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1 PROGETTO PER LO SMALTIMENTO SOSTENIBILE DEI LIQUAMI ZOOTECNICI DA ALLEVAMENTI BOVINI MEDIO-PICCOLI Impianto integrato per la valorizzazione energetica in loco dei liquami zootecnici, con produzione di energia elettrica e termica, e rimozione finale dell’azoto (denitrificazione) Marcon, 10 maggio 2010

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PROGETTO PER LO SMALTIMENTO

SOSTENIBILE DEI

LIQUAMI ZOOTECNICI DA ALLEVAMENTI

BOVINI MEDIO-PICCOLI

Impianto integrato per la valorizzazione energetica in loco dei

liquami zootecnici, con produzione di energia elettrica e

termica, e rimozione finale dell’azoto (denitrificazione)

Marcon, 10 maggio 2010

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INDICE La normativa di riferimento 3

Gli allevamenti in Provincia di Venezia 6

Le soluzioni attuali 8

La proposta 10

Descrizione del processo 14

Nitrificazione e denitrificazione biologica

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Possibili implementazioni 37

Economics 38

Conclusioni 45

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1. La normativa di riferimento

La Direttiva Comunitaria 91/676/CEE più comunemente nota come Direttiva Nitrati ha dettato i principi fondamentali relativamente all’utilizzo agronomico degli effluenti di origine zootecnica e acque reflue provenienti da piccole aziende agroalimentari. I principi fondamentali di tale direttiva sono stati recepiti a livello nazionale con il D. Lgs. n. 152/1999 e il D.M. 7 aprile 2006, quest’ultimo recepito a livello regionale con DGR n. 2495 del 7 agosto 2006. La DGR n. 2495 ha regolamentato le attività di spandimento dei reflui sia per le zone vulnerabili ai nitrati (designate con DCR n. 62 del 17 maggio 2006) che per le rimanenti aree agricole del Veneto. A livello regionale completa il quadro normativo la DGR n. 2439 del 7 agosto 2007. Con DGR n. 338 del 20 febbraio 2007 si individua il 31 dicembre 2007 come termine ultimo per la presentazione della prima Comunicazione o il Piano di Utilizzazione Agronomica di cui ai commi 4 e 5 del DM 7.4.2006, nonché la relativa documentazione amministrativa essenziale. Con DGR n. 3659 del 20 novembre 2007 è stata :

- riconfermata la data del 31 dicembre 2007 come termine ultimo per la presentazione

della Comunicazione alle Province ma viene stabilita la data del 15 maggio 2008 quale

ultima data utile per presentare eventuali integrazioni delle informazioni e della

documentazione ai fini del perfezionamento e della piena validità amministrativa della

Comunicazione trasmessa.

- confermato al 31 dicembre 2009 il termine ultimo per l’adeguamento delle strutture di

stoccaggio dei reflui da parte delle imprese che presentino domanda di ammissione ai

fondi PSR a valere sulla misura 121.

- determinato al 31 dicembre 2008 il termine ultimo per l’adeguamento delle strutture di

stoccaggio dei reflui da parte delle imprese che non presentino domanda di ammissione

ai fondi PSR a valere sulla misura 121.

Con DDR n. 12 del 17 gennaio 2008 è stata aggiornata la tabella 4 all. A alla DGR n. 2439/2007

relativa ai parametri di calcolo dei quantitativi di azoto nelle acque reflue delle cantine e dei

caseifici.

Con DDR n. 33 del 13 febbraio 2008 sono stati approvati:

- schema generale di riferimento per gli adempimenti connessi al trasporto e

all’utilizzazione degli effluenti zootecnici o acque reflue aziendali;

- modello del documento di trasporto.

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Con DGR n. 430 del 04 marzo 2008 successivamente modificata dalla DGR n. 586 del 11.03.2008 sono stati introdotti i nuovi valori dei limiti di pendenza oltre i quali è vietato lo spandimento dei liquami nell’ ambito delle zone non vulnerabili. Sono stati inoltre prescritti tutti i necessari accorgimenti tecnico-agronomici e i vincoli alle pratiche di fertilizzazione secondo quanto previsto dall’art. 5, lettera a) DM 7 aprile 2006 e fornite precisazioni relative alla validità della documentazione amministrativa necessaria per l’utilizzo agronomico degli effluenti zootecnici di allevamento. Con DDR n. 104 del 31 marzo 2008 vengono fornite ulteriori precisazioni in merito al trattamento dei liquami con l’approvazione del documento tecnico – Allegato A al decreto – nel quale si forniscono chiarimenti riguardo alla Tabella 3 – Allegato I del DM 7.4.’06. Si dettagliano, inoltre, i parametri relativi alla determinazione dell’abbattimento del contenuto in azoto nell’effluente dopo il trattamento e del contenuto in azoto delle frazioni derivanti dal trattamento di separazione solido-liquido, sia per i suinicoli che per quelli prodotti da altre categorie di animali allevati. Con DDR. n. 134 del 21 aprile 2008 vengono fornite ulteriori precisazioni in merito ai piccoli allevamenti di tipo familiare ed alle caratteristiche dello stoccaggio e si precisa:

- definizione di piccoli allevamenti di tipo familiare di cui alla lettera q) comma 1 art. 2

della DGR n. 2495 del 7 agosto 2006;

- i criteri da rispettare relativamente agli stoccaggi degli effluenti zootecnici dei piccoli

allevamenti di tipo familiare; le condizioni riguardanti le modalità di allevamento allo

stato “semibrado”;

- le specifiche tecniche che individuano la superficie minima del 20% della SAU aziendale

che permette la riduzione delle dimensioni degli stoccaggi (in zona vulnerabile), ai sensi

dell’art. 24, comma 4 del DM 7 aprile 2006;

- definizione, anche ai fini urbanistici, di “vasca o concimaia coperta o chiusa”.

Con DGR n. 893 del 06 maggio 2008 sono state previste alcune procedure specifiche relative all’utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento non palabili precisando:

- le condizioni in cui deve essere realizzatolo spandimento a fini agronomici degli effluenti

di allevamento non palabili;

- le modalità di segnalazione preventiva all’Amministrazione provinciale competente ai

fini dei controlli di competenza;

- le condizioni riguardanti l’obbligo/esonero di presentazione della Comunicazione/PUA;-

gli impegni a cui è assoggettata un’impresa conto terzi che esegue l’intervento di

trasporto e/o spandimento degli effluenti non palabili,

- le condizioni di rispetto per i terreni già oggetto di utilizzazione agronomica di acque

reflue, fanghi di depurazione , acque di vegetazione, sanse umide provenienti da frantoi

oleari e degli ammendanti organici, di cui al D. Lgs n. 217/2006.

