è il digestato
Digestione anaerobica E possibile rappresentare il processo di digestione anaerobica come una biotecnologia per la produzione di fertilizzante minerale 3. ingresso Azoto organico potenzialemente disponibile ( f(x) del tasso di mineralizzazione) ( ) ( ) k t N NO = N N e 3t ORG. digestore 2. biogas 3. Digestato Azoto minerale (NH3) prontamente disponibile
Stabilizzazione Degradazione della sostanza organica facilmente biodegradabile La sostanza organica residua è formata da molecole resistenti alla degradazione e humus precursori References: Adani F. L importanza della stabilitàbiologica nel controllo di processo e nella qualitàdei prodotti. Nuova GEA 3 (2), 53-69. (2006)
Stabilizzazione Solidi Volatili (%ss) COD (mg O 2 /l) Ingestato 85-90 130.000-170.000 Digestato 65-70 30.000-40.000-70 Degradazione della sostanza organica facilmente biodegradabile
Stabilizzazione Lignina (%ss) Contenuto cellulare solubile (%) Ingestato 6.49 81.92 La sostanza organica residua è formata da molecole lentamente biodegradabili e humus precursori Digestato 20.45 58.30 Molecole humus precursori *Valori medi rilevati in un anno di osservazione
Unità fertilizzanti Contenuto di nutrienti nel digestato 1 m 3 digestato Azoto (kg) Fosforo P 2 O 5 (kg) Potassio K 2 O (kg) 3-5 0.7-1.5 2-4
COME CONSERVARE IL VALORE
Da: SØRENSEN and MØLLER, 2008 2 3 1
USO AGRONOMICO DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO NH 3 NO 3 - Cortesia: Sommariva ARAL- SATA, 2010
Qualitàacque: eccesso di azoto in Europa da G. Provolo, 2011
Emissioni Emissioni di ammoniaca in pieno campo Fattori che influenzano la volatilizzazione ph Viscositàdel materiale La minor viscositàdel liquame digerito permette una piùveloce infiltrazione nel suolo e una minore perdita di ammoniaca per volatilizzazione (Hansen et al 2004)
Emissioni Emissioni di ammoniaca in pieno campo 8-10% Incorporazione diretta (entro pochi minuti) è efficace nel ridurre drasticamente la volatilizzazione di ammoniaca Incorporazione dopo dodici ore: assolutamente inutile nel ridurre la volatilizzazione di ammoniaca (Moller et al 2009)
Recupero unità fertilizzanti Efficienza di utilizzo digestato Fonte: Pedersen 2003
AUMENTARE L EFFICIENZA Digestione anaerobica; STOCCAGGI COPERTI Separazione S/L + decantazione = Digestato liquido (DL) + digestato solido (DS); DL = sostituzione fertilizzanti chimici DS = ammendante
1,50 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50-3,00-3,50-4,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00-2,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50 1 2 1 2 1 2 AUMENTARE L EFFICIENZA QUANDO DISTRIBUIRE Prearaturaautunnale frumento e mais 100 kg N 25-30 kg N Copertura frumento 100 kg N 40-50 kg N Copertura mais + incorporazione 100 kg N 70-75 kg N volatilizzazione Sommariva Lisciviazione-ruscellamento + 108 Euro
DIREZIONE GENERALE AGRICOLTURA: decreto n. 9129 del 13.08.2008 PROGETTO PILOTA "VALORIZZAZIONE DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO E LORO GESTIONE COMPRENSORIALE"
Perdite cumulate di Ammoniaca (% sul totale applicato) AUMENTARE L EFFICIENZA CON QUALI ATTREZZATURE Carrobotte con piatto deviatore 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 30-35 kg su 100 kg distribuiti 0 25 50 75 100 125 150 Tempo (ore) Perdite cumulate di Ammoniaca (% sul totale applicato) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Carrobotte con interratori 2-3 kg su 100 kg distribuiti 0 25 50 75 100 125 150 Tempo (ore) Sommariva
4 marzo 2009 Terragator 3 luglio 2009
3 luglio 2009 L intervento in copertura ha senso perchè il digestato è una soluzione di azoto ammoniacale, fertilizzante a pronto effetto
Distribuire bene costa di più? Utilizzare un carrobotte per la distribuzione dei liquami può costare molto se viene utilizzato poco!! Una macchina per distribuire correttamente sembra costare di più ma se utilizzata su grandi superfici può essere competitiva con i carribotte aziendali
Quali sono i costi? Voce di costo Carrobotte aziendale Trattricecarrobotte Cantiere Terragator 1 + 2 carri rifornimento Cantiere Terragator 2 + 3 carri rifornimento Capacità (m 3 ) 10-15 19 19 Capacità di lavoro (m 3 /h) 20-30 100 100 Ore di lavoro 100-150 400-550 550-700 Distanza 1-2 km 3-4 km 6-7 km Costo ( /m 3 ) 2,5-3,5 2,2-2,6 2,7-2,8 Sommariva
Sommariva
Ma funziona???
