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Convegno
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della
digestione anaerobica”
Rimini, 8 novembre 2012
Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.
Qualità agronomica del
digestato
Lorella Rossi
Centro Ricerche Produzioni Animali
– C.R.P.A. S.p.A., Reggio Emilia
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DIGESTIONE ANAEROBICA di “BIOMASSE”
DEDICATE, DI SCARTO E RIFIUTI ORGANICI
Effluenti
zootecnici
Rifiuti organici (forsu, fanghi,..)
PRODUZIONE
EE
PRODUZIONE
ET
BIOGAS
Miscela OUT
DIGESTATO
DIGESTORE
PRODUZIONE
BIOMETANO Prodotti
Sottoprodotti
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
POSSIBILI DESTINAZIONI del DIGESTATO
1. USO AGRONOMICO
FRAZIONE SOLIDA (10-20% vol - SS: 22-30%)
FRAZIONE LIQUIDA (80-90% vol – SS: 2–8%)
2. PRODUZIONE FERTILIZZANTI
3. DEPURAZIONE
2. PRODUZIONE FERTILIZZANTI
1. USO AGRONOMICO
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DESTINAZIONI del DIGESTATO - 1
……..con EVENTUALE PRODUZIONE FERTILIZZANTI
USO AGRONOMICO (parziale o totale)
DA BIOMASSE “NON RIFIUTI”
ESCLUSIONE DAL CAMPO DI APPLICAZIONE DELLA NORMATIVA “RIFIUTI”
“FERTILIZZANTE AZOTATO” da impiegare secondo i principi del CBPA
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Sottoponendo il digestato a separazione solido/liquido si
ottengono due frazioni:
1) CHIARIFICATA: fertilizzante a buona disponibilità di
N. Contiene un’elevata percentuale di azoto ammoniacale
sull’azoto totale, rapporto N/P piuttosto elevato.
2) SOLIDA: buone proprietà ammendanti. Concentra in sè la sostanza organica del digestato e
contiene un’elevata percentuale di azoto organico sull’azoto
totale (e buona parte del fosforo).
IL DIGESTATO. Separazione solido/liquido
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
IL DIGESTATO. Caratteristiche
Caratteristiche medie di frazioni solide di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA)
Matrici caricate all'impianto
Sostanza secca (SS)
(%)
Sostanza organica
(% SS)
NTK
(kg/t)
N-NH4
(% NTK)
P2O5
(kg/t)
K2O
(kg/t)
LIQUAME SUINO (1) 20-30 65-90 5-10 15-45 5-15 1,5-5
LIQUAME BOVINO o
LIQUAME BOVINO + COLTURE DEDICATE
14-26 80-90 3-7 20-40 2-8 2-5
COLTURE ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGRO-INDUSTRIALI
20-30 85-90 4-12 15-45 2-8 3-7
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
IL DIGESTATO. Caratteristiche
Caratteristiche medie di frazioni chiarificate di digestati di diversa natura (Fonte: Banca dati CRPA)
Matrici caricate all'impianto
Sostanza secca (SS)
(%)
Sostanza organica
(% SS)
NTK
(kg/t)
N-NH4
(% NTK)
P2O5
(kg/t)
K2O
(kg/t)
LIQUAME SUINO (1) 1,5-3,5 30-50 2 - 4,5 75-90 0,3-3 1,5-5
LIQUAME BOVINO o
LIQUAME BOVINO + COLTURE DEDICATE
2,5-6 55-75 2 - 4 45-70 1,2-2 2,5-5
COLTURE ENERGETICHE + SOTTOPRODOTTI AGRO-INDUSTRIALI
4-8 60-75 3,5-7 35-70 0,7-1,7 3-8
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DIGESTATO = MENO ODORE
Misure della concentrazione di odore
Tesi 1: Liquame bovino, NON digerito
Tesi 2: Liquame bovino, digerito
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
S ep arato so lid o
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 10 20 30 40
G iorni dalla fe rtiliz z az ione
S ep arato liq u id o
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 10 20 30 40
G iorni dalla fe rtiliz z az ione
mg
CO 2
-C
kg-1
su
olo
S eparato liquido Tal quale
S eparato liquido C odigerito
S eparato liquido D igerito
Liquam e Tal quale
Separato s olido Tal quale
Separato s olido C odigerito
Separato s olido D igerito
Digestione anaerobica ed emissioni di CO2 (Università di Torino, CRPA – MIPAAF, 2011)
S ep arato so lid o
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 10 20 30 40
G iorni dalla fe rtiliz z az ione
S ep arato liq u id o
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 10 20 30 40
G iorni dalla fe rtiliz z az ione
mg
CO 2
-C
kg-1
su
olo
S eparato liquido Tal quale
S eparato liquido C odigerito
S eparato liquido D igerito
Liquam e Tal quale
Separato s olido Tal quale
Separato s olido C odigerito
Separato s olido D igerito
“Qualità agronomica
del digestato”
Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Legge 7 agosto 2012, n. 134 art. 52
Ai sensi dell'articolo 184-bis del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, e' considerato sottoprodotto il digestato ottenuto in impianti aziendali o interaziendali dalla digestione anaerobica, eventualmente associata anche ad altri trattamenti di tipo fisico-meccanico, di effluenti di allevamento o residui di origine vegetale o residui delle trasformazioni o delle valorizzazioni delle produzioni vegetali effettuate dall'agro-industria, conferiti come sottoprodotti, anche se miscelati fra loro, e utilizzato ai fini agronomici.
