Piccinini - Digestione anaerobica

8/7/2019 Piccinini - Digestione anaerobica

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LA DIGESTIONE ANAEROBICA DEILA DIGESTIONE ANAEROBICA DEI

RIFIUTI ORGANICI E DI ALTRERIFIUTI ORGANICI E DI ALTRE

BIOMASSE: SITUAZIONE E PROSPETTIVEBIOMASSE: SITUAZIONE E PROSPETTIVE

IN EUROPA E IN ITALIAIN EUROPA E IN ITALIA

Sergio PiccininiCentro Ricerche Produzione Animali

Reggio Emilia, www.crpa.itComitato Tecnico CIC

Consorzio Italiano Compostatori

Corso di specializzazione: la qualit nei processi di compostaggCorso di specializzazione: la qualit nei processi di compostaggio io

ECOMONDO - Rimini, 2-3 Novembre 2004


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La digestione anaerobica

? un processo biologico per mezzo del quale, in

assenza di ossigeno, la sostanza organica viene

trasformata in biogas (energia rinnovabile)

costituito principalmente da metano e anidride

carbonica;

? la percentuale di metano nel biogas varia a

secondo del tipo di sostanza organica digerita e

delle condizioni di processo, da un minimo del50% fino all80% circa.


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CARBOIDRATI GRASSI PROTEINE

Zuccheri

semplici

Gruppi

sub proteiciGlicerolo

Acidi grassi

ACIDI VOLATILI

ALCOOLIACIDI VOLATILI

Amminoacidi

Amine

Ammoniaca

Azoto

Mercaptani

Indolo

Skatolo

Idrogeno solf.METANO

ANIDR. CARBONICA

SchemaSchema

riassuntivo diriassuntivo didecomposizionedecomposizione

anaerobica delleanaerobica delle

sostanzesostanze

organicheorganiche

durante ladurante la

digestione.digestione.


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Sostanza organica

Carboidrati

Proteine

Lipidi

BATTERI IDROLITICI E FERMENTATIVI

100%

Acidi grassi

Alcoli etc.

Batteri acetogenici

75%

Batteri omoacetogenici

Batteri metanigeni

acetoclastici

Batteri metanigeni

idrogenotrofi

ACETATO 52%

20%

72%

CH4 + CO2

H2 + CO223%

5%

28%

CH4 + H2O

Schema delSchema del

processoprocesso

biologico dibiologico di

digestionedigestioneanaerobicaanaerobica


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Materiali m3 biogas/t SV

Deiezioni animali (suini, bovini, avi-

cunicoli)

200 - 500

Residui colturali (paglia, collettibarbabietole..)

350 - 400

Scarti organici agroindustria(siero, scarti vegetali, lieviti, fanghi e

reflui di distillerie, birrerie e cantine..)

400 - 800

Scarti organici macellazione(grassi, contenuto stomacale ed

intestinale, sangue, fanghi di

flottazione)

550 - 1000

Fanghi di depurazione 250 - 350

Frazione organica rifiuti urbani 400 - 600

Colture energetiche (mais, sorgozuccherino)

550 - 750

Biomasse e scarti organici avviabili a DA e loro resa in

Biogas (m3 per ton di solidi volatili)


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Schema dei processi di trasformazione

dei materiali di categoria 2

INCENERIMENTO

DIR. 2000/76/CE

DISCARICA

DIR. 1999/31/CE

MATERIALI DI

CATEGORIA 2

COINCENERIMENTO

DIR.2000/76/CE

IMPIANTI

DI TRATTAMENTO

PER I MATERIALI

DI CATEGORIA 2

BIOGAS

O COMPOSTAGGIO

FERTILIZZANTI

STALLATICO

CONTENUTO TUBO

DIGERENTE

SPANDIMENTO

SUL SUOLO

INSILAGGIO

DEL PESCE

PRODOTTIOLEOCHIMICITRATTAMENTO A

133C, 20 MIN., 3 BAR


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Schema di flusso applicabile per i sottoprodotti di

origine animale avviati a digestione anaerobica

Sottoprodotti animali

Triturazione 12 mm

Igienizzazione1 ora a 70C

Miscelazione

Digestione anaerobica

Rifiuti organici


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Le tecniche di digestione

Le tecniche di digestione anaerobica possono essere

suddivise in due gruppi principali:

? Digestione a secco (dry digestion), quando il

substrato avviato a digestione ha un contenuto di

solidi totali (ST) ? 20%;

? Digestione a umido (wet digestion), quando il

substrato ha un contenuto di ST ? 10%.

