Caratterizzazione agronomica ed igienico-sanitaria dei prodotti ottenuti dalla co-digestione dei reflui zootecnici e prodotti /sottoprodotti agricoli per la produzione di biogas Coordinamento della ricerca Franco Parola* Responsabile scientifico Elisabetta Carraro** Coordinamento tecnico Alberto Turletti*** Hanno Collaborato Silvia Bonetta** Elisa Ferretti** Giuseppe Zicari** Federica Scaperrotta* Aldo Brustolon* *Impresa Verde Cuneo Coldiretti **Università del Piemonte Orientale ***Regione Piemonte

2007 indagine FERTIBIO: in Piemonte risultavano attivi 3 impianti progettati per l’utilizzo di reflui zootecnici e biomassa agricola dei quali: uno in provincia di AL, uno in provincia di CN ed uno in fase di costruzione avanzata in provincia di TO 2010 (Balsari et al. 2010): in Piemonte sono in funzione 10 impianti, 28 sono stati autorizzati e 17 sono in fase di autorizzazione 2010 (Fabbri et al 2010): in Pianura Padana si è passati dal 2007 al 2010 da 154 a 273 impianti funzionanti per una potenza complessiva di 140 MWel

Gli impianti oggetto di monitoraggio Società Cooperativa “La Speranza” Candiolo TO Potenza installata: 1MWel Regime termico biodigestori: mesofilia (~ 40°C) Alimentazione dell’impianto: reflui zootecnici e biomassa agricola (insilati di graminacee) HRT: 100 gg. circa n. 1 digestore primario (6.000 m³) n. 1 post fermentatore (6.600 m³) Periodo di monitoraggio: settembre 2008 – ottobre 2009 Matrici analizzate: tutti i prodotti utilizzati per l’alimentazione dell’impianto, il materiale digerito in uscita dall’impianto, la frazione solida e la frazione liquida del prodotto digerito, la frazione liquida dopo stoccaggio di 120gg.

Società Agrienergia Valle Pesio Chiusa Pesio (CN) Potenza installata 1MWel Regime termico biodigestori: mesofilia (~ 38°C) Alimentazione dell’impianto: reflui zootecnici e biomassa agricola (insilati di graminacee) HRT: 60-70 gg. circa N. 4 digestori in parallelo Periodo di monitoraggio: febbraio 2009 – dicembre 2010 Matrici analizzate: materiale digerito in uscita dall’impianto

Le analisi eseguite Tutti i prodotti utilizzati per l’alimentazione dell’impianto di Candiolo sono stati sottoposti ad analisi. Nello stesso impianto sono stati analizzati sia il digestato (campionamento mensile) che i suoi prodotti derivati dalla separazione della frazione solida e liquida. La frazione liquida è stata sottoposta a “stoccaggio” di 120 gg e quindi nuovamente analizzata. Nell’impianto di Chiusa Pesio le analisi sono state compiute solo sul digerito (campionamento bimestrale). ANALISI CHIMICHE Solidi totali, Solidi volatili, pH, Umidità, Ceneri, C organico, Sostanza organica normale, N totale, N organico, N ammoniacale, N nitrico, Rapporto C/N, P totale (P2O5), K totale (K2O), Mg, rapporto Mg/K, Ca totale, Conducibilità elettrica, Capacità di scambio cationico ANALISI DEI METALLI Ni, Cd, Pb, Hg, Zn, Cu, Fe ANALISI MICROBIOLOGICHE Indicatori: carico mesofilo aerobico, E.coli, Enterococchi fecali, Enterobacteriaceae, Clostridium perfringens, uova di elminti Patogeni: Salmonella spp., E. coli O157, Yersinia spp., Listeria spp., Campylobacter spp., Cryptosporidium ANALISI AGRONOMICHE Test di germinazione e di allungamento radicale, analisi in vaso

Matrici N° Analisi imput Liquame bovino 4 Letame bovino 2 Insilato di loietto 1 Insilato di mais Insilato di sorgo Insilato di triticale output Digerito Candiolo TO 12 Digerito Chiusa Pesio CN 6 Frazione solida 5 Frazione liquida 3 Frazione liquida dopo 120gg Totale analisi 39

Consistenza allevamento: 520 vacche da latte Frisone I reflui zootecnici utilizzati per l’alimentazione dell’impianto di Candiolo TO Consistenza allevamento: 520 vacche da latte Frisone 200 manze 1-2 anni 102 vitelle 6- 12 mesi 102 vitelle <12 mesi 60 torelli 1-2 anni 85 vitelli 6-12 mesi 105 vitelli < 6mesi Liquame bovino Letame bovino Quantitativo giornaliero (q.li) 300 200 Quantitativo annuo (t.) ~ 11.000 ~ 7.300

