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Caratterizzazione di deiezioni ed effluenti e progettazione delle strutture zootecniche
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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
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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)
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NH4+ NH3 + H+ La forma Ammoniaca non ionizzata o indissociata rappresenta la forma che si volatilizza pH NH3/NH3+ NH4+ Ta NH3/NH3+ NH4+
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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
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Meccanismi di controllo dei solidi
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Meccanismi di controllo dei solidi
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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.
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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
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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.
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PRIMA CRITICITA’ – La varibilita’ tra situazioni diverse
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PRIME CRITICITA’ – La variabilità
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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
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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)
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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
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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
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TERZA CRITICITA’: VALORIZZAZIONE ENERGETICA ED AGRONOMICA
TERZA CRITICITA’: VALORIZZAZIONE ENERGETICA ED AGRONOMICA. I LIQUAMI FRESCHI DIFFERISCONO DA QUELLI SOTTOPOSTO A STOCCAGGI ANCHE BREVI
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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
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CONCLUSIONE: IN REALTA’ NON ABBIAMO LE DEIEZIONI MA GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI
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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
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NON ABBIAMO LE DEIEZIONI MA
GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI
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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).
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LA SOLUZIONE LEGISLATIVA: DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI C’e’ il software che vedremo a esercitazione
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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DIMENSIONAMENTO DELLE QUANTITA DI
EFFLUENTI ZOOTECNICI SECONDO I DATI TABELLARI DELLA DIRETTIVA NITRATI
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Software PLATEE E VASCHE
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Differenze tra valori standard, misure indirette tramite sensori, e campionamento manuale.
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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 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 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).
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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
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