Valore fertilizzante del digestato da fermentatori anaerobici · “Valore fertilizzante del...

“Valore fertilizzante del digestato da

fermentatori anaerobici”

Marco Negri, Tommaso Maggiore

Dipartimento di Produzione Vegetale

Sez. Agronomia

Università degli Studi di Milano

Marco Negri Dipartimento di Produzione Vegetale (Di.Pro.Ve.)

marco.negri@guest.unimi.it

ALIMENTO = INGESTATO

EFFLUENTE = DIGESTATO

ANIMALI

ALIMENTO= INGESTATO

EFFLUENTE= DIGESTATO

DIGESTORE ANAEROBICO

Esempio:

1. L’ azoto “entra” nel fermentatore come: ammoniaca, proteine e amminoacidi.

2. Nel fermentatore le proteine vengono idrolizzate in amminoacidi e deaminati in

corpi carboniosi e ammoniaca. I corpi carboniosi vengono trasformati in

biogas e come tale allontanati dal sistema.

Nella fase acquosa del fermentatore si accumula ammoniaca che in piccola

parte può essere reimpiegata per costruire biomassa microbica.

3. L’ammoniaca si accumula nella fase acquosa nel digestore e viene allontanata

come digestato.

Composizione del digestato

DIGESTATO TAL QUALE

Digestato separato solido Digestato separato liquido

A - Separatore a vite B – separatore a rulli - staccio

Separatori

Caratterizzazione dei digestati

Per effettuare una corretta caratterizzazione dei digestati e delle loro frazioni sono stati raccolti campioni significativi di 25 L di digestato integrale in 22 impianti per un totale di 70 campioni.

Prelievo del digestato integrale

Trasporto presso il laboratorio

• Il processo di separazione:

Digestato integrale

Dispositivo di separazione

Inizio della separazione

Separato solido

Separato liquido

I prodotti della separazione

Pressatura

Caratterizzazione dei digestati

I campioni di digestato integrale e delle relative frazioni sono stati immediatamente analizzati per i parametri di pH, azoto totale Kjeldahl, azoto ammoniacale, sostanza secca. Successivamente su aliquote essiccate di campione è stata effettuata l’analisi del fosforo, potassio, calcio e magnesio con ICP Massa.