Processi con valori di secco intermedi sono meno

comuni e vengono in genere definiti processi a

semisecco.


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Le tecniche di digestione

La digestione anaerobica pu essere condotta o in

condizione mesofile (circa 35C), con tempi di

residenza di 14-30 giorni, o termofile (circa 55C),

con tempi di residenza inferiori ai 14-16 giorni.

Con impianti semplificati possibile operare

anche in psicrofilia (10-25 C), con tempi di

residenza superiori ai 30 giorni.


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La trasformazione del biogas in energia

Pu avvenire per:?combustione diretta in caldaia, con

produzione di sola energia termica ;

?combustione in motori azionanti gruppi

elettrogeni per la produzione di energiaelettrica;

?combustione in cogeneratori per la

produzione combinata di energia elettrica e di

energia termica;

?uso per autotrazione come metano al 95%.


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Incentivazione dellenergia rinnovabile?Nel 2004 i produttori italiani di EE da fonte

convenzionale sono obbligati ad immettere in rete il2,35% di EE prodotta da fonti rinnovabili o ad

acquistare i Certificati Verdi (CV).

? I CV sono titoli annuali attribuiti allEE prodotta da

fonti rinnovabili; il loro valore determinato sulmercato dal gioco della domanda e dellofferta (0,0750,075--

0,085 Euro /0,085 Euro /kWhkWh)

?Oggi il valore dellEE dotata di CV ceduta alla rete

elettrica 0,120,12--0,13 Euro/0,13 Euro/kWhkWh.?Attualmente la durata del CV di 8 anni, elevabile per

le biomasse.


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La diffusione in Europa

La sua diffusione incominciata nel settore dellastabilizzazione dei fanghi di depurazione (si stimano circa1600 digestori operativi attualmente nei paesi dellUnione

Europea).

E considerata una delle tecnologie migliori per il

trattamento delle acque reflue industriali ad alto caricoorganico ( in Europa sono operativi circa 400 impianti di biogassu questi reflui).

Il recupero di biogas dalle discariche per rifiuti urbani

rappresenta in Europa, in particolare in Gran Bretagna, lapi importante fonte di energia alternativa da biomasse,

con circa 450 impianti operativi.


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La diffusione in Europa?Numerosi sono anche i digestori anaerobici operanti su

liquami zootecnici: attualmente oltre 2000 impianti sonooperativi nei paesi della Comunit Europea, in

particolare in Germania (oltre 1800), Austria, Italia,

Danimarca e Svezia.

? Sta crescendo anche lutilizzo della digestione anaerobicanel trattamento della frazione organica dei rifiuti urbani,

in miscela con altri scarti organici industriali e conliquami zootecnici (co-digestione). In Europa circa 130

impianti di digestione anaerobica trattano ciascuno pi

di 2500 t/anno di frazione organica di rifiuti urbani e/oresidui organici industriali.


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?In Danimarca sono attualmente funzionanti 21

impianti centralizzati di co-digestione che

trattano annualmente circa 1.000.000 t di

liquami zootecnici e 325.000 t di residuiorganici industriali e FORSU.

?In Svezia sono operativi 13 impianti

centralizzati di cui 7 trattano anche

sottoprodotti di origine animale


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La Germania il Paese europeo nel quale la digestione

anaerobica ha avuto il maggior impulso. I dati al 2003,parlano di circa 2.000 impianti esistenti con una potenza

elettrica installata di circa 250 MW.Circa il 94% degli impianti di biogas operano in

codigestione, trattando assieme ai liquami zootecnici altri

substrati organici, scarti dellagroindustria, scarti domestici edella ristorazione, soprattutto colture energetiche (mais,

sorgo zuccherino, barbabietola da foraggio, patate ecc.) e

residui colturali.Importante per lo sviluppo del settore stata la politica di

incentivazione del Governo tedesco, che ha fissato un prezzoper lenergia elettrica da biogas di circa 10 centesimi dieuro/kWh per un periodo di 20 anni ed eroga in genere

anche un contributo sullinvestimento.



