Manuale Biogas - Centro Ricerche Produzioni Animali S.p.A.
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ENERgIA dAl bIOgAS PROdOTTO dA EFFluENTI ZOOTEcNIcI, bIOMASSE dEdIcATE E dI ScARTO 26 Inoltre, la digestione anaerobica può essere condotta, come già ricordato, o in condizioni mesofile (circa 35°C) o termofile (circa 55°C); la scelta tra le due determina in genere anche la durata (tempo di residenza) del processo. Mediamente in mesofilia si hanno tempi di residenza compresi nel range 15- 40 giorni, mentre in termofilia il tempo di residenza è in genere inferiore ai 20 giorni (con i liquami zootecnici ed i reflui agroindustriali). Con impiantistica di tipo semplificato è possibile operare anche in psicrofilia (10-25°C), con tempi di residenza superiori ai 30 giorni, fino a 90 giorni. Digestione anaerobica Psicrofilia Mesofilia Termofilia Temperatura (°C) 10-25 33 - 38 50 - 55 Tempi di residenza (g) 30-90 15-40
ENERgIA dAl bIOgAS PROdOTTO dA EFFluENTI ZOOTEcNIcI, bIOMASSE dEdIcATE E dI ScARTO 28 vasca di raccolta e sollevamento In questo caso la cogenerazione è la soluzione più conveniente, perché per- mette di produrre energia elettrica ed energia termica. Gran parte dell’energia termica prodotta può essere utilizzata per il riscaldamento del digestore, im- mettendo acqua calda nella serpentina. La produzione di biogas ottenibile può variare da 25 a 32 m 3 /anno ogni 100 kg di peso vivo suino, pari a 15-21 m 3 /anno di metano. La variabilità è in funzione della tecnologia adottata, se cioè si è optato per un impianto di tipo semplificato “a freddo” o con sistema di riscaldamento. Figura 4 – Schema di copertura di vasca anaerobica con riscaldamento rotovaglio frazione solida acqua calda energia elettrica cogeneratore biogas La semplicità del sistema descritto non si adatta alla digestione anaerobi- ca dei liquami bovini e/o alla codigestione degli effluenti suini e/o bovini con altri co-substrati, quali colture energetiche e/o scarti organici agroin- dustriali. In questo caso è preferibile il reattore completamente miscelato (CSTR), coibentato ed operante ad umido, in mesofilia e/o termofilia (figura 5), dotato in testa di un sistema di alimentazione che tagli e sminuzzi le varie matrici, e ne consenta la dosatura e la pesatura (vedi figura 2 e para- grafo 4.1). Nei processi ad umido si opera generalmente con carichi organici compresi tra 2-5 kg SV/m 3 giorno. sistema di copertura e raccolta biogas a singola o a doppia membrana biogas agli utilizzi sistema di riscaldamento Figura 5 – Schemi di impianti completamente miscelati (CSTR), coibentati ed operanti ad umido in mesofilia e/o termofilia. (Fonte UTS) Unità di ricevimento Rifiuto (Fonte Thöni) Caricamento solidi organici Vasca di accumulo Convogliatore inclinato Dosatore di sostanze solide con nastro trasportatore Miscelatore a pale Coclea verticale per il caricamento di sostanze solide Digestore 1 Digestore 2 Cogeneratore Sistema di pressurizzazione Rete metano Copertura CENO Riscaldamento del fermentatore Isolamento esterno del fermentatore Quando all’interno dell’allevamento suino è presente un impianto di depurazio- ne biologico aerobico per diminuire il carico di nutrienti (in particolare azoto) del liquame, può essere conveniente l’inserimento della digestione anaerobica nella linea di trattamento depurativo (figura 6); la richiesta energetica, infatti, può arrivare ad essere completamente soddisfatta dal biogas recuperato, con una forte riduzione dei costi di esercizio del trattamento depurativo. Pozzo di servizio Stoccaggio biogas Livello Condotta pompaggio massimo Agitatore Fermentatore idraulico a pale Stoccaggio Biogas Stoccaggio finale liquame Desolforizzazione Pozzetto di controllo Condotta postfermentazione MANuAlE PRATIcO 29