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Con DGR n. 894 del 6 maggio 2008 sono stati introdotti nuovi valori dei limiti di pendenza , oltre i quali è applicato il divieto di spandimento degli effluenti non palabili, nell’ambito delle zone vulnerabili ai nitrati di origine agricola dei territori delle Comunità montane del Veneto. Con DPGR n. 114 del 14 maggio 2008 è stata fissata al 15 settembre 2008 la scadenza del termine ultimo per la presentazione della documentazione integrativa alla Comunicazione preliminare e PUA già trasmessa alle Province ai sensi dell’art. 18 del DM 7 aprile 2006 e delle successive disposizioni applicative Regionali.

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2. Gli allevamenti nella provincia di Venezia (Dati ISTAT 2000)

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Da questi dati si evidenzia la tendenza a un notevole calo nel numero dei capi presenti e a una riduzione del numero delle aziende. Percentualmente sul totale è in crescita il numero delle aziende più grandi e il numero dei capi per azienda, proprio per contrastare il continuo aumento dei costi e la concorrenza delle carni e del latte importati da paesi dove qualità e costi di produzione sono nettamente inferiori ai nostri.

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3. Le soluzioni attuali

Gli impianti di DIGESTIONE ANAEROBICA sono visti oggi come la migliore soluzione per lo smaltimento dei liquami zootecnici, soprattutto per la possibilità di valorizzare i liquami stessi attraverso la produzione di energia dalla combustione in impianti di cogenerazione del biogas prodotto. Ma la digestione anaerobica non rimuove l’azoto contenuto nei liquami. Questo perché la digestione anaerobica è un processo di fermentazione in assenza di ossigeno, che trasforma la frazione organica, liberando biometano, anidride carbonica e altri gas. L’azoto iniziale rimane sotto forma di azoto organico nelle spoglie batteriche, che, insieme alle fibre non fermentabili, costituiscono il residuo solido, mentre nei reflui è presente in forma ammoniacale la restante parte di azoto. Prima di tutto va detto che la digestione anaerobica è costituita da una catena di reazioni, ognuna delle quali ha proprie condizioni ottimali di andamento, e, di conseguenza, andrebbero separati gli ambienti di ogni singola fase della catena (idrolisi, acidificazione e metanazione). L’attuale offerta impiantistica propone processi in gran parte monofasici, che operano secondo parametri che sono dei compromessi tra le migliori condizioni delle singole fasi di reazione. Inoltre questo tipo di soluzione è molto sensibile alle variazioni quali-quantitative di alimentazione e, oltre a necessitare di particolare presidio, è a rischio blocco della fermentazione con conseguenti fermo impianto, mancato trattamento reflui e perdite economiche. Per queste ragioni i reflui di questi impianti sono ancora molto carichi di solidi volatili e necessiterebbero di trattamenti finali molto onerosi, che però vengono trascurati, riproponendo lo smaltimento del digestato tal quale sui terreni, lasciando inalterato il quantitativo iniziale di azoto e la superficie dei terreni necessaria per lo smaltimento. In secondo luogo, come appare dalle tabelle precedenti, gli allevamenti più piccoli, che appartengono ad aziende agricole tradizionali, che trattano i liquami in concimaia e utilizzano il letame stabilizzato come fertilizzante per i propri terreni, vanno riducendosi enormemente. Le aziende più grandi, invece, che non dispongono dei terreni sufficienti per lo spandimento, sono ancora troppo piccole per avere una quantità di reflui tale da poter realizzare un impianto proprio in grado di inertizzare i liquami e di trattare i reflui in modo da poterli smaltire nel rispetto della normativa attuale a costi sostenibili: i piccoli impianti di digestione anaerobica attualmente proposti, nonostante il contributo per la produzione di energia da biogas, hanno tempi di rientro dell’investimento e costi di gestione improponibili e porterebbero ad un aggravio dei costi di produzione dell’azienda, già penalizzata dall’apertura a mercati esteri a basso costo e bassa qualità di prodotto. Solo la possibilità di smaltire in modo sostenibile i liquami degli allevamenti nel rispetto della “Direttiva Nitrati” consentirebbe la sopravvivenza delle nostre aziende zootecniche medio-piccole, salvaguardando una tradizione di competenze e qualità che non ha rivali al mondo. Oggi sono pochissime le aziende che, con migliaia di capi allevati, possono permettersi un proprio impianto che, sulla carta, possa garantire pay-back accettabili. Ma, per la tipologia degli impianti proposti, rimangono grossi limiti sulla qualità dei reflui e, addirittura, spesso

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l’alimentazione dell’impianto di digestione anaerobica deve essere integrata con prodotti da colture dedicate (insilato di mais o di altri cereali). Oltre alla valutazione etica di tale scelta, che non riguarda il nostro studio, va ricordato che tali colture sono quotate dalla “Borsa Merci” e che le variazioni del rapporto domanda/offerta si ripercuotono sul loro prezzo di mercato e di conseguenza sul conto economico degli impianti: esempio recente l’aumento del prezzo del mais in Messico, provocato dall’aumento della domanda da parte dei produttori di bio-etanolo statunitensi. Anche in Provincia di Venezia, come in tutte le “aree sensibili”, il problema vero è che la totalità dell’azoto contenuto nei liquami zootecnici è superiore al quantitativo massimo spandibile sull’intera area agricola provinciale. Stimiamo che in Provincia siano oltre cento le aziende potenzialmente coinvolgibili in questo progetto, che rappresentano circa il 50 % dei capi allevati in provincia e che sono alla ricerca di una soluzione sostenibile per il problema dello smaltimento dei liquami e alla continuazione dell’attività zootecnica. Purtroppo la proposta impiantistica attuale dimentica il vero motivo per cui nasce la necessità di trattare i liquami:

- stabilizzarli

- inertizzarli

- rimuovere l’azoto residuo disciolto, evitandone lo spandimento sul suolo agricolo

ma, visti gli incentivi del “conto energia”, si limita a presentare i possibili guadagni, lasciando inalterato il problema AZOTO.