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Schema di impianto di biogas per liquami bovini diffuso in Germania


20/92

Impianto

aziendale in

Germania:codigestione di

liquami suini escarti

agroindustria;

1 cogeneratoreda 40 kW.


21/92

Impianto aziendale in

Germania: codigestione di

liquami suini, pollina e energycrops; 2 cogeneratori da 100 kW.


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Impianto aziendale

Austriaco: codigestione diliquami suini, energy crops

e residui colturali2 cogeneratori 30+15 kW


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Allevatori che forniscono liquame: 54

- Volume di digestione: 6600 m3 (2 reattori da 3300 m3 ciascuno)

- Temperatura di processo: 50C

- Tempo di ritenzione (HRT): 16 giorni

- Carico organico allimpianto : liquami zootecnci 90000 t/anno, scarti organici agro-industriali

20-25000 t/anno, FORSU 4000 t/anno

- Volume delle vasche di stoccaggio del liquame digerito: 33000 m3

- Produzione di biogas: circa 3,5 milioni di m3/anno

Limpianto di

Studsgard,

Herning, DK


24/92

Limpianto di

Studsgard,

Herning, DK


25/92

Limpianto di Studsgard, Herning, DK

Cisterna trasporto sangue di macellazione


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Impianto di Langeweg, Olanda3 digestori termofili da 750 m3 ciascuno, liquami suini 25000 t/a +

5000 t/a di scarti organici agro-industriali


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Impianto di Langeweg, OlandaSfalci verde pubblico, 4 t/d, alimentati al digestore


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Limpianto di Sinding-Orre, Herning, Danimarca- Allevatori che forniscono liquame: 34

- Volume di digestione: 2250 m3 (3 reattori da 750 m3 ciascuno)

- Temperatura di processo: 51C

- Tempo di ritenzione (HRT): 15-16 giorni- Carico organico allimpianto (dati 1999): liquami zootecnci: 117 t/giorno

scarti organici agro-industriali e civili: 18 t/giorno

- Volume delle vasche di stoccaggio del liquame digerito: 31.500 m3

-Produzione di biogas: circa 2,4 milioni di Nm3 /anno, di cui circa il 30%

usato per il riscaldamento del liquame in digestione


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Limpianto di Sinding-Orre, Herning, Danimarca


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Limpianto di Linkoping, Svezia

Volume di digestione: 7400 m3 ( 2

reattori da 3700 m3

ciascuno)

Temperatura di processo: 37?C

Tempo di ritenzione (HRT): 25-30

giorni

Anno 2002:

Liquame zootecnico: 4700 t/anno

Scarti macellazione (Cat 3) + Acque

reflue macellazione: 37500 t/anno

Altri scarti organici: 8400 t/anno

Produzione di CH4 : circa 3 milioni di

Nm3

/anno


31/92

Limpiantodi

Linkoping,

Svezia


32/92

Limpianto di Linkoping, Svezia


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La diffusione in Europa?Per il 2003 la produzione di biogas nei 15 Paesi

dellUE si stima di 3219 ktep (37 TWh); pi di 1/3 biogas da discariche di RU (EurObservER, 2004).

Produzione U.E.di Biogas

0200400600800

10001200

1400

G.B. D

.

F

R. SP.

IT.

N

L. SV.

DK. A

. B.

G

R. IR.

F

N. L. P.

Paesi

ktep

2002 2003


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?La biomassa di scarto prodotta annualmente neipaesi dellUnione Europea ammonta a circa 1200

milioni di tonnellate (Christensen J., 1997), di cui

circa il 90% costituito da deiezioni animali e il

resto da rifiuti organici urbani e industriali.

?Per il 2020 EurObservER stima una produzione

di biogas di 17987 ktep (circa 209 TWh) per i 15

paesi dellUE.


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La situazione in Italia

?EurObservER stima per lItalia una

produzione di biogas nel 2003 di 155 ktep(circa 1,8 TWh).

?Oltre un terzo di questa produzione dovuta

al recupero di biogas dalle discariche perRU.

?Per il 2020 la stima di 1626 ktep (circa 18,9

TWh).