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vasca di raccolta e<br />
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In questo caso la cogenerazione è la soluzione più conveniente, perché per-<br />
mette di produrre energia elettrica ed energia termica. Gran parte dell’energia<br />
termica prodotta può essere utilizzata per il riscaldamento del digestore, im-<br />
mettendo acqua calda nella serpentina.<br />
La produzione di biogas ottenibile può variare da 25 a 32 m 3 /anno ogni<br />
100 kg di peso vivo suino, pari a 15-21 m 3 /anno di metano. La variabilità è in<br />
funzione della tecnologia adottata, se cioè si è optato per un impianto di tipo<br />
semplificato “a freddo” o con sistema di riscaldamento.<br />
Figura 4 – Schema di copertura di vasca anaerobica con riscaldamento<br />
rotovaglio<br />
frazione<br />
solida<br />
acqua calda<br />
energia<br />
elettrica<br />
cogeneratore<br />
biogas<br />
La semplicità del sistema descritto non si adatta alla digestione anaerobi-<br />
ca dei liquami bovini e/o alla codigestione degli effluenti suini e/o bovini<br />
con altri co-substrati, quali colture energetiche e/o scarti organici agroin-<br />
dustriali. In questo caso è preferibile il reattore completamente miscelato<br />
(CSTR), coibentato ed operante ad umido, in mesofilia e/o termofilia (figura<br />
5), dotato in testa di un sistema di alimentazione che tagli e sminuzzi le<br />
varie matrici, e ne consenta la dosatura e la pesatura (vedi figura 2 e para-<br />
grafo 4.1). Nei processi ad umido si opera generalmente con carichi organici<br />
compresi tra 2-5 kg SV/m 3 giorno.<br />
sistema di copertura<br />
e raccolta biogas a<br />
singola o a doppia<br />
membrana biogas agli utilizzi<br />
sistema di riscaldamento<br />
Figura 5 – Schemi di impianti completamente miscelati (CSTR), coibentati ed<br />
operanti ad umido in mesofilia e/o termofilia.<br />
(Fonte UTS)<br />
Unità di ricevimento<br />
Rifiuto<br />
(Fonte Thöni)<br />
Caricamento<br />
solidi organici<br />
Vasca<br />
di accumulo<br />
Convogliatore<br />
inclinato<br />
Dosatore di<br />
sostanze solide<br />
con nastro<br />
trasportatore<br />
Miscelatore a pale<br />
Coclea verticale<br />
per il<br />
caricamento<br />
di sostanze<br />
solide<br />
Digestore 1 Digestore 2<br />
Cogeneratore<br />
Sistema<br />
di pressurizzazione<br />
Rete<br />
metano<br />
Copertura<br />
CENO<br />
Riscaldamento<br />
del fermentatore<br />
Isolamento esterno del fermentatore<br />
Quando all’interno dell’allevamento suino è presente un impianto di depurazio-<br />
ne biologico aerobico per diminuire il carico di nutrienti (in particolare azoto)<br />
del liquame, può essere conveniente l’inserimento della digestione anaerobica<br />
nella linea di trattamento depurativo (figura 6); la richiesta energetica, infatti,<br />
può arrivare ad essere completamente soddisfatta dal biogas recuperato, con<br />
una forte riduzione dei costi di esercizio del trattamento depurativo.<br />
Pozzo di<br />
servizio<br />
Stoccaggio<br />
biogas<br />
Livello Condotta pompaggio<br />
massimo<br />
Agitatore<br />
Fermentatore<br />
idraulico a pale<br />
Stoccaggio <strong>Biogas</strong><br />
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finale liquame<br />
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Pozzetto di controllo<br />
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