Azienda 1 Progetto -NERØRegione Lombardia Superficie: 5.5 ha Tessitura: Franco Limosa Irrigazione: goccia Ibrido: DCK-6903-8 pp/m 2 Pioneer PR31 Parcelle: 8, da ~4000 m 2 T1 T3 T2 Concimazione presemina T4 T1R 14 maggio T2R T3R T4R Parcellone Concimazione copertura 18 giugno Raccolta 23 agosto
Azienda 2 Progetto -NERØRegione Lombardia Superficie: 7.4 ha Tessitura: Franco Limosa Irrigazione: scorrimento T4 T1 T4R T3R T3 T2 T1R T2R Ibrido: DCK-6903-8 pp/m 2 Parcelle: 8, da ~5300 m 2 Concimazione presemina 29 maggio Concimazione localizzata semina (11 kg N ha -1 ) Parcellone Concimazione copertura 20 luglio Raccolta 25 agosto
Caratteristiche Digestato Progetto -NERØRegione Lombardia TKN TAN TAN/TKN ST ph g N kg -1 g NH 4 -N kg -1 % % TQ - Presemina Dig. TQ 3.4 2.0 59% 7.4 8.1 Az. 1 Copertura Dig. TQ 4.1 2.4 59% 6.3 7.8 Dig. SL 2.7 2.1 78% 2.2 8.0 Az. 2 Presemina Dig. TQ 4.5 1.9 41% 8.4 7.8
Resa Az. 1 Az. 2
NH 3 digstato PRE-SEMINA Digestato TQ SUPERFICIALE Carozzi, Riva, Acutis, Tambone, Adani, 2012 Progetto NERØ
Misure odorimetriche Progetto -NERØ Regione Lombardia Pre semina
Misure odorimetriche Progetto -NERØregione Lombardia Milzano (BS) Copertura
Valore potenziale dei nutrienti contenuti in un digestato Inpianto A Impianto B Inpianto C ton /anno digestato 30 000 38 000 20 000 N (ton /anno) 147 77 20 P (ton /anno) 17 36 19 K (ton /anno) 66 133 51 TS (ton /anno) 1528 1938 1105 per N (eq. Urea) 95874 50363 13131 per P (eq. P2O5) 27747 57000 29929 per K (eq. Cl K2O) 44899 90350 34393 per TS (eq. compost qual) 13751 17444 9947 tot 182 271 215 157 87 400
Prezzo dei fertilizzanti chimici azotati Terruzzi, 2012, by Gruppo Ricicla
Distribuzione dei giacimenti di fosfato
Distribuzione delle riserve di potassio Gruppo Ricicla - copyright
La DIGESTIONE ANAEROBICA èun processo che, in ambiente controllato, trasforma i reflui zootecnici in TM BIOCOMBUSTIBILE Valore e visibilitàall azienda completamente rinnovabile, che mette insieme economia e ambiente GRUPPO RICICLA
Accumulo di N reattivo nel sistema Fonte: Coldiretti modificato
Il digestato come fertilizzante azotato Decreto Sviluppo (dl 83, 22giugno 2012) cita testualmente: èconsiderato sottoprodotto il digestato ottenuto in impianti aziendali o interaziendali dalla digestione anaerobica,.sono definite le caratteristiche e le modalitàdi impiego del digestato equiparabile, per quanto attiene agli effetti fertilizzanti e all'efficienza di uso, ai concimi di origine chimica
PATOGENI
Al Seadi and Lukehurst, 2012
Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012
Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012
Digestione anaerobica: bassi ph, elevata presenza di AGV e termofilia riducono C. perfrigens(salsali et al., 2009); C. botulinume C. sordelliisopravvivono alla pastorizzazione, ma non dopo AD (Bagge et al., 2010).
Nonostante ciò, la letteratura scientifca concorda nell affermare che DA non determina incrementi nella presenza di sporigeni, ma nemmeno diminuzione, es. Bagge et al., (2005)
Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012
Suggerimenti finali: Pastorizzazione prima della AD; No utilizzo digestati su prati o con presenza di vegetale Utilizzo per iniezione; Non utilizzo per spargimento ad alta pressione (meglio iniezione); No utilizzo su suoli non contaminati (esistono?)
Sinergia Biomasse residue Chemicals: Acidi organici Proteine Bio tensioattivi Bio plastiche Produzione primaria (food) Dove il valore è nell insieme del ciclo Biomasse residue Tutela ambiente Gestione Tutela Ambiente di biomasse residuali Gestione reflui Minori emissioni in atmosfera Minore lisciviazione in falda Recupero unità Depurazione: fertilizzanti Riduzione emissioni Coltivazione gas serra alghe.. Energia (biogas) Fertilizzanti (digestato)
Per informazioni, contatti e collaborazioni: fabrizio.adani@unimi.it giuliana.dimporzano@unimi.it gruppo.ricicla@unimi.it RICICLA GROUP WEB SITE http://users.unimi.it/ricicla