? Il fabbisogno di EE dellItalia nel 2002

stato di 310,4 TWh.


36/92

La situazione in ItaliaBIOMASSE INTERESSATE:

Deiezioni animali : 187.000.000 t/a.

Scarti agro- industriali: 12.000.000 t/a.

Scarti di macellazione: 2.000.000 t/a.

Fanghi di depurazione: 2-3.000.000 t/a. Fraz.org. dei R.U.: 9.000.000 t/a.

Residui colturali: 10.000.000 t SS/a

Colture energetiche: 230.000 ha set aside


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La situazione in ItaliaImpianti di biogas per liquami zootecnici

?Un censimento condotto nel 1999 mostrava che 72

impianti di biogas funzionavano con liquami zootecniciin Italia . Cinque di questi sono impianti centralizzati e

67 sono impianti aziendali. La quasi totalit degli

impianti localizzata nelle regioni del nord (39 inLombardia, 7 in Emilia-Romagna, 12 in Trentino-Alto

Adige).

?Attualmente, fine 2004, gli impianti sono oltre 100 di cuicirca 70 sono impianti semplificati e a basso costo,

realizzati sovrapponendo una copertura di materiale

plastico ad una vasca di stoccaggio dei liquamizootecnici.


38/92

La situazione in ItaliaImpianti di biogas per liquami zootecnici

?Nel corso degli ultimi due anni anche in Italia si

mostrato interesse alla codigestione dei liquami

zootecnici con le colture energetiche (mais e sorgo

zuccherino) e attualmente alcuni impianti sono gi incostruzione e/o in fase di progettazione.


39/92

39

12

3

7

2

3

1

11

1

2Digestori

anaerobicioperanti su

liquamizootecniciin Italia (1999):

72 impianti

censiti.

Impianti biogas:


40/92

Impianti biogas:

situazione attuale in Alto Adige

sotto 35 UBA35-80 UBAsopra 80 UBAImpianti in comunitImpianti in costruzione (6)

Impianti in funzione (25)

Impianto fuori servizio (1)

Leggenda:

32 Aziende

01/2004 p.s.

gennaio 2004

Impianto R tt Temperat Carico HRT Volume Input Uso


41/92

Impianto Reattore Temperat.

di lavoro(C)

Carico

volumetr.

(m3d-1)

HRT

(d)

Volume

reattore

(m3)

Input UsoBiogas

Marsciano

(Perugia)CSTR

(*)

30 40 800 18 14200 Liquamesuino+reflui

agroindustr.

CHP

Bettona

(Perugia)CSTR

(*)

30 40 700 13,5 10000 Liquamesuino e

bovino +

reflui

agroindustr

CHP

Spilambert

o

(Modena)

CSTR(*)

30 40 600 20 12000 Liquamesuino e

bovino+

fanghi civili

CHP

Visano

(Brescia)CSTR 30 40 570 21 12000 Liquame

suino e

bovino

CHP

Lozzo

Atestino

(Padova)

CSTR 30 40 500 10 5000 Fanghiagroindustr.+

FORSU+

liquame

bovino

CHP

(*): doppio stadio (secondo stadio non miscelato e non riscaldato)

CSTR: reattore completamente miscelato (Completely Stirred Tank Reactors)

CHP: cogeneratore (Combined Heat and Power engines)

HRT: tempo di ritenzione idraulica

Tabella 1 Caratteristiche dei cinque impianti di biogas centralizzati operanti su liquami zootecnici in Italia(anno 1999).

Impianto centralizzato di Spilamberto


42/92

p p

(MO)in primo piano i due digestori anaerobici ( 8000+4000 m3)


43/92

Impianto centralizzato di Bettona (PG)