Risultati analisi compiute sui reflui zootecnici utilizzati per l’alimentazione dell’impianto di Candiolo (TO)

La biomassa utilizzata per l’alimentazione dell’impianto di Candiolo TO S.A.U 104 ha in proprietà 156 ha in affitto 113 ha in asservimento Insilati Quantitativo giornaliero (q.li) 300 ÷450 Quantitativo annuo (t.) 11.000 ÷16.500

Risultati analisi compiute sugli insilati utilizzati per l’alimentazione dell’impianto di Candiolo (TO)

L’alimentazione dell’impianto Biomassa (q.li) giornaliero (t.) annuo Incidenza % dei SV di ciascuna matrice sul totale Insilati di graminacee 390 14.235 70 Letame 200 7.300 8 Liquame 300 10.950 20 Frazione solida del digerito 50 1.825 2 Energia elettrica prodotta dal letame ~ 940.000 kwh/anno pari a ~ 11,5% Energia elettrica prodotta dal liquame ~ 1.000.000 kwh/anno pari a ~ 12,3% Energia elettrica prodotta dagli insilati ~ 6.220.000 Kwh/anno pari a ~ 76,2% _____________________________________________________________ TOTALE ~ 8.160.000 Kwh/anno

Analisi chimiche del prodotto in uscita (digestato) Chiusa Pesio (CN) Candiolo (TO) Il contenuto medio di azoto ammoniacale nel prodotto derivante dalla codigestione è risultato essere pari al 2,5% per l’impianto di Candiolo ed all’1,7% per quello di Chiusa Pesio, rappresentanti rispettivamente il 41% ed il 25% dell’N tot

Il contenuto medio in S. V Il contenuto medio in S.V. è risultato sensibilmente più alto di quanto atteso (particolarmente per l’impianto di Chiusa Pesio) attestandosi su valori del 4,11% nell’impianto di Candiolo (71,23% sulla s.s) e del 7,15% in quello di Chiusa Pesio (79,27% sulla s.s.)

Caratteristiche chimiche della frazione palabile e chiarificata ottenuta dal digestato dopo separazione solido/liquido Frazione solida Frazione liquida Azoto amm. 0,38 2,83 Azoto organico 1,99 3,76 Azoto tot 2,36 6,59

Confronto frazione chiarificata subito dopo separazione e la stessa dopo stoccaggio di 120 gg.

Conclusioni Il prodotto derivante dalla digestione anaerobica (digerito) ha dimostrato di possedere caratteristiche chimiche equivalenti sotto un profilo agronomico a quelle di un liquame tanto da suggerirne un utilizzo sostanzialmente analogo. Il contenuto in azoto ammoniacale relativamente elevato suggerisce la necessità, onde evitare perdite per la volatizzazione, di distribuire tale refluo quanto più possibile in epoche prossime a quelle di utilizzo da parte delle colture e di provvedere ad un rapido interramento dopo la sua distribuzione.

Il processo di “demolizione” della S. O Il processo di “demolizione” della S.O. con progressiva formazione di azoto ammoniacale avviene in misura variabile in funzione di alcuni parametri (prodotti utilizzati per l’alimentazione, HRT, efficienza complessiva del processo). I valori registrati (%NH4/Ntot ~ 40% per l’impianto di Candiolo e ~ 24% per l’impianto di Chiusa Pesio) si sono dimostrati mediamente inferiori a quelli spesso citati in letteratura.

Il processo di separazione solido/liquido comporta una concentrazione dell’azoto ammoniacale e dei sali solubili nella frazione chiarificata e dell’azoto organico in quella palabile. Nella frazione solida l’azoto ammoniacale costituisce il 16% di quello totale, nella frazione chiarificata il 43%. Consegue che le caratteristiche chimiche dei due “prodotti” risultano differenti per quanto riguarda gli effetti sulle colture, comportandosi: la frazione liquida come un concime azotato ad effetto più o meno rapido, quella palabile come un ammendante organico. 4) Il contenuto in S.V. della frazione palabile risulta piuttosto elevato (circa l’87% dei S.T.)

franco.parola@coldiretti,it ringraziamenti: per la collaborazione ed i suggerimenti il Dip. di Ec. e Ing. Agr. , For. E Amb. Dell’Univeristà di Torino per la disponibilità e fattiva collaborazione la Soc. Coop. Speranza di Candiolo e la Soc. Agrienergia Valle Pesio tutti voi per l’attenzione franco.parola@coldiretti,it