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4. La proposta

Il progetto descritto in questo documento si pone i seguenti obiettivi:

a) il trattamento depurativo dei liquami prodotti da un’azienda di allevamento

Tutte le emissioni liquide dell’allevamento, dopo trattamento in questo impianto, possono essere smaltite in fognatura o in acque superficiali, in ottemperanza alle vigenti leggi sugli effluenti liquidi ed in particolare la qualità analitica degli effluenti da questo impianto è adeguata, con valori inferiori ai parametri limite espressi nelle normative nazionali ed è contemporaneamente rispondente ai limiti espressi nella direttiva “nitrati” della comunità europea. (Direttiva Comunitaria 91/676/CEE).

b) il recupero e l’utilizzo delle risorse energetiche generate dal processo depurativo

Questo impianto ottiene, per fermentazione biologica dei liquami, la produzione di gas biologico che è utilizzabile, attraverso un impianto di cogenerazione, per ottenere l’energia termica, necessaria al processo di digestione anaerobica, e l’energia elettrica cedibile alla rete alle condizioni previste dal “conto energia”.

c) il recupero di sostanze organiche contenenti nutrienti del terreno a lento rilascio

(azoto, fosforo, potassio, …. )

I fanghi, sottoprodotti solidi del processo di digestione anaerobica dei liquami, sono una risorsa per il loro contenuto in elementi nutritivi agronomici. Il processo descritto rende disponibili i residui solidi per: - l’allevatore stesso per la concimazione delle proprie colture

- per la cessione ad aziende agricole terze,

- per la cessione ad aziende produttrici di concimi organici (o misto organici)

- per la produzione in proprio di concimi organici (o misto-organici) e per la vendita ai

coltivatori.

Il tutto con:

- un investimento sostenibile e ammortizzabile in tempi ragionevoli

- semplicità di gestione

- costi di manutenzione contenuti

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d) Caratteristiche generali

- L’impianto sarà costruito a norma e fornito di tutte le protezioni di sicurezza e di

blocco prescritte (PED, CEI, ATEX, UNI, ecc.).

- Tutte le vasche e i reattori saranno realizzati in cemento armato impermeabilizzato

e tutte le parti metalliche delle apparecchiature a contatto con i liquami e il biogas,

prima della pulizia, saranno in Acciaio Inox AISI 304.

- Tutte le macchine previste per il funzionamento continuo saranno in doppio (una di

riserva) per evitare interruzioni del processo di fermentazione

1) Dati base di calcolo

Di seguito si ipotizza di avere a disposizione un quantitativo di liquami bovini (allevamento su grigliato) sufficiente per alimentare un gruppo di cogenerazione da 100 kWe. Nel caso di allevamenti su paddock o su cuccette il liquame è molto più concentrato (fino al 25% di solidi totali invece del 12 %) e la frazione liquida da smaltire si ridurrebbe considerevolmente. Laddove l’allevamento fosse su lettiera fissa, anche il materiale utilizzato per la lettiera contribuirebbe alla produzione di biometano (+25-40 %) Materiale da trattare: liquame da allevamento bovino

- peso vivo medio per capo in allevamento 450 kg

- numero capi 730

- capacità dell’ impianto (deiezioni) 31,7 t/d

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2) Prodotti

Acqua (scaricabile in “acque superficiali”) 22,3 m3/d

Biogas 49,87 Nm3/h

- calorie biogas (P.C.I. 5500 kcal/Nm3) 274.286 kcal/h

Fanghi (al 25% di sostanza secca) 7,8 t/d Energia elettrica da biogas 100 kWh/h Energia termica (in cogenerazione) 160.000 kcal/h Concime da fanghi essiccati al 75% 2,7 t/d

3) Consumi

potenza elettrica installata acqua di pozzo

polielettroliti inorganici polielettroliti organici bicarbonato sodico

4) Manodopera

500÷700 h uomo/anno, personale normalmente disponibile in azienda, che sarà opportunamente addestrato per la conduzione dell’impianto.

5) Manutenzioni

sistema di cogenerazione macchinari impianto (pompe, filtri, ecc.) 6) Avviamento

la valutazione economica é comprensiva dell’avviamento dell’impianto e dell’addestramento del personale dedicato, per un periodo di trenta giorni dopo l’avviamento.

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7) Opzioni eventuali

sezione disidratazione fanghi (nel caso si intenda commercializzare come fertilizzante il digestato solido).

8) Garanzie

Le produzioni d’impianto sono correlate ai seguenti parametri: - alle presenze giornaliere. (numero di capi e peso per capo).

- al peso vivo nel suddetto giorno nell’allevamento.

- alla tipologia dell’allevamento.

- all’effettiva portata di liquami.

- ai seguenti parametri analitici del liquame:

o solidi totali (kg/d)

o solidi volatili (kg/d)

o BOD5

o COD

o TKN

La variazione di ognuno di questi parametri apporta variazioni alle prestazioni d’impianto. Le garanzie saranno quindi emesse solo come correlazione fra la produzione garantita ed ognuno dei suddetti parametri. Si sottolinea inoltre che il processo è esclusivamente di tipo biologico ed è operato da microrganismi, il cui metabolismo può essere inibito dalla presenza di sostanze cito-tossiche o antibiotiche. In questo caso potrebbe verificarsi una riduzione di efficienza del sistema o, in caso di forte concentrazione di sostanze tossiche, un arresto temporaneo delle reazioni di fermentazione.

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5. Descrizione del processo Premessa L’ impianto qui di seguito descritto presenta alcune particolarità innovative sia nella filosofia del processo sia nelle apparecchiature impiegate:

- in questo impianto è previsto un processo di digestione anaerobica in due fasi dove,

nella prima, si invia in continuo il liquame e lo si processa in “idrolisi” con tempi di

residenza brevi, inferiori ai due giorni, praticando una effettiva liquefazione, cioè

ottenendo la rottura dei componenti organici complessi dell’alimentazione ottenendo in

cambio acidi organici ed altri composti intermedi ad inferiore peso molecolare adatti alla

conversione a metano,

- nella fase successiva i suddetti composti acidi a basso peso molecolare e gli altri

composti derivanti della liquefazione vengono trattati nelle condizioni ideali per

produrre efficientemente metano in questo impianto ogni apparecchiatura è scelta e

progettata in modo che, durante la fase di avviamento possano essere ottimizzati tutti

quei parametri che condizionano il rendimento del sistema, portate, tempi di ritenzione

totali e dei solidi, chemicals correttivi, ecc..

- E’ inoltre previsto il recupero del calore interno mediante scambiatori carica/effluente

allo scopo di minimizzare il prelievo di calore dalla cogenerazione e di raggiungere,

contemporaneamente, la giusta temperatura di idrolisi e di metanazione.