Impianto centralizzato di Bettona


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Equalizza-

zione

Digestoreanaerobico

1 stadio

Equalizza-zione

Digestoreanaerobico

2 stadio

Trattamentoaerobico

Stoccaggioin laguna

Disidrata-zionefanghi

Cogeneratore

Acque reflueda produzione

olio doliva

Liquame suino e bovino

Biogas

Usoagronomico

Sistema di fertirrigazione

Fangodisidratato

liquame

fango

biogas

Usoagronomico

Ditta costruttrice R.P.A. Perugia,

Liquame

alimentato

700-1300 m3/d

Produzione

Biogas

9600 - 12000 m3/d

Produzione di

EE

(Venduta allENEL) 4.000.000

kWh/anno

Volume totale dei

digestori

10000 m3

Temperatura di

digestione

35-36C

Utilizzazione del

Biogas

2 cogeneratori da 410 kW, 1

cogeneratore da 285 kW

Trasporto

liquame input

25 km di tubazioni, 10 km per

gravit, 15 km in pressione

Trasporto

liquame output

Fertirrigazione con tubazioni

interrate e in pressione

Distanza di

trasporto

3-5 km

Investimento 7,2 milioni di Euro( circa 14 miliardidi Lire)

Anno di

costruzione

1982


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LIQUAMEIMPIANTO

DEPURAZIONE

ANAEROBICA

SEZIONE

AEROBICA

BIOGAS

ACQUE AZOTATE

energia elettrica edenergia termica

irrigazione suoli

agricoli

fertilizzazione suoli

agricoliFANGHI

Limpianto consortile di Marsciano (PG)

Schema di funzionamento dellimpianto


46/92

Impianto centralizzato di Marsciano (PG)

I i t t li t di M i (PG)


47/92

Impianto centralizzato di Marsciano (PG)


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Tabella 2 - Digestori anaerobici operanti su liquami zootecnici in Italia (1999) - 72 impianti censiti: 67

impianti aziendali

Tipo di reattore 27 impianti sono CSTR (Reattori completamente miscelati)

24 impianti sono di tipo Plug flow vasca in cemento coperta

16 impianti sono lagune coperte

Alimentazione 51 impianti: solo liquami suini

3 impianti: prevalentemente liquame suino addizionato con liquame bovino

1 impianto: prevalentemente liquame suino addizionato con siero di latte

2 impianti: solo liquame bovino10 impianti: prevalentemente liquame bovino addizionato con scarti organici

selezionati

Contenuto di Sostanza Secca < 10%

Dimensioni 17 impianti: volume < 500 m3

10 impianti: volume fra 500 e 1000 m3

20 impianti: volume tra 1000 e 5000 m3

per gli altri impianti i dati sul volume non sono disponibili. Le lagune coperte sonospesso classificate sulla base della superficie coperta

Segue


49/92

Temperatura 52 sono impianti operanti in mesofilia

9 impianti operano in psicrofilia

per 6 impianti il dato non disponibile

Tempo di Riten-

zione Idraulica

10 impianti: HRT < 15 giorni

(HRT) 11 impianti: HRT tra 16 e 25 giorni

6 impianti: HRT tra 26 e 35 giorni

16 impianti: HRT ? 35 giorni

per 24 impianti il dato non disponibile

Uso del biogas 40 impianti: cogenerazione

21 impianti: solo generazione termica

6 impianti: solo produzione di energia elettrica

Et 5 impianti hanno pi di 16 anni

5 impianti hanno tra i 5 e i 15 anni

14 hanno meno di 5 anniper gli altri impianti il dato non disponibile

Segue Tabella 2


50/92


51/92

Schema di impianto di biogas semplificato senza


52/92

Schema di impianto di biogas semplificato, senza

riscaldamento

La produzione di metano ottenibile di circa 15 m3/anno

per 100 kg di peso vivo suino (circa 25 m3/anno di biogas)

lagone o vasca di accumulo

frazione solida

sistema galleggiante di

raccolta gas

biogas agli utilizzi

serbatoio di stoccaggio

vasca di raccolta

e sollevamento

rotovaglio

Esempio di inserimento di un impianto semplificato di recupero


53/92

Linea liquami

Linea acque reflue

1 = Impianto depurazione acquereflue del caseificio

2 = Vasca di stoccaggio fanghi3 = Vaglio4 = Impianto biogas5 = Stoccaggio liquami6 = Gruppo pompaggio impianto

fertirriguo

2

36

45

Esempio di inserimento di un impianto semplificato di recuperodel biogas in un allevamento suinicolo annesso a caseificio. Il

biogas utilizzato direttamente nella caldaia del caseificio


54/92


55/92


56/92


57/92

Schema di impianto di biogas semplificato


58/92

p g p

con riscaldamento

La produzione di metano ottenibile di circa 21 m3/anno

per 100 kg di peso vivo suino (circa 35 m3/anno di biogas)

