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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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La diffusione in Europa
?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.
La diffusione in Europa
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Schema di impianto di biogas per liquami bovini diffuso in Germania
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Impianto
aziendale in
Germania:codigestione di
liquami suini escarti
agroindustria;
1 cogeneratoreda 40 kW.
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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
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Limpianto di
Studsgard,
Herning, DK
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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
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Limpiantodi
Linkoping,
Svezia
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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 diffusione in Europa
?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.
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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.
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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.
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39
12
3
7
2
3
1
11
1
2Digestori
anaerobicioperanti su
liquamizootecniciin Italia (1999):
72 impianti
censiti.
Impianti biogas:
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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
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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
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p p
(MO)in primo piano i due digestori anaerobici ( 8000+4000 m3)
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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
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Impianto centralizzato di Marsciano (PG)
I i t t li t di M i (PG)
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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
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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
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Schema di impianto di biogas semplificato senza
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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
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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
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Schema di impianto di biogas semplificato
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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
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Alimentazione, resa in biogas, temperature di digestione
dellimpianto (valori medi mensili) nel periodo
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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
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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
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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
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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
La situazione in Italia
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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.
La situazione in Italia
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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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ESEMPI DI SISTEMI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI
Limpianto di Braunschweig-Watenbttel (D)
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Parametri di processo e bilanci:
ESEMPI DI SISTEMI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI
Limpianto di Braunschweig-Watenbttel (D)
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ESEMPI DI SISTEMI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI
Limpianto di Braunschweig-Watenbttel (D)
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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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