- La metanazione viene realizzata mediante un’apparecchiatura brevettata che permette

la fermentazione di metanazione su biomasse adese continuamente rinnovate

(BIOFILM), che permette un carico di solidi totali e rese elevate, riducendo

considerevolmente il volume totale del sistema.

- La stessa apparecchiatura brevettata, appositamente modificata, viene utilizzata nel

trattamento aerobico dei reflui, nel quale avvengono tutte le reazioni di

nitrazione/denitrazione dell’azoto ammoniacale disciolto nel liquido.

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1) Schema generale

Lo studio delle condizioni ottimali delle varie reazioni biologiche che partecipano alla decomposizione della sostanza organica ed alla produzione di gas biologico effettuato da ricercatori a livello internazionale e validato dall’E.P.A. si è concluso evidenziando almeno due condizioni da applicare al processo: quella delle reazioni di idrolisi, che sono completamente diverse, da quelle dell’acetificazione e della metanazione. Si è quindi proposto come ottimale per questo impianto un sistema a due stadi (AG phased system) perché, in definitiva, i due separati e diversi ambienti di reazione ottimizzano l’intero processo:

I. Acid phase

- pH acido

- termofilo

- formazione, per fermentazione (idrolisi), degli acidi volatili.

II. Gas phase

- pH neutro

- mesofilo

- produzione, per fermentazione, di acido acetico e, successivamente, di metano.

Ovviamente, come detto, i due passaggi di digestione debbono essere realizzati in due diversi e separati reattori in ragione delle suddette due diverse condizioni operative:

I. Primo reattore

“stadio di idrolisi o stadio di produzione di acidi primari”:

- i batteri acidogeni convertono la sostanza organica in composti solubili ed in acidi

grassi volatili (liquefazione)

- si sviluppa un gas biologico ricco di anidride carbonica.

- Il gas da idrolisi viene riciclato in metanazione, dove parte dell’anidride carbonica

viene ridotta a metano.

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II. Secondo reattore

“stadio secondario o di formazione metano”

- condizioni di pH neutro (o leggermente basico)

- in mesofilia (35°)

- si ottiene una ulteriore conversione della sostanza organica in acido acetico per

acetogenesi

- formazione di metano perché i batteri metanogenici convertono la sostanza

organica solubile in biogas (specialmente metano).

Nota di cinetica e di termodinamica : mentre l’idrolisi è favorita dalle alte temperature, le due reazioni di acetificazione e di metanazione sono invece favorite dalle condizioni di temperatura di mesofilia perché sono ambedue esotermiche, quindi sfavorite dalle temperature elevate.

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2) Schema semplificato

3) Successione delle operazioni di processo

La sequenza di processo si articola sulle seguenti operazioni fondamentali :

a) ricevimento

b) idrolisi e scambio termico

c) metanazione

d) trattamento aerobico degli effluenti

e) separazione fanghi

f) trattamento gas e cogenerazione

g) gestione fanghi

h) trattamento acqua di scarico

31,7 t/d Ossidazione

Nitrificazione

Denitrificazion

e

Idrolisi Metanazione

Digestato solido 7,8 t/d (25% S.S.)

BIOGAS 49,9 Nm3/h

Acqua 22,3 t/d

Aria

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La descrizione del processo fa riferimento nel dettaglio alle singole sezioni d’impianto descritte nelle pagine seguenti :

a) RICEVIMENTO Questa sezione d’impianto comprende la ricezione dei liquami, la desabbiatura e lo stoccaggio temporaneo degli stessi. Lo scarico dei liquami semisolidi e liquidi dagli autocarri, da botte o da trattore agricolo avviene per caduta nella vasca V–1. Nel caso di impianto dedicato ad un singolo allevamento e ubicato presso lo stesso allevamento si utilizza la vasca di stoccaggio esistente. La vasca è munita di portello di chiusura azionato manualmente. L’operazione di scarico viene effettuata dall’operatore del mezzo di trasporto mediante apposita colonnina di comando posizionata accanto alla vasca V–1. Da quest’ultima apparecchiatura il liquame triturato e grigliato attraverso il maceratore viene trasferito nella vasca V–2. Inizialmente viene azionata la pompa verticale trituratrice P–1 che ricicla il liquame su se stesso, successivamente la si utilizza in mandata verso l’apparecchiatura speciale costituita dal ciclone liquido CY–1 con funzione di desabbiatore e dal maceratore AS–1 che effettua la triturazione finale del refluo ( ≤ 500 μ). La vasca V–1 è dimensionata per lo scarico di un automezzo/h (50 m3) e la pompa P–1 è prevista per lo svuotamento della stessa in circa ½ ora e di riciclare triturando l’intero contenuto ella vasca V–1. (50÷100 m3/h). La vasca V–2 è dimensionata per lo stoccaggio di 3 giorni di carico all’impianto in modo da consentire una carica continua e bilanciata alle sezioni di fermentazione; l’agitatore assiale AG–1 permette di mantenere in sospensione i solidi sospesi nel liquame evitando la sedimentazione degli stessi. Per bassissimo livello l’agitatore viene arrestato. Terminata l’operazione di trasferimento dei liquami dalla V–1 alla V–2, l’operatore attiva una sequenza temporizzata di estrazione delle sabbie dal fondo del ciclone e di lavaggio delle stesse che, una volta lavate, vengono convogliate in un cassone scarrabile mediante il nastro trasportatore BC–1. L’ operazione di estrazione della sabbia e di lavaggio della stessa viene effettuata con acqua di pozzo mentre le acque di lavaggio vengono raccolte nella vasca V–2 Mediante la pompa mono P–2 il liquame viene inviato automaticamente alle successive sezioni d’impianto con portata costante con un unico controllo di arresto per bassissimo livello nella vasca V –2.

