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Gli impianti di digestione anaerobica, vale a dire la fermentazione batterica in assenza di ossigeno dei residui organici provenienti da residui vegetali o animali, stanno diventando sempre più popolari in Europa sia in campo agricolo che industriale. In particolare nel primo caso tali impianti consentono di riutilizzare letame e altri rifiuti agricoli per la produzione di energia, sia sotto forma di calore che di elettricità. Questa energia viene valutata come rinnovabile e quindi è passibile di ricevere incentivi in molti paesi europei. Per questo motivo, opportunamente trattato, è in grado di alimentare il motore endotermico di un impianto di cogenerazione e produrre, a valle del processo, energia elettrica e termica totalmente rinnovabili.

Una questione aperta resta però la destinazione del digestato prodotto da questi impianti, che normalmente ha un carico di COD nell'ordine di 50.000 mg/l gamma e un carico di azoto nell'ordine di 4.000 mg/l intervallo. Mentre è stato riconosciuto che il digestato ha valore come fertilizzante, ci sono limitazioni nel suo uso pratico che si riferiscono principalmente ai volumi elevati, che rendono necessaria grande deposito per l'accumulo invernale, e al troppo elevato tenore di azoto per le zone sensibili.

I processi a membrana a flusso tangenziale sono stati sviluppati per affrontare queste problematiche.

Obiettivi del trattamento

I componenti solidi grossolani sono normalmente separati dal digestato per mezzo di apparecchi quali separatori a vite e centrifughe, perché possono essere riutilizzati per l'agricoltura in serra ed in altre attività agricole.

Il liquido che rimane normalmente hadi concentrazione di solidi residuali nell'ordine del 2,5%, con circa l'1% di solubili.Trattamento del digestato liquido può avere obiettivi diversi:

  • rimozione dell'azoto parziale
  • purificazione completa per scarico acqua e recupero aAzoto e altri minerali di separazione per il riutilizzo come fertilizzante concentrato.

L'opzione migliore per ogni situazione deve essere determinata caso per caso.

Trattamento e tecnologia

La tecnologia di trattamento è una combinazione di diverse fasi fisiche, mentre l'uso di sostanze chimiche è normalmente ridotto al minimo per permettere il completo riutilizzo dei materiali separati nel ciclo agricolo. È necessaria una profonda comprensione delle esigenze dell'utilizzatore al fine di garantire buoni risultati tecnici ed economici.

Questa è una lista della maggior fasi di trattamento usati:

  • rimozione solidi con filtro a vite e centrifugazione;
  • nitrificazione biologica / denitrificazione;
  • ultrafiltrazione per fini rimozione dei solidi;
  • osmosi inversa per la concentrazione dei sali;
  • evaporazione per l'ulteriore concentrazione dei sali.

È importante sottolineare che nel caso sia eseguita la nitrificazione /denitrificazione biologica, l'approccio è molto diverso da quello usato nel trattamento delle acque reflue municipali standard. Il digestato, come dato di fatto, proviene già da un trattamento biologico che ha consumato la maggior parte del carico organico, mentre è fortemente caricato con solidi e ammoniaca.

Conclusioni

La digestione anaerobica è una tecnologia promettente per la produzione di energia rinnovabile e per aumentare l'efficienza delle operazioni agricole. Tuttavia, il trattamento del digestato è una questione aperta e non può essere affrontato su base standard.

Diverse tecnologie devono essere utilizzate e i processi a membrana possono svolgere un ruolo importante, soprattutto per gli impianti di taglia superiore dove il digestato deve essere purificato o i sali concentrati possono essere riutilizzati per produrre concimi biologici ad alto valore aggiunto.

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