frazione solida

vasca di raccoltae sollevamento

rotovaglio

sistema di copertura e

raccolta biogas a singola

o a doppia membrana

biogas agli utilizzi

sistema di riscaldamento

energia

elettrica

biogas

cogeneratore

acqua calda


59/92


60/92


61/92


62/92


63/92


64/92

Alimentazione, resa in biogas, temperature di digestione

dellimpianto (valori medi mensili) nel periodo


65/92

p ( ) p

Ottobre 94 - Giugno 01

Alimentazione Temperat. Produzione di Biogas(b)

liquame siero (a) nel

digestore

per giorno per unit di

superficie

coperta

per unit di

volume del

digestore

per unit di

peso vivo

suino

(m3?d-1) (m3?d-1) (C) (m3?d-1) (m3?m-2?d-1) (m3?m-3?d-1) (m3?t pv-1?d-1)

Media 64 2.0 25 396 1.322 0.331 1.201

Dev. St. 13 1.3 4.9 109 0.364 0.091 0.331

Range 37-91 0-6.4 17.5-33.3 127-597 0.423-1.99 0.106-0.498 0.385-1.809

(a): lalimentazione di siero incominciata nel febbraio 1995 e non

costante

(b):la produzione di biogas stata determinata sulla base delle ore di

funzionamento del cogeneratore (33.306 ore a Giugno 01).

Input di liquame e siero e produzione


66/92

di biogas

0

100

200

300

400

500

600

Octob

er1994

De

cember

Febr

uary95

April

June

August

October

De

cember

Febr

uary96

April

June

August

October

De

cember

Febr

uary97

April

June

August

October

De

cember

Febr

uary98

April

June

August

October

De

cember

Febr

uary99

(m3/d)

Slurry Whey Biogas

Temperatura nel digestore e

produzione di biogas


67/92

produzione di biogas

0

100

200

300

400

500

600

October

1994

Dece

mber

Februa

ry95

April

June

A

ugust

October

Dece

mber

Februa

ry96

April

June

A

ugust

October

Dece

mber

Februa

ry97

April

June

A

ugust

October

Dece

mber

Februa

ry98

April

June

A

ugust

October

Dece

mber

Februa

ry99

(m3/d)

10

15

20

25

30

35

40

(C)

Biogas Temperature

Parametri produttivi medi, bilancio energetico ed analisi

economica impianto biogas nel periodo Ottobre 1994 Giugno


68/92

2001Parametri produttivi

??scrofe (numero) 330

??peso vivo (t) 330

??produzione liquame (m3anno-1) 23.360

??produzione biogas (m3anno-1) 141.472

??resa biogas (m3 biogast pv-1anno-1) 429

Bilancio Energetico

??cogeneratore (kW) 50

??Produzione di Energia Elettrica (kWhanno-1) 203.178

Analisi Economica

??Vendita EE (EUROanno-1

) 37.598

??Costi manutenzione cogeneratore (EUROanno-1) 6.301

??Costi manutenzione digestore (EUROanno-1

) 2.066

??margine netto (EUROanno-1) 29.231

??costo investimento

(1993) (EURO) 90.900??pay back time (anni) 3,1



69/92

Il trattamento di altre biomasse

?Anche in Italia i digestori anaerobici sono

diffusi (circa 120) nella stabilizzazione dei

fanghi di supero dei depuratori delle acque

reflue urbane.?Diversi impianti di biogas sono stati realizzati

anche nellagro-industria, in particolare in

distillerie, zuccherifici, stabilimenti per la

produzione di succhi di frutta e prodottidolciari.