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LEGENDA

AS apparecchiatura speciale BL soffiante CY ciclone D recipiente

E scambiatore di calore FL filtro FB rompifiamma FR torcia

GH gasometro PK gruppo package R reattore S separatore concentratore

SD sedimentatore ST camino

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b) IDROLISI

I liquami temporaneamente confinati nella vasca V–2 allo scopo di omogeneizzare la composizione della carica all’impianto vengono inviati a portata costante dalla pompa P – 2 AB alla sezione di idrolisi. La concentrazione di sostanze organiche dalla vasca V–2, essendo la qualità giornaliera dei liquami provenienti dai pretrattamenti mediamente costanti nella giornata, non cambia sostanzialmente, quindi con la vasca di omogeneizzazione giornaliera si ottiene una condizione di impianto biologico a carico costante, prodromo di un buon funzionamento dello stesso. Da questo punto del processo in poi, la costanza della portata è importante per rendere uniformare i tempi di residenza nei reattori, per evitare negative variazioni delle condizioni operative dalle reazioni biologiche e per stabilizzare i flussi incrociati degli scambi termici. In ogni caso le variazioni verranno controllate con opportuna strumentazione anche se nello schema sopra descritto alcune soluzioni di controllo e blocco non sono rappresentate. Per il bilancio termico qui rappresentato si suppone che la carica abbia una temperatura in arrivo di 10°C. (abbastanza probabile, ma sono possibili altre ipotesi, soprattutto nella stagione calda) Lo scambio termico carica/effluente (E–1) permette di riscaldare la carica da 10° a 25°C. Il successivo scambio termico della carica con gli effluenti dall’idrolisi permette di riscaldare la carica all’ idrolisi da 25°C a 55°C. mediante lo scambiatore E–2, mentre, contemporaneamente, si ottiene la temperatura adatta alla metanazione/acetificazione sul flusso inviato alla seconda fase. Il residuo calore (cioè il calore mancante per raggiungere i 65°C) viene fornito internamente al fermentatore d’ idrolisi dallo scambiatore (E–3) “gaslifter” alimentato dal calore di cogenerazione. Questa fase consente, come vantaggio aggiuntivo, di pastorizzare il liquame, eliminando ogni potenziale agente patogeno eventualmente presente. Il sistema gaslifter, per la miscelazione completa, si compone di un compressore per gas biologico, un sistema di lance e di spargers, un tubo eduttore munito di camicia riscaldante. Il reattore di idrolisi prevede un’agitazione “perfetta”, ottenuta mediante circolazione del gas biologico inviato dal compressore BL–1 al sistema a “gaslifter” con lance non intasabili e manutenzionabili con il sistema in marcia. Il liquame agitato scorre sulle pareti riscaldate del tubo eduttore del gaslifter scambiando calore con l’acqua di raffreddamento del motore. Il gaslifter è calcolato per almeno 3 ricicli/ora dell’intero contenuto del reattore di idrolisi attraverso il tubo eduttore.

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LEGENDA

AS apparecchiatura speciale BL soffiante CY ciclone D recipiente

E scambiatore di calore FL filtro FB rompifiamma FR torcia

GH gasometro PK gruppo package R reattore S separatore concentratore

SD sedimentatore ST camino

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Tale sistema permette un agitazione superiore a qualsiasi sistema meccanico di agitazione con un consumo di energia elettrica inferiore a qualsiasi sistema meccanico di agitazione; consente inoltre uno scambio termico “istantaneo” in virtù della elevata velocità dei fluidi. Il reattore di idrolisi è protetto da una valvola di sicurezza per alta/bassa pressione del recipiente (valvola pieno/vuoto). Il sistema di compressione del gas prevede un rompifiamma e un filtro (con espulsione delle condense) in aspirazione, controllo della temperatura in mandata, silenziatore in mandata. Ricordiamo che, comunque, la temperatura di uscita dei due flussi liquefatti combinati deve essere di 35°C. Anche per la gestione di questo scambio termico misurazioni di portata e di temperatura saranno inviate alle logiche gestite da PLC per la gestione ottimale di controllo del funzionamento.

c) Metanazione e trattamento aerobico In questo paragrafo si descrivono sia la sezione di fermentazione anaerobica che la sezione di fermentazione aerobica per il trattamento finale dei reflui. Questo perché le due sezioni d’impianto utilizzano un reattore a biomassa adesa del tipo RBC, brevettato col nome Archimede, con caratteristiche costruttive e di processo innovative. Il contattore biologico rotante Archimede introduce notevoli vantaggi nelle prestazioni dei sistemi a biomassa adesa poiché vengono eliminati alcuni inconvenienti che limitano le prestazioni degli attuali sistemi.

L’apparecchiatura manifesta un comportamento idrodinamico diverso rispetto ai tradizionali RBC e consente trasferimenti di massa notevolmente superiori, anche in differenti condizioni operative.

Sintetizzando, i vantaggi ottenibili con il contattore Archimede sono i seguenti:

- può funzionare in tutti i tipi di processo, sia aerobi che anaerobi;

- in condizioni aerobie viene assicurato un adeguato rifornimento di ossigeno al biofilm;

- a qualsiasi velocità di rotazione viene mantenuta una efficiente movimentazione dei solidi sospesi;

- non essendo soggetto a sollecitazioni torsionali di un azionamento meccanico ne deriva una costruzione più leggera e meno costosa;

- la velocità di rotazione non costituisce un vincolo ma si adatta alle varie esigenze, senza gravare sui consumi energetici. Ciò consente una elevata flessibilità operativa, anche in presenza di carichi variabili;

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- per effetto dell’aria insufflata nella vasca, l’impianto si comporta come un sistema misto (biomassa adesa + biomassa sospesa) con evidenti effetti sinergici;

- nelle soluzioni multistadio è possibile far operare in condizioni indipendenti i rotori, ottimizzando le prestazioni dei singoli stadi;

- è possibile ottimizzare il consumo energetico modulando la portata di aria insufflata in funzione del carico entrante;

- richiede una manutenzione estremamente ridotta.

RBC – Archimede: particolare costruttivo canalette e sedi

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LEGENDA

AS apparecchiatura speciale BL soffiante CY ciclone D recipiente

E scambiatore di calore FL filtro FB rompifiamma FR torcia

GH gasometro PK gruppo package R reattore S separatore concentratore

SD sedimentatore ST camino

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I. Sezione anaerobica

Continuando a seguire passo passo il procedimento, consideriamo dapprima la sezione di acetificazione e di metanazione. L’effluente dall’idrolisi, raffreddato a 35°C, viene portato a pH neutro mediante additivazione di una soluzione di bicarbonato sodico inviata al processo principale da una pompa dosatrice controllata in portata da un rilevatore di pH in linea sulla tubazione di alimentazione al reattore.

Il gas proveniente dall’ idrolisi viene inviato ai diffusori interni al reattore; anche parte del biogas prodotto in questa sezione viene inviato al sistema di diffusione del gas che provoca innanzitutto la

movimentazione del contattore rotante, ma anche il contatto gas/biomassa. La funzione del contattore è molteplice: - attraverso la colonizzazione da parte dei microrganismi della superficie dei semitubi (120

m2/m3) si ottiene una concentrazione di batteri all’interno dei reattori 4/5 volte superiore a

quella dei normali digestori e, proprio perché adesa, senza perdite dovute al flusso del

substrato

- creare una superficie biologica di biomassa adesa che scambia enzimi con il liquido e che si

rinnova in continuazione separando biomassa nel sedimentatore

- creare il contatto fra l’anidride carbonica da idrolisi e l’idrogeno biologico nascente ottenendo

metano

- disassorbire nella zona di contatto liquido-gas il metano, che, allontanandosi dall’equilibrio,

determina il progredire della reazione di metanazione verso il prodotto.

