“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.)
ALIMENTO = INGESTATO
EFFLUENTE = DIGESTATO
ANIMALI
Marco Negri Dipartimento di Produzione Vegetale (Di.Pro.Ve.)
Marco Negri Dipartimento di Produzione Vegetale (Di.Pro.Ve.)
Marco Negri Dipartimento di Produzione Vegetale (Di.Pro.Ve.)
ALIMENTO= INGESTATO
EFFLUENTE= DIGESTATO
DIGESTORE ANAEROBICO
Marco Negri Dipartimento di Produzione Vegetale (Di.Pro.Ve.)
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
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DIGESTATO TAL QUALE
Digestato separato solido Digestato separato liquido
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B A
A - Separatore a vite B – separatore a rulli - staccio
Separatori
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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
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• Il processo di separazione:
Digestato integrale
Dispositivo di separazione
Inizio della separazione
Separato solido
Separato liquido
I prodotti della separazione
Pressatura
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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.
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Composizione del digestato
Digestato integrale
ss pH TKN tq g/kg
N-NH3 tq g/kg
NH3/TKN C tq %
C/N
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
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Composizione del digestato
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
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Composizione del digestato
Separato solido
ss pH TKN tq g/kg
N-NH3 tq g/kg
NH3/TKN C tq %
C/N
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
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Composizione del digestato
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
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Composizione del digestato
Separato liquido
ss pH TKN tq g/kg
N-NH3 tq g/kg
NH3/TKN C tq %
C/N
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
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Composizione del digestato
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
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Piano di fertilizzazione con digestato
340 kg/ha azoto
Contenuto medio N tot g/kg
Contenuto medio P205
g/kg
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
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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
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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.
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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.
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GRANDE VARIABILITA’ !!
ANALISI IN TEMPO REALE NEL CORSO DELLA DISTRIBUZIONE
NIR
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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.
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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.
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