Digestato integrale

ss pH TKN tq g/kg

N-NH3 tq g/kg

NH3/TKN C tq %

Media 5,36 7,96 3,72 2,30 0,61 1,93 5,39

dv.st. 1,03 0,19 0,65 0,67 0,10 0,43 1,62

Min. 3,18 7,47 2,21 1,22 0,35 1,13 2,47

Max. 7,21 8,21 5,23 3,78 0,88 2,67 8,89

Digestato integrale

P tq g/kg

K tq g/kg

Ca tq g/kg

Mg tq. g/kg

Na tq. g/kg

Media 0,80 3,11 1,25 0,38 1,85

dv.st. 0,26 0,85 0,35 0,16 1,31

Min. 0,49 1,90 0,54 0,17 0,59

Max. 1,44 4,49 1,89 0,70 4,33

Separato solido

ss pH TKN tq g/kg

N-NH3 tq g/kg

NH3/TKN C tq %

Media 18,77 8,93 5,40 2,24 0,42 7,89 15,23

dv.st. 3,35 0,27 1,09 0,60 0,07 1,50 4,72

Min. 13,40 8,12 3,32 1,32 0,23 5,18 7,89

Max. 27,48 9,37 8,08 3,67 0,54 12,09 29,78

Separato solido

P tq g/kg

K tq g/kg

Ca tq g/kg Mg tq. g/kg

Na tq. g/kg

Media 1,73 3,26 3,07 0,97 2,08

dv.st. 0,72 0,69 1,22 0,27 1,27

Min. 1,09 1,67 1,57 0,51 0,55

Max. 3,31 4,56 5,39 1,54 4,38

Separato liquido

ss pH TKN tq g/kg

N-NH3 tq g/kg

NH3/TKN C tq %

Media 4,23 8,05 3,53 2,22 0,63 1,38 4,06

dv.st. 0,77 0,17 0,80 0,63 0,06 0,25 0,96

Min. 2,84 7,56 2,02 1,33 0,48 0,87 2,21

Max. 5,84 8,26 5,53 3,86 0,74 1,80 5,55

Separato liquido

P tq g/kg

K tq g/kg

Ca tq g/kg

Mg tq. g/kg

Na tq. g/kg

Media 0,70 3,39 1,25 0,36 2,11

dv.st. 0,27 0,83 0,34 0,16 1,48

Min. 0,43 2,12 0,50 0,14 0,58

Max. 1,55 4,91 1,76 0,63 5,25

Piano di fertilizzazione con digestato

340 kg/ha azoto

Contenuto medio N tot g/kg

Contenuto medio P205

Contenuto medio K2O g/kg

t di digestato

Apporto in P205 kg

Apporto in K2O kg

Integrale 3,72 1,83 3,73 91,397 167,44 341,10

Separato Liquido

3,53 1,60 4,07 96,317 154,40 391,82

Separato solido 5,4 3,96 3,91 62,962 249,44 246,31

Contenuto medio N tot

Contenuto medio P205

Contenuto medio K2O

t di digestato

Apporto in P205 kg

Apporto in K2O kg

Integrale 3,72 1,83 3,73 45,698 83,72 170,55

Separato Liquido

3,53 1,60 4,07 48,158 77,20 195,91

Separato solido

5,4 3,96 3,91 31,481 124,72 123,16

Piano di fertilizzazione con digestato

170 kg/ha azoto

Valorizzazione agronomica del digestato

Il digestato nelle sue diverse forme risulta essere un materiale ricco in elementi

nutritivi per al pianta, in particolare in azoto, azoto ammoniacale, fosforo e

potassio.

Mediamente i digestati risultano essere più ricchi dei liquami bovini e suini, ciò

per l’aggiunta delle biomasse nel fermentatore

Il contenuto in azoto totale dei digestati rispetto ai liquami bovini risulta essere

molto simile, mentre rispetto ai suini è superiore.

Il rapporto azoto ammoniacale/ azoto totale dei digestati rispetto ai liquami

bovini è nettamente maggiore.

Valorizzazione agronomica del digestato

Il notevole contenuto in azoto ammoniacale e i valori di pH alti

rendono il digestato particolarmente suscettibile a perdite di azoto ammoniacale.

Ciò rende particolarmente importante l’applicazione di corrette tecniche di

stoccaggio e di distribuzione:

-copertura delle vasche di stoccaggio

- immediato interramento durate la distribuzione nei campi.

GRANDE VARIABILITA’ !!

ANALISI IN TEMPO REALE NEL CORSO DELLA DISTRIBUZIONE

Spettroscopia nel vicino infrarosso

(NIRS)

Descrizione

• Utilizza l’intensità dell’assorbimento della luce nello spettro NIR (780

- 2500 nm);

• analizza campioni intatti, senza reagenti chimici (basso impatto

ambientale);

• garantisce un’analisi rapida (< 2 min) e completa (molti costituenti

contemporaneamente);

• usato largamente in zootecnia e mangimistica per la caratterizzazione

dei foraggi e delle granelle;

• l’informazione spettrale viene correlata con l’informazione sulla

composizione dei campioni mediante tecniche di chemiometria per

sviluppare modelli statistici di calibrazione;

• Le calibrazioni “adattano” lo strumento ad analizzare campioni futuri

di composizione incognita.

Spettro NIR

Lo strumento fornisce lo spettro del

materiale analizzato.

L’impiego di opportune applicazioni

statistiche permette di elaborare gli

spettri fino al raggiungimento della

calibrazione e della successiva

convalidazione dei risultati.

TERRAGATOR

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