Il biogas così ottenuto viene inviato alla sezione successiva che comprende stoccaggio, purificazione gas, torcia e cogeneratore. Il reattore di metanazione è protetto da una valvola di sicurezza per alta o bassa pressione del recipiente (valvola pieno/vuoto).

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Il sistema di compressione del gas prevede rompifiamma e filtro (con espulsione delle condense) in aspirazione, controllo della temperatura in mandata, silenziatore in mandata. E’ previsto il controllo di pressione in split-range col gasometro.

II. Sezione aerobica

Dopo la sedimentazione e la separazione dei fanghi anaerobici, i liquami fluiscono al trattamento di depurazione aerobica, con un impianto che utilizza i contattori biologici rotanti “Archimede”, già referenziati per questo impiego e premiati per la loro efficienza e il loro bassissimo consumo energetico. Il processo di trattamento biologico ossidativo delle acque reflue elimina il COD organico residuo e si suddivide in due distinti stadi per poter rimuovere l’azoto, presente in soluzione in forma ammoniacale: in una prima fase, con insufflazione di aria nella vasca contenente i rotori Archimede, si ottiene sia un’ulteriore riduzione del carico organico sia la nitrificazione dell’ammoniaca.

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Sezione schematica della struttura del biofilm nei sistemi a biomassa adesa

L’azoto, nel liquame grezzo è inizialmente combinato nelle molecole di varie sostanze organiche complesse, che vengono sottoposte a trasformazione biologica e degradazione con conseguente solubilizzazione dell’ammoniaca. (ad es. la rapida trasformazione dell’urea NH2― CO―NH2 in NH4

+ e CO2 a mezzo dell’ ureasi) L’azoto ammoniacale, però, può essere successivamente ossidato sempre per via biologica a nitriti secondo la:

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2 NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O

I batteri del gruppo Nitrosomonas operano questa reazione, si tratta di batteri specializzati autrotofi a crescita lenta e facilmente dilavabili nel caso di carico organico basso. Quindi questa reazione viene terminata fino alla ossidazione dei nitriti a nitrati strettamente aerobici del ceppo Nitrobacter: 2NO2

- + O2 → 2NO3-

segue lo sproporzionamento fra ammoniaca e nitrato a dare azoto. La crescita lenta dei Nitrosomonas in un sistema fluente, ove avviene anche la perdita per dilavamento, costituisce il fattore limitante di tutto il processo. A questo punto si intuisce come un sistema a biomasse adese permetta alla biomassa a minor crescita di accumularsi e mantenere una concentrazione, o meglio una popolazione, costante o crescente. Nei sistemi a biomasse adese fisse (trikling filters) resta il problema degli intasamenti e della formazione di percorsi preferenziali, i rotori Archimede, muovendosi provocano turbolenze tali da evitare qualsiasi fenomeno che ridurrebbe l’efficienza del sistema. In particolare nel sistema Archimede la biomassa nitrosante e nitrificante tende ad aderire al substrato solido ed ad non essere dilavata, inoltre è in continuo esposta all’ossigeno dell’aria già nel mezzo liquido in cui si immerge il rotore, mantenendo quindi sempre le condizioni ossidanti e di contatto richieste dal processo. Dopo la sedimentazione e la separazione dei fanghi, i liquami ed i fanghi fluiscono contemporaneamente alla vasca di alimentazione V–2 come prodotto da riprocessare ed acqua di diluizione. Nel calcolo dell’investimento, riportato in seguito, è compreso il costo dell’impianto di trattamento dei reflui, dimensionato in modo da poter rispettare i limiti allo scarico in aree sensibili. Nel caso dei reflui da digestione anaerobica di liquami bovini, ricordando che si tratta di un sistema a biomassa adesa, il calcolo per il dimensionamento dell’impianto viene fatto molto semplicemente partendo dal valore del COD o del BOD dei reflui: la superficie equivalente dell’impianto sarà pari a 1 m2 per ogni 20 g di COD (10 g di BOD), che affluiscono per giorno all’impianto di trattamento reflui.

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d) Separazione fanghi

Come riferito nella sezione relativa alla scelta impiantistica il volume giornaliero dei fanghi anaerobici separato meccanicamente è di 7,8 m3 e contiene il 25 % di solidi, che è possibile disidratare ulteriormente, utilizzando il calore residuo. (soluzione opzionale). La digestione anaerobica, in questo caso, svolge la funzione della vecchia concimaia, dove i liquami, opportunamente stoccati, fermentavano e, fermentando, si riduceva la componente organica e, al termine di tale processo I fanghi (digestato solido), per la loro composizione (fibre non fermentabili e spoglie batteriche), rappresentano un ottimo fertilizzante, che contiene tutti i micro-elementi utili all’arricchimento dei terreni e azoto organico, fissato in forma di azoto proteico, a lento rilascio (7/8 % SS). Questo fertilizzante, particolarmente indicato nella coltura del mais e in frutticoltura, può essere utilizzato tal quale (25/30 % SS) sui terreni oppure essiccato, pellettizzato da immettere in vendita al dettaglio. Nel caso in cui l’allevatore disponga di terreni propri, che possono utilizzare direttamente il digestato solido, non è necessario nessun trattamento successivo, in quanto il prodotto è stabilizzato e inerte (come il letame maturo). In caso contrario, si consiglia la realizzazione do un impianto consortile, che collettando il digestato delle aziende del circondario, possa provvedere al suo confezionamento per poterlo immettere sul mercato.

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e) Linea gas e cogenerazione

1. Linea gas Poiché in caso di fermata motori, della caldaia o di altre apparecchiature di consumo, le eccedenze di gas debbono essere smaltite in torcia (adiabatica), tali eccedenze sono trattate con apposito processo depurativo per raggiungere la qualità prescritta dalle normative sulle emissioni gassose. Il sistema di trattamento del gas sarà by-passato solo nel caso di forza maggiore. Dopo trattamento, il biogas viene accumulato in un piccolo gasometro, con funzione di smorzamento delle fluttuazioni di portata alle utenze. Nel caso di alimentazione ad un motore o ad una caldaia e prima dello stoccaggio, il gas viene comunque depurato delle componenti acide e dalle condense per evitare corrosioni di tali apparecchiature, in accordo alle specifiche dei fornitori. Sulla linea e sul gasometro sono previste tutte le apparecchiature di sicurezza prescritte dalle norme europee per il convogliamento e stoccaggio di gas combustibili. La strumentazione e la realizzazione degli impianti elettrici saranno conformi alle ATEX nelle zone ove sono richieste.

