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Sistemi innovativi di gestione degli effluenti zootecnici finalizzati al controllo dei nutrienti, in particolare azoto e fosforo.
Full text linkVeneto Region is characterised by a high farming density, of intensive dairy, pig and poultry farms. As an exemple, more than the 50% of regional poultry production is located in the only district of Verona.
Nitrate Vulnerable Zones cover the 39% of the regional area, the 61% of the plain land, thus leading to a surplus of nitrogen which results in high off-farm manure disposal costs.
In this context, manure treatment becomes necessary, at least for the amount ecceding land disposal.
Aim of ths study has been to evaluate some among the new technologies that are nowadays proposed for the treatment of livestock waste and also some technologies already tested and applied in this context but not so common in our Country, but interesting for the solution of the problems of manure (and nitrogen) surpluses. For each of these it has been evaluated: technological reliability, efficiency (in terms of nutrient reduction and working capacity), pros and cons of by-products management, overall benefits in the manure management according to Nitrate and IPPC Directives (676/91/CE and 96/61/CE, respectively).
Attention has been payed also to phosphorus: as a matter of fact, this nutrient will be the next object of European manure management policy, being, more than nitrogen, responsible for eutrophication in internal water streams and a non-renewable resource. In some EU Countries, like France, there are already limitations for phosphorus loads as for nitrogen.
We decided to study both conservative and distructive treatments, for either manure and slurry:
- concentration by vacuum evaporation;
- poultry litter combustion in a farm-scale plant;
- controlled storage of poultry litter and manure for the production of an organic fertiliser;
- pig slurry centralized treatment centre.È ormai noto a tutti come le limitazioni sui quantitativi di azoto di origine zootecnica distribuibili al campo stanno penalizzando in modo particolare gli allevatori le cui unità produttive insistono in territori nei quali ad una elevata densità zootecnica si somma la qualifica di Vulnerabilità ai Nitrati dei terreni utilizzati per la distribuzione agronomica degli effluenti.
In questi ambiti, il reperimento di terreni su cui effettuare la distribuzione si traduce in un consistente aumento dei costi, diretti e indiretti, di tale operazione, spesso ben oltre i limiti della convenienza economica (per l’eccessiva distanza dal centro aziendale) e senza la sicurezza della disponibilità di tali superfici nel tempo.
Ne deriva la necessità di una gestione alternativa degli effluenti, almeno per quella quota il cui contenuto in azoto eccede la capacità ricettiva dei terreni presenti ad una distanza economicamente accettabile.
Obiettivo della tesi è stato quello di prendere in esame un gruppo di tecnologie “emergenti”, e quindi non ancora applicate su scala commerciale nel comparto zootecnico, ed altre “collaudate” ma poco diffuse nel nostro Paese, ritenute interessanti per la soluzione delle problematiche indotte dall’applicazione della Direttiva Nitrati. Queste tecnologie sono state valutate dal punto di vista: dell’affidabilità tecnologica, delle efficienze di processo, delle ricadute ambientali derivanti dal processo stesso (emissioni, sottoprodotti del processo di trattamento) nonché dei vantaggi che possono offrire all’allevatore nella gestione complessiva delle deiezioni in conformità con quanto previsto dalle normative vigenti in materia (Direttive Nitrati 676/91/CE e IPPC 96/61/CE).
Particolare attenzione è stata rivolta anche al fosforo: sebbene non ancora ufficialmente sottoposto a regolamentazione come l’azoto, il fosforo è comunque oggetto delle nuove politiche comunitarie di gestione degli effluenti zootecnici, trattandosi di un elemento responsabile, forse più dell’azoto, dell’eutrofizzazione delle acque interne.
La scelta è ricaduta sul seguente gruppo di soluzioni tecnologiche e gestionali, parte di queste afferenti, o comprendenti, soluzioni di tipo distruttivo (nei confronti dell’azoto e della sostanza organica), altre di tipo conservativo:
- evaporazione sotto-vuoto di digestato;
- combustione con impianto aziendale di deiezioni avicole (nello specifico lettiere di polli da carne);
- “stoccaggio controllato” di deiezioni avicole finalizzato alla loro trasformazione in fertilizzanti organici;
- gestione di tipo consortile di effluenti zootecnici (nello specifico liquami suinicoli)
Technologies for animal manure management: treatment of poultry manure to obtain better quality products
No full textThis work presents the initial results of a monitoring activity on poultry litter stored in small farm piles. The activity is part of a wider project that has the aim of improving poultry litter management for use as a raw material for the production of organic fertiliser.
The practical activity consists in monitoring the temperature in the pile during the whole storage period and in analysing samples of the material at the beginning and at the end of the storage period, in order to verify if it meets the limits in chemical and microbiological parameters set by the Italian law on fertilisers (Dleg 75/2010).
Initial results show that the material at the end of a three-month storage is compatible with its use as an organic fertiliser; the temperature in static-piles has a maximum value of around 55°C, while in piles turned monthly it exceeds 60°C
Vacuum evaporation treatment of digestate with use of heat from anaerobic digestion
No full textWithin manure management strategies, anaerobic digestion followed by vacuum evaporation of digestate represents an interesting solution for both the reduction of nitrogen and phoshorous surpluses in soils and to avoid odour and gas emissions connected with the operations of treatment and storage of effluents. In reality, both anaerobic digestion and evaporation processes take place in a confined reactor, collecting gaseous emission as biogas and condensate, respectively. The aim of vacuum evaporation is i) to reduce the volume of the slurry to be spread on the field, thus reducing transport and distribution costs, and ii) to produce a condensate that can be discharged, to reduce the storage volume only to the concentrated fraction. Previous anaerobic digestion (AD) provides the heat necessary for the evaporation process, without it wasting in the atmosphere, as usually happens for the amount exceeding the needs of the digestor. With the goal to verify concentration efficiency, energy consumption and characteristics of concentrate and condensate, tests were performed using a one-stage semi-continuous pilot plant fed with the liquid fraction of a cattle slurry and maize silage digestate, without acidification. This practice is used to prevent ammonia volatilisation, but requires significant quantities of acid, thus increasing operational costs and causing problems for the on-farm storage of this product. A 12% TS concentrate was obtained, representing the 40-50% of the effluent. The condensate, because of its ammonia content (2.7 g/L on average) cannot be discharged. A solution for the recovery of ammonia from condensate is the filtration on reverse osmosis (RO) membranes, with previous acidification. Tests are on-going with a RO pilot plant to verify whether discharge limits can be matched. With a heat requirement of 0.87 kWh/kg of condensate, heat is the limiting factor of the process when the objective is to treat the entire quantity of digestate effluent from the biogas plant, especially in winter when the heat demand from AD plant increases
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