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DESTINAZIONI del DIGESTATO - 2
PRODUZIONE FERTILIZZANTI
DEPURAZIONE (parz., totale)
ALTRO (discarica, combustione,…)
DA BIOMASSE
“RIFIUTI”
e non solo..
APPLICAZIONE DELLA NORMATIVA “RIFIUTI” “ACQUE “, ECC.
USO AGRONOMICO DIRETTO
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DIGESTATO da “RIFIUTI”
CER 19 06 04 (ex 19 06 01 fanghi dal…) “Digestato prodotto dal trattamento anaerobico di RIFIUTI URBANI”
CER 19 06 06 (ex 19 06 02 fanghi dal…) “Digestato prodotto dal trattamento anaerobico di RIFIUTI DI ORIGINE ANIMALE E VEGETALE” [Codice compreso tra quelli avviabili a compostaggio
alla voce 16 DM 05.02.98]
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
IMPIEGO AGRONOMICO DEL DIGESTATO CLASSIFICATO “RIFIUTO”
AUTORIZZAZIONE ai sensi dell’art. 208 del DLgs 152/06 allo “Spandimento sul suolo a beneficio dell’agricoltura” (R10), di DIGESTATO a partire da “RIFIUTI”, forma di recupero per la quale NON esistono criteri tecnici nazionali ufficiali
AUTORIZZAZIONE ai sensi e secondo i criteri dettati dal DLgs 99/92 ed eventuali norme regionali che regolano l’impiego agronomico dei FANGHI DI DEPURAZIONE
Il digestato non è un FANGO di DEPURAZIONE!
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
DIGESTATO da RIFIUTI
“PRODOTTO FERTILIZZANTE” ai sensi del d.lgs 75/10?
“NON PIU’ RIFIUTO” ai sensi dell’art. 184 ter D.Lgs 152/10? (“END OF WASTE”)
A livello comunitario si sta lavorando alla definizione dei relativi criteri
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Ammendante Ammendante
PARAMETRI Compostato Verde Compostato Misto
pH 6 – 8,5 6 - 8,5
Umidità (%) 50 50
Azoto totale (NTK) (% SS) Dichiarabile Dichiarabile
Azoto organico (% SS) Da dichiarare Da dichiarare
Azoto organico (% NTK) 80 80
Carbonio organico (% SS) 30 25
C/N 50 25
Carbonio umico (HA+FA) (% SS) 2,5 7
P2O5 (% SS) Dichiarabile Dichiarabile
K2O (% SS) Dichiarabile Dichiarabile
Conduc. elett. specif. (1:5) (mS/cm) Da dichiarare Da dichiarare
Limiti relativi ai parametri agronomici previsti dal DLgs 75/10 per gli ammendanti compostati (verde e misto)
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Limiti relativi ai parametri microbiologici previsti dal DLgs 75/10 per gli ammendanti compostati
Escherichia coli Salmonella
(UFC/g TQ) (N°/25 g TQ)
D.Lgs n. 75/2010 < 1000 in almeno 4 camp. su 5. assente in 5 campioni
< 5000 in max 1 campione su 5
Necessità di un trattamento successivo di compostaggio, seppure blando, per
raggiungere i limiti di legge.
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“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Digestore
Digestato
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
QUALITÀ DEL DIGESTATO: aspetti microbiologici e divieti d’uso
Regione Emilia-Romagna - DAL n. 51/2011
B) E’ considerato NON IDONEO all’installazione di impianti di produzione di energia da biogas e produzione di biometano il territorio individuato quale “Comprensorio di produzione del formaggio Parmigiano-Reggiano”, produzione a Denominazione di Origine Protetta (DOP), qualora gli impianti utilizzino silomais o altre essenze vegetali insilate, fatto salvo il caso in cui l’utilizzazione agronomica del residuo del processo di fermentazione (digestato), tal quale o trattato, avvenga in terreni ubicati all’esterno del medesimo comprensorio;
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
QUALITÀ DEL DIGESTATO: aspetti microbiologici e divieti d’uso
Regione Emilia-Romagna - DAL n. 51/2011
PERCHE’ QUESTA SCELTA CAUTELATIVA?