70/92

La situazione in ItaliaIl trattamento di altre biomasse

Relativamente alla digestione anaerobica delle frazioni

organiche dei rifiuti urbani, sia derivanti da raccolte

differenziate (FORSU) che da selezione meccanica (FO), nonvi sono molte esperienze:

? FO: vi un impianto a Verona (4 digestori da 2000 m3

ciascuno, 200 t/d di FO+40 t/d di fanghi), un altro aVillacidro, CA (2 digestori da 2000 m3 ciascuno, 120 t/d di

FO), un altro in avviamento a Bassano del Grappa, VI (3

digestori da 2500 m3 ciascuno, 44000 t/a di RU, 8200 t/a diFORSU e 3000 t/a di fanghi), un altro in avviamento a Roma,

capace di trattare 40000 t/anno di RU;


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Impianto

Villacidro

(CA)

La situazione in ItaliaIl trattamento di altre biomasse


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Il trattamento di altre biomasse

?FORSU: oltre all impianto Agrilux (PD) che

codigerisce liquami zootecnici e FORSU e quello

di Treviso che codigerisce fanghi e FORSU, vi

in avviamento un impianto a cura del Consorzio

ACEA di Pinerolo (TO) e vi in costruzione unimpianto di Seta spa (ex Consorzio Tergola) a

Camposampiero (PD). Questultimo impianto

rappresenta un chiaro esempio di sistema

integrato aerobico/anaerobico.

FORSU, Residui organiciagro-industria, fanghi,deiezioni zootecniche

Scarti VerdiFORSU


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Schema delSchema delciclo diciclo di

trattamentotrattamento

integratointegrato

anaerobico/anaerobico/aerobicoaerobico

CogenerazioneDigestioneanaerobica

Disidratazione

Post

compostaggioaerobico

Pre-trattamenti

Purificazione

aria esausta

Raffinazione

Purificazioneacqua ineccesso

Ariaesausta

Acqua

Biogas

Energiaelettricaetermica

Aria pura Compostmaturo

Acqua ineccesso

Surplusdi energia

Lintegrazione dei due processi pu portare

dei notevoli vantaggi in particolare:


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dei notevoli vantaggi, in particolare:? si migliora nettamente il bilancio energetico

dellimpianto, in quanto nella fase anaerobica si hain genere la produzione di un surplus di energia

rispetto al fabbisogno dellintero impianto;

? si possono controllare meglio e con costi minori i

problemi olfattivi; le fasi maggiormente odorigenesono gestite in reattore chiuso e le arie esauste

sono rappresentate dal biogas (utilizzato e non

immesso in atmosfera). Il digestato gi un

materiale semi-stabilizzato e, quindi, il controllo

degli impatti olfattivi durante il post-compostaggioaerobico risulta pi agevole;

Lintegrazione dei due processi pu portare

dei notevoli vantaggi in particolare:


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dei notevoli vantaggi, in particolare:

? si ha un minor impegno di superficie a parit dirifiuto trattato, pur tenendo conto delle superfici

necessarie per il post-compostaggio aerobico, grazie

alla maggior compattezza dellimpiantistica

anaerobica;

? si riduce lemissione di CO2 in atmosfera;

lattenzione verso i trattamenti dei rifiuti a bassaemissione di gas serra un fattore che assumer

sempre pi importanza in futuro.


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Il centro composto da 3 impianti,


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funzionalmente autonomi, ma connessi fra loro

per gli scambi dei flussi:?modulo di depurazione delle acque di

fognatura e della frazione liquida;

?

modulo di codigestione anaerobica degliscarti organici;

?modulo di compostaggio aerobico della

frazione solida.

Reflui

civili

Depurazionebiologica

bi

Fanghidi

Liquami

zootecnici

Frazioneorganica

da raccolta

Scartilignocellulosici


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Schema di flusso

dellimpianto diCamposampiero

aerobica superoda raccolta

differenziata

g

TriturazioneBiogasDigestioneanaerobica

Pretrattamenti

MiscelazioneFanghi

disidratati

Compostaggioaerobico

Ammendante

compostatodi qualit

Cogenerazione


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Digestion plant Brauschweig-Watenbttel

Limpianto di Braunschweig-Watenbttel (D) stato costruito dalla

Buhler nel 1997 e tratta circa 20000 t/a di rifiuti organici da raccolta

differenziata


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g p g

Biowaste

Bunker

Compoststorage

Digester 1

Dewatering

ImpuritiesMetal seperation

Shredder

Shredder

Ventilation

Manual saparating

Mixer

Biologicalexhaust airpurification

(biofilter)

Presswater tankBiologicalwastewater

treatment

Block-type thermalpower station

Biogas preparationand storage

Composting area

Heating system

fig. 6: Digestion plant Braunschweig-Watenbttel Flow chart [KOGAS GmbH]

Digester 2

Storage tank

ESEMPI DI SISTEMI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI

Limpianto di Braunschweig-Watenbttel (D)


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82/92

Parametri di processo e bilanci:




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84/92

I costi

L'impianto costato, come investimento,

circa circa 10,3 milioni di Euro.