2. Cogenerazione Il motore a gas in versione aspirata o turbo richiede una pressione alla presa gas di circa 300 mm circa, che viene determinata dalla pressione della campana gasometrica. Il motore è collegato ad alternatore in controllo del numero di giri con modulatore Woodwart La resa in En. El. con gas caratterizzato da P.C.I. compreso fra 5000 kcal/mc e 6500 kcal/m3, cioè quella prevista del biogas di alimentazione, è del 35 % del P.C.I. del biogas in ingresso. Il quadro elettrico di parallelo consente i controlli di tensione e di frequenza per il trasferimento dell’energia prodotta in rete. L’eccedenza di energia dalla trasformazione in ciclo otto si recupera come energia termica dal raffreddamento dell’acqua, dell’olio, mentre un ulteriore quota di calore viene recuperata dai fumi. Una parte di questo calore viene utilizzata per il riscaldamento della carica fino alla temperatura di digestione, per il mantenimento della temperatura, quindi per sopperire alle dispersioni termiche. Una quota comunque importante di calore resta disponibile e può essere utilizzata per usi esterni all’impianto e/o per l’essiccamento del solido anaerobico.

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LEGENDA

AS apparecchiatura speciale BL soffiante CY ciclone D recipiente

E scambiatore di calore FL filtro FB rompifiamma FR torcia

GH gasometro PK gruppo package R reattore S separatore concentratore

SD sedimentatore ST camino

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6. Nitrificazione e denitrificazione biologica

Per effetto della normativa citata in premessa e per evitare ulteriori inquinamenti della falda acquifera occorre limitare e controllare la dispersione dell’azoto (soprattutto ammoniacale) nel terreno. Il processo esposto propone, prima di tutto, una soluzione tanto banale e semplice, quanto poco utilizzata: la separazione della frazione solida da quella liquida del digestato e il successivo trattamento biologico aerobico. In questo modo si raggiunge un obiettivo importante, cioè di separare nella frazione solida, sotto forma di azoto organico proteico circa il 60 % dell’azoto presente e di poterlo stoccare in forma solida, stabile, in volumi accettabili e utilizzabile agronomicamente. Per quanto riguarda la restante parte di azoto occorre una riflessione: l’azoto, in forma organica o nitrica, è con il fosforo il principale componente dei fertilizzanti, quindi una risorsa che, dove risulti sostenibile economicamente, bisogna cercare di recuperare. Nel caso di impianti dedicati ad allevamenti bovini medio/piccoli l’unica soluzione possibile è quella di depurare la frazione liquida del digestato in modo da poterla smaltire in acque superficiali nel rispetto della normativa vigente, evitando stoccaggi enormi e costi di spandimento. Nel caso di liquami critici (es. pollina), dove l’azoto è presente in percentuali importanti, pensiamo sia opportuno valutare la possibilità di recuperarlo sotto forma di nitrato (immediatamente utilizzabile dai vegetali) e di unirlo alla frazione solida, opportunamente disidratata, ottenendone un ammendante arricchito in azoto. Ritornando allo scopo del progetto, dobbiamo ricordare le proprietà dei sistemi a biomassa adesa, dove i micro-organismi si attaccano al supporto, colonizzandolo, e, così facendo, rendono stabile la loro presenza nell’ambiente di reazione. Questo fatto è molto importante perché consente anche alle specie meno numerose (es. batteri nitrificanti e denitrificanti) di mantenere la consistenza necessaria a rimuovere gli eccessi di azoto qualora si presentino le condizioni. Nel caso del sistema proposto operano con biomassa adesa sia la fase aerobica (nitrificazione) che la fase anossica (denitrificazione), garantendo efficacia e stabilità senza necessità di presidio dell’impianto. Inoltre, per poter avere la certezza assoluta del risultato qualitativo allo scarico, giocando sui ricircoli delle varie frazioni di frazioni solide e liquide, si creano altri ambienti di reazione ottimali per la reazione di denitrificazione. Di seguito riportiamo due esempi di rese di impianto in rimozione dell’azoto in condizioni operative diverse, dove, seguendo passo passo lo schema del bilancio dell’azoto, si possono verificare il risultato e la bontà della proposta. In particolare nella fase di liquefazione tutto l’azoto legato a sostanze organiche viene liberato secondo una reazione che esemplificativamente potrebbe essere espressa come:

C5H7O2N + 5O2 = 5CO2 + 2H2O + 3NH3

Nella fase anaerobica, notoriamente riducente, l’ammoniaca viene utilizzata nella produzione di celle batteriche passando quindi dalla fase acquosa alla fase solida che viene separata in

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sedimentazione; il sedimentato contiene ovviamente una quantità di liquido che viene ossidato a nitrito/nitrato mediante insufflazione di aria in un filtro aerobico a latere del sedimentatore. L’effluente dalla metanazione viene inviato a ossidazione biologica nel contattore rotante ove, accanto all’ossidazione del carbonio organico ancora presente avvengono le seguenti reazioni:

2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O

2NO2- + O2 → 2NO3

-

Tramite l’azione congiunta di batteri specializzati nitrificanti (nitrosomonas e nitrobacter). In questa apparecchiatura la biomassa adesa permette di mantenere in sito la flora batterica ossidante ma contemporaneamente di disporre nello strato adeso, della biomassa costituita da flora batterica denitrificante in modo da ottenere:

2 NO3- ….. → N2 + 3O2

Anche quest’ultima reazione avviene mediante batteri specializzati, questi ultimi hanno una crescita molto lenta e non sono facilmente utilizzabili in un sistema fluente perché alla loro concentrazione si oppone il dilavamento e si ha costantemente un equilibrio fra crescita e perdita di cellule nel refluo, mentre una volta formatisi permangono in colonie sufficientemente sviluppate nello strato di biomassa adesa. Questi batteri (pseudomonas, micrococcus, achromobacter, bacillus spirillus) sono del tipo eterotrofo (la fase liquefatta fornisce sostanza organica prontamente disponibile per la crescita) e sono facoltativi nel senso che in presenza di ossigeno disciolto utilizzano l’ossigeno stesso ma in condizioni anossiche utilizzano l’ossigeno contenuto nei nitrati. Si comprende quindi come in un sistema a biomasse adese la colonia di batteri denitrificanti che aderisce allo strato di supporto della biomassa siano in condizioni anossiche, mentre lo strato superiore di nitrobatteri cresca in condizioni ossidanti. I sedimentati degli effluenti dalla metanogenesi e dalla ossidazione biologica vengono riciclati nella vasca di omogeneizzazione ove si determina il completamento delle reazioni di denitrificazione. Infatti questi batteri necessitano di cibo, cioè di un substrato costituito da sostanze organiche carboniose, facilmente presente nella vasca di omogeneizzazione. Naturalmente nel mezzo acquoso avviene contemporaneamente la reazione non biologica dello sproporzionamento nitriti e/o nitrati + ammoniaca a dare azoto. E’ chiaro che questo sistema depurativo dell’azoto sia distruttivo in quanto l’azoto (ammoniacale, nitrico, etc), contenuto nel refluo, viene eliminato come azoto elementare, cioè come gas. Nel caso di alte concentrazioni di azoto ammoniacale nei reflui, la biomassa adesa nitrifica completamente l’azoto ammoniacale nella fase aerobica, anche se presente in concentrazioni maggiori di 5.000 ppm, e poiché l’azoto nitrico costituisce una risorsa di fertilizzazione e di crescita agronomica, se utilizzato nei campi, si preferisce minimizzare la denitrazione e separare con apparecchiature di osmosi inversa l’azoto nitrificato. Il refluo azotato viene quindi unito ai fanghi derivanti dalla separazione meccanica liquido-solido prevista sull’effluente dalla liquefazione, che già possono essere utilizzati come ammendanti per la presenza di azoto proteico (a lenta cessione) ed incrementati a questo punto anche dell’azoto nitrico ottenuto dalla separazione osmotica, per ottenere migliori risultati di fertilizzazione.

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BILANCIO DI MASSA E DI MATERIA

DATI DI INPUT

E.E. 100 kWh/h

resa motore 35,00% kW (el) /KW (t)

SV/ST 75,00% %

resa biogas 0,42

%solidi in 12,00% % (S.S.)

di cui ceneri.. 1,00% % (T.Q.)

S.S. Nei fanghi uscenti 35,00% %

PV 450,00 kg/capo

g/kg PV/d 85,00 grammi F+U

P.C.I METANO 10.000

P.C.I. BIOGAS 5.500

100 mg/l

CALCOLI

MW biogas 28,60 dalton

densità biogas 1,28

% metano 0,55 %

resa biogas 0,54 kg/kg SV

ALLEVAMENTO

LIQUAMI (kg/capo/d) 38,25

N° capi 741,58

CARICA

non fermentabili 35,46 kg/h

di cui ceneri 11,82 kg/h

S.V. 106,37 kg/h

TOTALE SOLIDI 141,83 kg/h

ACQUA 1040,06 kg/h

TOTALE F+U 1181,89 kg/h

Nm3/kg SV

kcal/Nm3

kcal/Nm3

BOD5

kg/Nm3

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7. Possibili implementazioni Nel mondo agricolo e agro-industriale si possono reperire facilmente sottoprodotti a bassissimo costo e scarti di produzione o di lavorazione, che possono incrementare la produzione di biogas:

a) residui colturali - stocchi e tutoli di mais - paglie di altri cereali - sfalci erbacei non utilizzabili come foraggi - ecc.

b) scarti agroindustriali

- scarti dell’industia conserviera - scarti dalla lavorazione della frutta - scarti dalla lavorazione della verdura - scarti dalla produzione di birra - borlande di distilleria - residui dell’industria lattiero-casearia - ecc.

Tutti i prodotti sopra elencati sono fermentabili e, senza dover affrontare la normativa sui rifiuti, possono essere impiegati per alimentare un impianto di digestione anaerobica. Per il loro corretto utilizzo bisgna rispettare alcune regole elementari:

- verificare la capacità reale e l’adeguatezza dell’impianto - mantenere nel mix di alimentazione un giusto rapporto carbonio/azoto - attrezzare zone adeguate per lo stoccaggio (per i prodotti stagionali)

Siccome è impossibile fare una simulazione, che comprenda tutte le possibili variabili di alimentazione, esiste un metodo di calcolo approssimato ma indicativo per prevedere il rendimento elettrico di un prodotto:

1 kg di Solidi Volatili = 1 kWh prodotto

Questo semplice calcolo consente anche di valutare qual’è l’incidenza di costo del materiale da fermentare, dove il prezzo netto sarà dato dal costo per chilogrammo di solidi volatili.

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8. Economics Di seguito vengono riportati due ipotesi di business plan riferite a impianti, che trattano nel primo caso i soli liquami zootecnici e, nel secondo caso, sempre per lo stesso numero di capi, ma allevati su lettiera fissa, e, quindi, con l’aggiunta del quantitativo di biomasse derivato dalle paglie delle lettiere. Da queste simulazioni si evidenziadue aspetti:

- l’importanza dell’investimento per realtà aziendali di medie dimensioni e per un impianto che esula dalle normali conoscenze degli allevatori

- i tempi brevi di ritorno dell’investimento in virtu’ del conto energia, che premia la

produzione da fonti rinnovabili

La condizione più importante per il conseguimento dei risultati economici è il rispetto dei parametri di reazione e di alimentazione, cosa, peraltro, familiare a professionisti dell’allevamento, trattandosi di gestire un processo di naturale di fermentazione, che si puo’ paragonare ad un allevamento di microrganismi, che per poter crescere bene necessitatano delle stesse attenzioni riservate a tutti gli animali allevati.

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9. Conclusioni Questo studio ha voluto dimostrare che è possibile rispettare i limiti allo scarico imposti dalla “Direttiva Nitrati” senza costi aggiuntivi anche per i piccoli allevatori. Inoltre si è chiaramente evidenziato che anche un impianto dotato di tutte le qualità e le sicurezze di un impianto industriale. Particolare attenzione è stata data all’ottimizzazione delle reazioni di fermentazione per raggiungere il duplice obiettivo:

- aumentare la produzione di biogas e, conseguentemente, dell’energia prodotta,

- migliorare la qualità delle acque reflue, riducendo costi e difficoltà di trattamento per il corretto smaltimento.

Questi semplici accorgimenti, uniti a una tecnica di processo (biomassa adesa), possono portare al risultato, forse neppure cercato prima, di poter proporre un sistema, più che un impianto, per una gestione finalmente produttiva dei liquami zootecnici anche per i singoli piccoli allevamenti.