XV Conferenza Nazionale sul Compostaggio e Digestione
Anaerobica
Sessione Tecnica
Ecomondo 2013, 7 novembre 2013 - Rimini
Biogas da sanse e pastazzo d’agrumi: risultati di un
test in continuo
Lorella Rossi
C.R.P.A. S.p.A. Reggio Emilia
LE SANSE
SANSE VERGINI (event. allontanamento NOCCIOLINO) Sansa da estrazione tradizionale (SS= 60-80%)
Sansa a 3 fasi (SS= 40-55%) Sansa a 2 fasi (SS= 30-50%)
SANSE ESAUSTE (SS= 85-90%) TIPOLOGIE
QUANTITA’ (campagna 2010/11)
Circa 980.000 t di sanse vergini ottenute dalla
molitura di poco più di 2,0 milioni di t di olive
(Fonte: ASSITOL su dati AGEA)
SANSA VERGINE E NOCCIOLINO
PASTAZZO D’AGRUMI
PASTAZZO D’AGRUMI (arance in prevalenza):
Scorze e polpa residua (SS= 15 – 16%) TIPOLOGIE
QUANTITA’ (campagna 2010/11) Circa 500.000-600.000 t
ottenute dalla trasformazione di circa 1,0-1,3 milioni di t di AGRUMI
(Fonte: CRPA su dati ISTAT, modificati)
Sistema costituito da due moduli, ognuno dei quali prevede:
- 3 digestori anaerobici in acciaio (23 l) con due uscite (scarico digestato e carico biomasse), miscelati da eliche azionate da motori elettrici;
- bagno termostato ad acqua in acciaio inox
- 3 trasduttori per rilevamento della pressione nello spazio di testa di ciascun digestore;
- 3 guardie idrauliche (GI) che durante lo scarico del biogas evitano l'ingresso di aria;
- 3 elettrovalvole (EV) per scarico biogas,;
- datalogger per pressione e temperatura;
- quadro elettrico di controllo.
L’IMPIANTO SPERIMENTALE UTILIZZATO
GI EV Carico
Scarico Sensori pressione
BIOMASSE TRATTATE
Matrice pH [-]
Solidi Totali [g/kg tq]
Solidi Volatili Azoto Totale Kjeldahl [g/kg tq] [% ST] [mg/kg tq] [% ST]
Liquame
bovino 7,3 68,1 54,1 79,4 - -
Silomais 4,0 326,6 312,2 95,6 - -
Sansa 2
fasi 4,6 256,8 236,7 92,2 4298,0 1,7
Sansa 3
fasi 5,3 360,3 334,8 92,9 5702,0 1,6
Pastazzo
di agrumi 3,2 174,6 167,9 96,2 2016,0 1,2
Tesi Matrici
Rapporto in peso tal quale [% miscela]
Rapporto in peso Solidi Volatili [% miscela]
Tempo di ritenzione
(HRT) [d]
Carico org. vol.
(COV) [kg SV/m
3/d]
1 Liq.bov.:Sansa
2: Silomais 30:40:30 8:46:46 50 4,1
2 Liq.bov.:Sansa
3: Silomais 40:30:30 10:46:44 50 4,3
3 Liquame bovino 100 100 30 1,7
4 Liq.bov.:Past.agr
: Silomais 30:40:30 9:38:53 50 3,5
BIOMASSE TRATTATE
Miscele oggetto di monitoraggio
MISCELE IN - DIGESTATI
pH Solidi
Totali Solidi
Volatili Solidi Volatili
Azoto Tot.
Kjeldahl
Azoto Ammoniacale - N-NH4
NTK
[-] [g/kg tq] [g/kg tq] [% ST] [% ST] [mg/kg tq] [% NTK]
Tesi 1 Media 4,5 229,0 212,9 93,0 1,5 581 16,8
Dev. Std. 0,1 13,9 13,7 0,4 0,1 98,8 2,3
Tesi 2 Media 4,9 252,0 234,6 93,1 1,6 729 17,9
Dev. Std. 0,1 8,7 8,0 0,2 0,1 94,4 2,2
Tesi 4 Media 4,8 170,6 158,6 93,0 1,9 1015 31,9
Dev. Std. 0,1 3,6 3,1 0,3 0,1 88,6 2,8
pH Solidi
Totali Solidi
Volatili Solidi Volatili
Azoto Totale
Kjeldahl Azoto Ammoniacale - N-NH4
NTK
[-] [g/kg tq] [g/kg tq] [% ST] [% ST] [mg/kg tq] [% NTK]
Tesi 1 Media 7,8 84,4 68,1 80,4 4,70 1538 39,8
Dev. Std. 0,2 7,5 8,2 2,8 1,0 576,1 11,1
Tesi 2 Media 7,8 95,5 79,0 82,3 4,3 1729 43,5
Dev. Std. 0,1 13,5 14,1 3,4 0,9 502,0 10,4
Tesi 3 Media 7,9 53,5 38,8 72,5 5,9 1932 59,2
Dev. Std. 0,1 7,8 6,2 1,1 0,3 259 1,5
Tesi 4 Media 7,8 61,2 46,6 76,0 5,7 1955 51,0
Dev. Std. 0,1 8,7 7,8 2,5 0,1 230,1 1,6
MIX IN
DIGESTATI
PRODUZIONE SPECIFICA DI BIOGAS (Nm 3 /t di SOLIDI VOLATILI CARICATI)
0 50 100 150 200 250 300 350 400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MET A NO ( Nm3/t S V add ed )
Settimana
