Sistema Nitro-Denitro

RIDUZIONE DELL’AZOTO NEI REFLUI ZOOTECNICI E NEL DIGESTATO DELLA COGENERAZIONE ANAEROBICA CON SISTEMA NITRO-DENISTRO

Per un utilizzo in ambito agronomico gli effluenti come fertilizzanti, la Comunità Europea ha imposto dei limiti di spandimento tali per cui speso il terreno a disposizione non è sufficiente a tale scopo. Con questo ne derivano delle spese aggiuntive come il dislocamento in zone con minor carico o in casi estremi alla riduzione dei capi dell’allevamento per il rientro nei parametri. Inoltre la cogenerazione elettrica tramite Biogas con l’utilizzo di liquami/letami e biomasse, non riduce l’azoto ma spesso lo incrementa.

Il trattamento studiato da MIPA prevede una preventiva separazione solido-liquido con uno stoccaggio della frazione liquida in prevasca di raccolta ed un post trattamento in ambiente SBR della frazione liquida.

La soluzione proposta è il risultato di un approfondito studio ed esperienze che hanno portato ad un’ottimizzazione tecnica e tecnologica del noto processo di nitrificazione e denitrificazione biologica. Questo ha permesso di rendere più efficiente il processo e soprattutto a garantire una riduzione dei costi di esercizio.

Il trattamento tecnologico proposto mira sostanzialmente a garantire la riduzione dell’azoto dalla frazione liquida che comunque, dopo la separazione del materiale fibroso in sospensione con separatore presso elicolidale, di fatto lascia nel liquido una concentrazione in solidi disciolti e sospesi che non permettono di arrivare alla chiarifica totale dell’effluente.

Considerando che il processo di sola riduzione dell’azoto prevede come obiettivo lo stoccaggio dopo il trattamento, è possibile garantire la riduzione dell’azoto organico ed ammoniacale presente nel liquame mediante assimilazione e reazione biologica nella biomassa che entra ed esce dal reattore senza prendere in considerazione la fase della sedimentazione.

Pertanto la reattoristica di processo sarà limitata esclusivamente ai processi biologici di nitrificazione e denitrificazione. Il liquame entra ed esce sostanzialmente alla stessa concentrazione, alla frazione organica e volatile degradata biologicamente si somma la produzione di biomassa legata all’utilizzo delle sostanze carboniose e alla nitrificazione e denitrificazione dell’azoto.

Dal reattore, con cicli di scarico programmati, esce un effluente con una riduzione complessiva dei composti azotati che oscilla dal 65 all’80%, una percentuale pari al 10% rimane sostanzialmente nella sostanza secca come azoto organico particolato e una parte come azoto nitrico.

L’azoto ammoniacale è ridotto di ben oltre il 90% (98-99%).

IL PROCESSO

La tecnica di base prevede un processo biologico di nitrificazione-denitrificazione alimentato con il liquame pretrattato con un processo di separazione meccanica della componente fibrosa solida dal liquido. La frazione solida separata è composta principalmente da sostanze organiche, elementi nutritivi e da una percentuale di azoto in forma organica a lento rilascio. Grazie a tali caratteristiche si presta a essere impiegata come ammendante prima delle lavorazioni principali dei terreni ed è molto utile per ripristinare il bilancio umico dei terreni.

La frazione liquida, che ha la maggiore concentrazione di azoto, subisce un processo di ossidazione biologica con trasformazione dell’azoto ammoniacale ad opera di batteri autotrofi detti Nitrosomonas prima a nitrito (nitrosazione) successivamente a nitrato (nitrificazione) tramite batteri Nitrobacter.

Questi utilizzano il carbonio inorganico per la sintesi cellulare e derivano l’energia necessaria al loro metabolismo da reazioni di ossidoriduzione in cui l’azoto ammoniacale ed il nitrito fungono da donatori di elettroni mentre l’accettore è rappresentato dall’ossigeno libero.

Nello stesso reattore avviene anche la riduzione biologica dell’azoto nitrico, prodotto con la nitrificazione, ad azoto gassoso che avviene in condizioni anossiche ovvero in assenza di ossigeno molecolare. La reazione dissimilativa è detta denitrificazione biologica ed avviene quando, in anossia, i batteri eterotrofi facoltativi, detti Pseudomonas (la specie più diffusa) Micrococcus, Archromobacter, Bacillus e Spilillum, utilizzano i nitrati invece dell’O² come accettori finali di elettroni e substrato carbonioso come donatore di elettroni.

L’azoto viene eliminato per emissione in atmosfera come azoto elementare (N²) durante la denitrificazione. L’azoto è un gas inerte che è già presente nell’aria con una percentuale pari al 78%.

A tal scopo, in un reattore specificamente dimensionato, abbiamo ottimizzato ed incrementato la reazione aerobica con l’utilizzo di diffusori a bolle medie abbinata ad un’efficace miscelazione sia nella fase di nitrificazione che in quella di denitrificazione.

L’utilizzato di una tecnologia avanzata per il controllo e la gestione in tempo reale dei parametri di processo delle curve di pH-ODORP, la progettazione mirata alle specifiche dei singoli allevamenti e l’utilizzo di componenti affidabili e longevi, permettono un trattamento efficace e molto semplice all’utilizzo.

E’ possibile inoltre, tramite modem telefonico, la teleassistenza e la telegestione da remoto dei parametri di funzionamento dell’impianto. Con l’utilizzo di una vasca di notevoli dimensioni con sviluppo in altezza ed a forma circolare, una ritenzione sovradimensionata degli effluenti in reazione, l’utilizzo di miscelatori ad elevata efficienza in ambiente di liquido carico e l’utilizzo di un’ampia rete di distribuzione dell’aria a bolle medie, garantisce un risparmio energetico di almeno il 50% rispetto a soluzioni con distribuzione dell’aria a bolle grosse, ad aeratori sommersi o a turbine pressurizzate ed all’azzeramento pressoché totale dei fanghi di sedimentazione.