“Qualità agronomica
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“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
I clostridi
Batteri anaerobi, svolgono un ruolo fondamentale nel biochimismo che, negli impianti di digestione anaerobica, porta alla produzione di metano.
Sono sporigeni: possono formare al loro interno una cellula dormiente, detta endospora. La sporulazione inizia quando una popolazione di cellule, cosiddette vegetative, rallenta la fase di moltiplicazione esponenziale a causa di condizioni avverse.
Le spore vengono liberate in seguito alla rottura delle cellule entro cui si sono formate, non presentano attività metaboliche apprezzabili, ma mantengono per molti anni la possibilità di germinare e dar luogo a nuove cellule vegetative quando si presentano condizioni idonee.
Le spore sono resistenti al calore, alle radiazioni ultraviolette e ionizzanti e a diversi agenti chimici.
“Qualità agronomica
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“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Spore nel latte e difetti
Positività per presenza di spore di clostridi: circa 16-20% dei campioni di latte
Si stima che il 35-40% dei difetti del P-R sia imputabile allo sviluppo dei clostridi.
La produzione di gas è responsabile del gonfiore, delle occhiature e delle spaccature della pasta del formaggio.
La produzione di acidi organici e l’attività proteolica portano, invece, ad alterazioni di sapore e aroma.
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
La sperimentazione
• Utilizzazione contemporanea di 3 reattori per ogni ciclo, secondo il
seguente disegno sperimentale
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“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
“Pg “SPORE E BIOGAS” - I risultati
• Contenuto di spore nei liquami modesto:
• 1 ciclo min 6*101 max 1.25*104 ufc/g
• 2 ciclo 1*103 ufc/g
• 3 ciclo min 4*102 max 8*103 ufc/g.
• Contenuto di spore negli insilati praticamente nullo, quasi sempre inferiore a 10 ufc/g
• Contenuto di spore nei digestati: >1x103 ufc/g ma anche < 1x105 ufc/g
Contenuto di spore nei digestati, confronto fra le 3 tesi:
Nessuna differenza statisticamente significativa fra il contenuto di spore dei digestati del reattore liquame+silomais e quello dei digestati del reattore liquame+silosorgo. L’insilato di mais e di sorgo, addizionati al liquame, condizionano allo stesso modo il contenuto di spore nei digestati
La differenza è significativa fra contenuto di spore dei digestati dei reattori liquame+silomais e liquame+silosorgo e quello dei digestati del reattore solo liquame. I digestati provenienti da solo liquame contengono un numero di spore più basso
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
Contenuto di spore nei digestati, confronto fra le 3 tesi:
• Nessuna differenza statisticamente significativa fra il contenuto di spore dei digestati del reattore liquame+silomais e quello dei digestati del reattore liquame+silosorgo. L’insilato di mais e di sorgo, addizionati al liquame, condizionano allo stesso modo il contenuto di spore nei digestati
• La differenza è significativa fra contenuto di spore dei digestati dei reattori liquame+silomais e liquame+silosorgo e quello dei digestati del reattore solo liquame. I digestati provenienti da solo liquame contengono un numero di spore più basso
•Bilancio delle spore in ingresso e in uscita dai digestori:
L’aumento delle spore nel digestore solo liquame non è significativo
L’aumento delle spore nei digestori liquame-silomais e liquame-silosorgo è significativo
•Liquame-silomais: rapporto spore IN e spore OUT= 16,7
•Liquame-silosorgo: rapporto spore IN e spore OUT= 18,2
•Le differenze dei rapporti fra queste due tesi non sono differenti
Pg “SPORE E BIOGAS” - I risultati
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
CONCLUSIONI – 1 Digestato “agricolo”
Il ritorno sul suolo di “sostanza organica stabilizzata”
è PRATICA CORRETTA E SOSTENIBILE
L’accrescimento NETTO della fertilità del suolo, più
pronunciato in seguito all’uso dei materiali più stabili,
AMPIAMENTE DIMOSTRATO SCIENTIFICAMENTE
Dosaggi commisurati ai FABBISOGNI REALI delle
COLTURE
Adozione di BUONE PRATICHE GESTIONALI (epoca e
modalità di distribuzione, stoccaggio…).
“Qualità agronomica
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Rimini, 8 novembre 2012
“Aspetti tecnico-gestionali ed ambientali della digestione anaerobica”
CONCLUSIONI – 2 Digestato “rifiuto”
L’uso agronomico del “DIGESTATO-RIFIUTO” è una
pratica molto poco diffusa, anche per carenza di SAU
Che caratteristiche debba possedere un digestato
affinchè “non sia più rifiuto” è oggetto di studio ed
elaborazione da parte della Commissione Europea
(“END of WASTE”)
Semilavorato destinato a “compostaggio” con
produzione di ACM
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