Caratterizzazione di deiezioni ed effluenti e progettazione delle strutture zootecniche

premesse Solo una corretta gestione - che consideri i reflui prodotti in allevamento non come «rifiuto», di cui disfarsi, ma come prodotto utile e condizionante i risultati produttivi dell'azienda – è in grado di assicurare il rispetto di ogni esigenza ambientale ed igienico-sanitaria e la stessa convenienza economica del sistema. Per far ciò è indispensabile conoscere le quantità e le caratteristiche delle deiezioni prodotte dai singoli animali. Infatti in base a tali caratteristiche è possibile poi scegliere la tipologia e dimensionare: i sistemi di evacuazione i sistemi di stoccaggio i sistemi di trattamento i sistemi di distribuzione in campo

CARATTERISTICHE FISICHE Peso e volume Massa volumica Contenuto in solidi: Totali (stufa a 105 °C; disciolti (< 0,45 micrometri) e sospesi (questi ultimi sedimentabili o non sedimentabili) Volatili (organici); ceneri(inorganici: muffola a 600 °c) CARATTERISTICHE CHIMICHE AZOTO: diverse forme. 1) Ammoniacale: distillazione e titolazione, in genere espressa come N-NH4 come g/kg di N (conversione da Ammoniaca ad azoto 0,824) 2) Totale, metodo Kjeldahl (mineralizzazione dell’organico ad ammoniacale e poi come sopra). Spesso indicato come TKN g/kg o g/l (in realtà mancano nitrico e nitroso) 3) Organico, differenza fra i due sopra 4) Nitroso, metodo colorimetrico, tracce 5) Nitrico, di solito poco presente (solo a valle di trattamenti di ossidazione)

NH4+  NH3 + H+ La forma Ammoniaca non ionizzata o indissociata rappresenta la forma che si volatilizza pH NH3/NH3+ NH4+ Ta NH3/NH3+ NH4+

FOSOFORO: presente in forma organica e inorganica FOSOFORO: presente in forma organica e inorganica. Si determina il contenuto totale mediante digestione, riduzione e successiva titolazione con metodo colorimetrico. Se espresso in peso come P si converte in P205 (anidride fosforica) moltiplicando 2,25 POTASSIO: presente come ione K+. Si determina per spettrofotometria si assorbimento atomico. Il risultato in peso si converte in K2O (ossido di Potassio) moltiplicando per 1,21 Domanda chimica e biologica di ossigeno: COD completa ossidazione chimica, si ottiene in laboratorio in qualche ora. BOD, incubazione del campione in acqua con ossigeno per 5 gg

Meccanismi di controllo dei solidi

Meccanismi di controllo dei solidi

premesse La produzione di deiezioni (feci e urine) varia per le diverse categorie di animali: i suini sono caratterizzati dalla produzione di deiezioni tendenzialmente liquide. Ciò dipende dal tipo di alimentazione che non prevede l’ingestione di foraggi grossolani; i bovini, invece, come del resto anche gli altri ruminanti, sono in grado di utilizzare tale ultimo tipo di foraggi che li porta a produrre deiezioni con un maggiore contenuto di solidi. gli avicoli in quanto specie granivora sono quelli che presentano deiezioni in cui la parte solida trova una maggiore presenza.

Una primo approccio: i dati tabellari di produzione di deiezioni   Peso Vivo [kg] Deiezioni complessive [% P.V.] Deiezioni solide in s.s. Concentrazione s.s. [%] Suini Scrofe 160 12,5 0,53 4% altri suini suinetti 15 10 0,73 7% magroni 50 7 0,35 5% ingrasso 100 11 0,5 verri 8 Bovini Vacche 650 8,2 1,1 13% Altri bovini vitelli 125 5,6 9% manzette 270 6,8 0,68 10% manze 400 0,88 11% asciutte 1,05 15% Bufali in lattazione altri 300 Ovini Pecore 4 0,44 Agnelli 1,2 0,13 Caprini 3,5 0,38 Equini 550 13 1,18 Avicoli Polli 1 1,08 27% Galline 2 6 1,5 25% altri avicoli 3 0,59 20% Conigli 7,5

Un primo approccio: calcolo delle produzioni in base ai dati tabellari di produzione di deiezioni  Si supponga di allevare in una scrofaia 100 scrofe. Quale sarà la produzione giornaliera di deiezioni? E quella annua?  S1  Il peso complessivo delle scrofe sarà pari a:  100 * 160 = 1600 [kg]  La produzione giornaliera sarà pari a:  1600 * 12,5% = 2000 [kg/gg]   Ipotizzando una massa volumica delle deiezioni pari a 1000 kg/m3 avremo: 2000/1000 = 2 [m3/gg] Annualmente avremo una produzione di:  2* 365 = 730 [m3/anno]  Dalla tabella si ricava che la concentrazione delle deiezioni tal quale è pari al 4% della quantità prodotta.