Tesi 1 ( Sansa 2 fasi + liquame bovino + silomais) Tesi 2 ( Sansa 3 fasi + liquame bovino + silomais)
Tesi 3 (Liquame bovino) Tesi 4 (Pastazzo di agrumi + liquame bovino + silomais)
PRODUZIONE SPECIFICA DI BIOGAS (Nm 3 /t di SOLIDI VOLATILI CARICATI)
Tesi Resa in
BIOGAS [Nm
3/t SV]
Resa in METANO [Nm
3/t SV]
Resa in BIOGAS [Nm
3/m
3dig * g]
CH
4nel biogas
[%]
Tesi 1: Liquame bovino + Sansa
2 fasi + Silomais 458 267 3,3 58
Tesi 2: Liquame bovino + Sansa
3 fasi + Silomais 415 237 2,9 57
Tesi 3: Liquame bovino 369 213 1,0 58
Tesi 4: Liquame bovino +
Pastazzo agrumi+ Silomais 581 333 3,4 57
Rese specifiche medie
PARAMETRI DI PROCESSO
FOS/TAC: rapporto tra acidi organici volatili e alcalinità totale
pH FOS/TAC FOS TAC
[-] [-] [mgHAceq/l] [mgCaCO3/l]
Tesi 1 7,7 ± 0,08 0,306 ± 0,04 3540 ± 380 11562 ± 2029
Tesi 2 7,7 ± 0,06 0,284 ± 0,04 3382 ± 291 12131 ± 1905
Tesi 3 7,8 ± 0,04 0,219 ± 0,02 2896 ± 298 13362 ± 1316
Tesi 4 7,7 ± 0,15 0,317 ± 0,15 3782 ± 1650 12098 ± 1074
PARAMETRI DI PROCESSO
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
0 10 20 30 40 50 60
T A C (mg C aC O3/ l)
F OS (mg H A ceq /l )
Giorni
Tesi 4
FOS TAC
Tesi 4 - con pastazzo d’agrumi
Conclusioni – SANSE
SANSA IN CODIGESTIONE NON CREA PROBLEMI DI PROCESSO
RESA SPECIFICA IN METANO (calcolata) : SANSA a 2 fasi: 190 Nm 3 di CH 4 / t SV
(test BMP: 201 Nm 3 di CH 4 / t SV )
SANSA a 3 fasi: 135 Nm 3 di CH 4 / t SV (test BMP: 193 Nm 3 di CH 4 / t SV )
PRESENZA DI POLIFENOLI NON HA INTERFERITO CON IL PROCESSO DI DIGESTIONE
(S2: 3,15 g/kg S3: 0,93 g/kg)
Conclusioni – SANSE
VARIABILITA’ COMPOSITIVA DELLE SANSE
RESE SPECIFICHE DA CONFERMARE E VARIABILI IN FUNZIONE DELLA «QUALITA’»
NDF ADF ADL Lipidi
[% ST] [% ST] [% ST] [% ST]
Sansa di olive
"2 fasi" 52,0 46,9 35,1 14,7
Sansa di olive
"3 fasi" 65,3 58,6 36,8 9,8
NDF: Fibra neutro detersa (lignina, cellulosa, emicellulose) ADF: Fibra acido-detersa (lignina e cellulosa)
ADL: Lignina
Sansa di oliva denocciolata
Solidi totali
Solidi volatili Azoto BMP Metano Degradabil
ità SV
(g/kg) (g/kg) (%ST) (mg/kg) (%ST) (m3
CH4/tSV)
(%) (%)
278 260 93,6 3800 1,4% 312 64% 56%
BMP21 [Nm3/tSV]: 264
BMP [Nm3/tSV]: 313
0,0 7,9
19,7 22,9 22,6
20,4 20,4 18,5
11,9
9,7 7,7
5,5 4,1 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 Kmax (giorno): 2,9
0 10 20 30
0 100 200 300 400
0 5 10 15 20 25 30 35 40
V e locità p rod u z ion e [Nm 3 CH 4 /t S V /g iorno ]
P rod u z ion e CH 4 [ Nm 3 /t S V ]
Giorni
Produzione cumulativa di metano [Nm3/tSV]
Sansa di oliva denocciolata e defibrata
BMP21 [Nm3/tSV]:
368
BMP [Nm3/tSV]: 432
0,0 8,9
25,6 27,4 24,6 25,3
31,3 35,3 37,4
26,8
14,2
9,9 8,2 6,5 4,9 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 Kmax (giorno): 8,1
0 10 20 30 40
0 100 200 300 400 500
0 5 10 15 20 25 30 35 40
V e locità p rod u z ion e [Nm 3 CH 4 /t S V /g iorno ]
P rod u z ion e CH 4 [ Nm 3 /t SV]
Giorni Produzione cumulativa di metano [Nm3/tSV]
Solidi totali
Solidi volatili Azoto BMP Metano Degradabil
ità SV
(g/kg) (g/kg) (%ST) (mg/kg) (%ST) (m3
CH4/tSV)
(%) (%)
199 164 82,2 4000 2% 431 64% 79%
Conclusioni – PASTAZZO D’AGRUMI
OTTIMA BIOMASSA PER BIOGAS
RESA SPECIFICA IN METANO (calcolata) : 330 Nm 3 di CH 4 / t SV.
ELEVATA ACIDITA’ (gestione oculata dei carichi, monitoraggio attento per evitare acidosi)
IMPORTANZA DEL MONITORAGGIO DEL PROCESSO
BIOLOGICO PER EVITARE FENOMENI DI INIBIZIONE
(ACIDOSI)
XV Conferenza Nazionale sul Compostaggio e Digestione
Anaerobica
Sessione Tecnica
Ecomondo 2013, 7 novembre 2013 - Rimini
