Digestione anaerobica "tradizionale"

Descrizione tecnologia:
La digestione anerobica è un processo di tipo biologico, che avviene in assenza di ossigeno (anaerobiosi) tramite reazioni biochimiche ad opera di specifici batteri. Tale processo può essere suddiviso in quattro fasi caratterizzate dall’azione di distinti gruppi di batteri anaerobi: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi, a sua volta suddivisibile in metanogenesi acetoclastica e metanogenesi idrogenofila. In condizioni naturali, la digestione anaerobica avviene in svariati ambienti contraddistinti dalle condizioni più disparate, poiché i batteri che intervengono nella produzione di CH4 possono operare in un ampio intervallo di condizioni. La digestione anaerobica finalizzata alla produzione di CH4, invece, viene condotta in appositi impianti in cui si ricerca l’ottimizzazione delle condizioni di processo, tra cui deve essere considerata la velocità delle reazioni biochimiche coinvolte. Quest’ultima dipende strettamente dalla temperatura, per cui l’odierna tecnica impiantistica tende a privilegiare le condizioni mesofile (30÷35°C) o termofile (55÷60°C).
La “combinazione” di impianto che si è maggiormente diffusa in Italia tra i sistemi di produzione di biogas da fonti agricole in questo ultimo quinquennio è il sistema continuo, monostadio o, ancor più, multistadio, a umido, operante in regime di mesofilìa.

Attuali ambiti di applicazione:
Settore della depurazione delle acque reflue (digestione anaerobica nella “linea fanghi” finalizzata alla gestione e stabilizzazione dei fanghi concentrati prodotti dal trattamento di acque reflue di origine civile e industriale), settore della gestione dei rifiuti (es. digestione anaerobica della FORSU e di altri rifiuti organici).

Grado di sviluppo nel settore zootecnico:
Maturità commerciale per il trattamento dei reflui zootecnici, eventualmente co-digeriti con altre matrici organiche di origine agricola, finalizzato alla produzione di biogas. Il biogas viene successivamente utilizzato in sistemi di cogenerazione per l’ottenimento di energia elettrica ed energia termica.

Matrici trattate:
Sono avviabili a digestione anerobica tutte le tipologie di reflui zootecnici (con opportune precauzioni le deiezioni avicole, a causa dell’elevatissimo tenore in azoto ammoniacale che può inibire il processo di digestione anaerobica). Le matrici sottoposte a digestione anaerobica oggetto di studio nell’ambito del Progetto, sono costituite da:
Insilato di mais, Pollina, Scarti di uova
Liquame bovino, Insilato di mais (in miscele con diversi rapporti, provenienti da due distinti allevamenti)
Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole (in miscele con diversi rapporti, provenienti da due distinti allevamenti)
Insilato di mais, Liquame suino
Insilato di mais, Triticale, Letame bovino, Liquame bovino, Sottoprodotti agro-industriali
Insilato di mais, Reflui di bovini da carne (in miscele con diversi rapporti, provenienti da due distinti allevamenti)
Reflui di bovini da latte (provenienti da due distinti allevamenti)
Liquami suini
Dal punto di vista del composto azotato trattato in maniera specifica dal processo di digestione anaerobica, esso è riconducibile all’azoto presente in forma organica, che viene, almeno in parte, convertito in azoto ammoniacale.

Prodotti ottenuti:
Il prodotto della digestione anaerobica è il digestato che, in particolare nel caso della co-digestione di materiali vegetali con reflui zootecnici, può essere utilizzato agronomicamente nel rispetto delle normative che regolano l’utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento. Il processo di digestione anerobica NON riduce il contenuto di azoto inizialmente presente nelle matrici introdotte nel digestore, ma trasforma parte dell’azoto inizialmente presente in forma organica in azoto ammoniacale (NH4+(aq), NH3(aq)).

Posizione nella linea di trattamento:
La digestione anerobica si trova in posizione iniziale delle linee di trattamento su reflui zootecnici. Molto spesso, a carico del digestato prodotto, viene inserita una separazione S/L realizzata principalmente a fini gestionali.
Nell’ambito del Progetto, azioni di monitoraggio specifiche sulla digestione anerobica riguardano le seguenti linee di trattamento:
[Insilato di mais, Pollina, Scarti di uova] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (compressione elicoidale) --> Estrusione --> Essiccazione
[Liquame bovino, Insilato di mais] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (compressione elicoidale + centrifuga)
[Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (compressione elicoidale + centrifuga) --> Fase Liquida --> Ultra Filtrazione --> Osmosi inversa
[Insilato di mais, Liquame suino, Deiezioni avicole] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L (vagli statici + nastropressa + compressione elicoidale)  --> Fase Liquida → Ultra Filtrazione --> Osmosi inversa
[Insilato di mais, Liquame suino] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase Liquida --> Evaporazione sottovuoto
[Insilato di mais, Triticale, Letame bovino, Liquame bovino, Sottoprodotti agro-industriali] --> Digestione Anaerobica --> Separazione S/L (cilindri rotanti) --> Fase S --> Essiccazione su letto di essiccazione
[Insilato di mais, Reflui di bovini da carne] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> MBR (con membrane da ultrafiltrazione) --> Osmosi inversa
[Insilato di mais, Reflui di bovini da carne] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> Denitro – nitro “convenzionale”
[Reflui di bovini da latte] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> UF con membrane tubolari
[Reflui di bovini da latte] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> AnAmmOx®
[Liquami suini] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> Nitrificazione / denitrificazione (SBR)
[Liquame bovino, Insilato di mais] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> AFI (Aree Forestali di Infiltrazione)
[Insilato di mais, Triticale, Letame bovino, Liquame bovino, Sottoprodotti agro-industriali] → Digestione Anaerobica → Separazione S/L (cilindri rotanti) → Fase L→ Area Tampone Boscata
[Varie matrici con reflui zootecnici] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase Liquida --> Evaporazione sottovuoto (Prove condotte a scala di laboratorio).
[Varie matrici con reflui zootecnici] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase Liquida --> Strippaggio (Prove condotte a scala di laboratorio).
[Varie matrici con reflui zootecnici] --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase Liquida --> Cristallizzazione di sali di ammonio (Prove condotte a scala di laboratorio e a scala pilota in reattori a letto fluidizzato).

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