PRIMA CRITICITA’ – La varibilita’ tra situazioni diverse

PRIME CRITICITA’ – La variabilità

PRIMA CRITICITA’ – La variabilità Da sottolineare che, tuttavia, i valori riportati in tabella sono poi influenzati da un largo insieme di fattori, alcuni dei quali possono avere un peso significativo, come: lo stadio fisiologico e di crescita dell’animale; il regime alimentare e, in particolare per questo punto, il rapporto acqua/mangime che è a sua volta influenzato dalla tipologia di impianto scelto per la distribuzione della razione Alle deiezioni va poi aggiunta l’acqua: Persa dagli abbeveratoi Utilizzata per le operazioni di pulizia

SECONDA CRITICITA’: VARIABILITA’ NEL TEMPO ALLEVAMENTO INGRASSO 1300 CAPI; ALIMENTAZIONE UMIDA A BASE DI SIERO; CORSIA DEFECAZIONE SU GRIGLIATO; RUSPETTA A FUNZIONAMENTO GIORNALIERO E VASCA DI RACCOLTA IN TESTATA (CAMPIONE GIORNALIERO MISCELATO)

SECONDA CRITICITA’: VARIABILITA’ NEL TEMPO ALLEVAMENTO CICLO CHIUSO 2100 q P.V., 50% INGRASSO SU GRIGLIATO; RIPRODUZIONE CON LANCIA AD ACQUA; ALIMENTAZIONE UMIDA; 108 CAMPIONI SU BASE GIORNALIERA DAL POZZETTO DI SOLLEVAMENTO

SECONDA CRITICITA’: VARIABILITA’ NEL TEMPO ALLEVAMENTO CICLO RIPRODUZIONE 2200 q P.V., 50% RIPRODUZIONE CON LANCIA AD ACQUA; ALIMENTAZIONE UMIDA; 500 CAMPIONI SU BASE GIORNALIERA DAL POZZETTO DI SOLLEVAMENTO

TERZA CRITICITA’: VALORIZZAZIONE ENERGETICA ED AGRONOMICA TERZA CRITICITA’: VALORIZZAZIONE ENERGETICA ED AGRONOMICA. I LIQUAMI FRESCHI DIFFERISCONO DA QUELLI SOTTOPOSTO A STOCCAGGI ANCHE BREVI

  E2 Si supponga che per le scrofe di cui all’allevamento precedente la concentrazione di N nelle deiezioni sia pari a 4 kg/m3. Quale sarà la produzione annuale di N dell’intera scrofaia? S2 Ricordando che la produzione annuale complessiva calcolata all’esercizio E1 era pari a 730 m3 semplicemente si avrà: 730 * 4 = 2920 kgN/ anno

CONCLUSIONE: IN REALTA’ NON ABBIAMO LE DEIEZIONI MA GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

DEFINIZIONE di EFFLUENTE della direttiva Nitrati 676/91 EEC Deiezioni del bestiame o una miscela di lettiera e di deiezione di bestiame anche sotto-forma di prodotto trasformato. In realtà questa definizione non tiene conto di eventuali aggiunte di materiali derivanti da residui alimentari, perdite di abbeverata, acque di veicolazione o meteoriche. Insomma il termine di effluenti di allevamento racchiude un MONDO di variabilità

NON ABBIAMO LE DEIEZIONI MA GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

superiori al 14% per gli avicoli e i conigli, NON ABBIAMO LE DEIEZIONI MA GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI In definitiva, gli effluenti zootecnici presentano contenuti di sostanza secca molto variabili che – mediamente – sono: tra il 2 e il 9% per i suini, tra il 9 e il 18% per i bovini, superiori al 14% per gli avicoli e i conigli, arrivano anche a valori anche superiori al 25% di sostanza secca in presenza di specifici trattamenti (es. disidratazione della pollina, compostaggio, separazione liquido/solido).  

LA SOLUZIONE LEGISLATIVA: DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI C’e’ il software che vedremo a esercitazione

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI

Software PLATEE E VASCHE

Differenze tra valori standard, misure indirette tramite sensori, e campionamento manuale.

Approccio un poco più SCIENTIFICO – VEDI LEZIONE SUCCESSIVE Le modalità di stoccaggio degli effluenti zootecnici rivestono un fondamentale ruolo agronomico e ambientale, legato alla necessità di poterne effettuare l’utilizzo nei momenti più favorevoli, cioè quelli in cui risulti massima l’utilizzazione dei principi nutritivi da parte delle colture e minimo il pericolo di dilavamento, percolazione o lisciviazione. Adeguando un opportuno tempo di ritenzione degli effluenti, inoltre, vengono assicurati una discreta stabilizzazione e un sensibile abbattimento della carica microbica in grado di garantire un’elevata sicurezza dal punto di vista igienico-sanitario. materiali “palabili” (es. letame di bovini in stabulazione fissa o su lettiera permanente, lettiere avicole, pollina parzialmente disidratata, frazione solida da trattamento di separazione liquido/solido) deve risultare superiore a 90-120 giorni, con il valore più elevato per gli effluenti disidratati degli avi-cunicoli. Se il ciclo produttivo è caratterizzato da una durata inferiore ai 90 giorni, gli effluenti possono essere temporaneamente stoccati in cumuli all’aperto, salvo diverse disposizioni delle autorità sanitarie e comunque protetti dalle infiltrazioni di acque meteoriche. quello degli effluenti “non palabili” deve essere di almeno 120 giorni nel caso di bovini, bufalini e ovicaprini, con assetti colturali che prevedano pascoli, prati di media o lunga durata e cereali autunno-vernini, e di almeno 150-180 giorni per tutti gli altri animali e assetti colturali distinguendo, però, tra le Regioni meridionali (tempo di ritenzione inferiore) e quelle settentrionali (tempo di ritenzione superiore).

DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI Concetto di azoto al campo al netto delle perdite NORMALI di SOLO STOCCAGGIO