I costi di esercizio ammontano a circa 26-31Euro per tonnellata di rifiuto trattato.

La situazione in ItaliaIl recupero di biogas dalle discariche


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g

?Il provvedimento Cip 6/92 ha incentivato la realizzazione di

impianti per la generazione di energia elettrica con il biogascaptato dalle discariche per rifiuti urbani.

? Nel 1999, 89 impianti di questo genere erano operativi in

discariche italiane per un totale di circa 128 MW di potenza

installata e una produzione di energia elettrica di circa 566

GWh per anno.

?La potenzialit teorica complessiva di tutte le discariche

italiane sfiorerebbe i 1000 MW. In realt solo una frazione di

questa, circa il 30%, pu essere utilizzata per fini energetici.Appare realizzabile un obiettivo di ulteriori 200-300 MW al

2008-2012 (fonte Libro Bianco sulle rinnovabili, elaborato

da ENEA).

Il contributo alla riduzione delle

emissioni di gas serra


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IN EUROPA

? Si stima per i paesi dellUnione Europea una potenziale

riduzione, grazie allapplicazione della digestioneanaerobica, delle emissioni di metano di circa 20 milioni

di m3/giorno.

? Ci significa una riduzione di circa 300.000 t/giorno diCO2 equivalente, un valore che corrisponde a circa il3,6% dellemissione globale (a livello europeo) di CO2 o a

circa il 50% della prevista riduzione di emissione di CO2per i paesi dellUnione Europea secondo gli accordi dellaConferenza di Kyoto.

Conclusioni


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Conclusioni

?Nel corso degli ultimi dieci anni la digestioneanaerobica si diffusa in molti paesi europei,

tra cui anche lItalia.

?I digestori anaerobici vengono realizzati non

solo allo scopo di recuperare energia

rinnovabile, il biogas, ma anche di controllare

le emissioni maleodoranti e di stabilizzare le

biomasse prima del loro utilizzo agronomico.

Conclusioni

? In Italia la normativa sugli incentivi alla produzione


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o v sug ce v p odu o e

di energia elettrica da fonti rinnovabili (Certificati

Verdi) potrebbe dare un nuovo impulso agli impiantidi biogas.

?Anche il processo di evoluzione nella politica

ambientale attivatosi a seguito della Conferenza di

Kyoto sulla riduzione dell'inquinamento atmosfericoda gas serra pu accentuare l'attenzione sul recupero

del biogas.

?Anche il Reg. CE 1774/2002 pu rappresentare un

incentivo allo sviluppo della digestione anaerobica.

Conclusioni

?Ne deriva l'utilit di potenziare e di razionalizzare i


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sistemi che sfruttano processi di co-digestione

anaerobica di biomasse di varia natura (biomasse diorigine zootecnica e agroindustriale, colture

energetiche e residui colturali, fanghi di

depurazione e frazioni organiche derivanti da

raccolte differenziate dei rifiuti urbani).?Occorre anche incentivare la realizzazione di

sistemi integrati anaerobici/aerobici per il

trattamento congiunto dei rifiuti organici urbani e

di altre biomasse.

Conclusioni

Il i l


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?Il settore zootecnico pu rappresentare la

forza motrice per lo sviluppo su larga scaladella digestione anaerobica;

?Gli incentivi sono molti: un miglioramento

della sostenibilit ambientale degliallevamenti, una integrazione di reddito

dallenergia verde, una riduzione delle

emissioni in atmosfera e degli odori;

Conclusioni

O i li lifi l


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?Occorre razionalizzare e semplificare le

procedure autorizzative, sia per lacostruzione e gestione degli impianti che

per lallacciamento alla rete elettrica

nazionale;

?Occorre garantire lutilizzo agronomico del

digestato anche quando si co-digeriscono i

liquami zootecnici con scarti organici

selezionati (agroindustria).


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Documents

Piccinini - Digestione anaerobica