Italia

Sviluppo, applicazione e monitoraggio di un sistema di depurazione di reflui zootecnici mediante crescita di alghe in fotobioreattori con recupero di sottoprodotti per la produzione di energia: una soluzione al problema nitrati

Abstract

L'obiettivo del progetto è quello di valutare l'efficienza di impianti di denitrificazione dei reflui zootecnici attraverso il potere depurativo naturale delle alghe nei confronti di carico organico, fosfati e nitrati, riducendo la problematica legata allo spandimento di reflui da allevamento sui terreni e contemporaneamente generando olio utilizzabile come biocarburante, energia rinnovabile da biogas e sottoprodotti utilizzabili nel settore agroalimentare e farmaceutico. L'efficacia del trattamento nelle condizioni sperimentali testate, si traduce in una riduzione della concentrazione di azoto nei reflui e in una maggiore stabilizzazione degli stessi per effetto dell'organicazione dell'azoto restante.A valle del trattamento è possibile separare il refluo in una frazione liquida più facilmente spandibile e una frazione solida, costituita dalla massa algale, utilizzabile come sottoprodotto ad elevato valore aggiunto.Le alghe infatti possono essere utilizzate come materiale grezzo per la produzione di biodiesel (in quanto caratterizzate da un elevato contenuto lipidico), oppure utilizzate nell'industria farmaceutica e alimentare (integratori alimentari, creme e trattamenti per la cura del viso), infine essere utilizzate come ammendante agricolo.Il refluo in uscita dal fotobioreattore è stato inoltre testato per valutarne le potenzialità in termini di resa in biogas, ottenendo una resa di 0.16 m3 biogas/m3 di refluo con una percentuale media di metano del 76,5%.A livello ambientale, il trattamento dei reflui zootecnici attraverso il fotobioreattore permette di ridurre di circa il 25-30% le emissioni di metano, ammoniaca, protossido d'azoto e anidride carbonica notevolmente elevate nelle aziende zootecniche.

Contenuti
Obiettivi
Valutare l'efficienza di impianti di trattamento/denitrificazione dei reflui zootecnici utilizzando il potere depurativo naturale delle alghe al fine di ridurre lo spandimento di reflui da allevamento sui terreni e generino olio utilizzabile come biocarburante
Classificazione
Tipologia di ricerca
Ricerca applicata / orientata
Sperimentazione
Area disciplinare
6.9 Altre ricerche sulla produzione e sulla tecnologia agricola
Area problema
312 Miglioramento delle strutture e attrezzature dell’azienda
408 Nuovi e migliorati prodotti non alimentari di origine animale
Ambiti di studio
8.6.1. Gestione reflui zootecnici
13.1.1. Strutture, impianti, macchinari e/o attrezzature
5.2.1. Produzioni agro-energetiche
Parole chiave
trattamento reflui
biocombustibili
Ambito territoriale
Regionale
Zona altimetrica
Pianura
Destinatari dei risultati
Produttori agricoli
Associazioni di produttori, cooperative, consorzi, ecc.
Beneficiari indiretti dei risultati
Distretto produttivo
Risultati Attesi
Prodotto innovativo atteso
Realizzazione di un sistema di trattamento esemplificativo per la depurazione e riduzione dei nitrati negli effluenti da allevamento di semplice gestione e realizzazione e a basso impatto energetico/ambientale
Natura dell'innovazione
Innovazione di processo
Caratteristiche dell'innovazione
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Miglioramento qualitativo
Si
Mezzi tecnici
Aumento
Altri costi di esercizio
Aumento
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo atteso
Riduzione dell’impatto del settore zootecnico riducendo il carico dei nitrati nei reflui attraverso l’applicazione di un sistema di depurazione già presente in natura e gestito in maniera controllata
Natura dell'innovazione
Innovazione di processo
Caratteristiche dell'innovazione
Tecnologiche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Miglioramento qualitativo
Si
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo atteso
Definizione dei parametri operativi ottimali per l’applicazione di sistemi di depurazione legati all’attività naturale delle alghe per la depurazione di reflui suinicoli e bovini con le problematiche connesse
Natura dell'innovazione
Innovazione di processo
Caratteristiche dell'innovazione
Zootecniche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Miglioramento qualitativo
Si
Prodotto innovativo atteso
Realizzazione di un sistema di riduzione dei nitrati privo di complessità impiantistiche, a ridotto impatto ambientale, che consenta contemporaneamente al trattamento dei reflui la valorizzazione della risorsa e la produzione di energia per autosostentamento del trattamento e di sottoprodotti nobili e di facile ricollocazione.
Natura dell'innovazione
Innovazione di processo
Caratteristiche dell'innovazione
Zootecniche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Miglioramento qualitativo
Si
Mezzi tecnici
Aumento
Altri costi di esercizio
Aumento
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo atteso
Realizzazione mediante indagine su scala pilota di un bilancio tecnico economico che quantifichi esattamente nel caso di applicazione su scala reale, i costi necessari, l’efficienza depurativa ed il bilancio energetico e di massa totale utili alla valutazione tecnico economica della potenziale applicabilità del sistema messo a punto.
Natura dell'innovazione
Innovazione di processo
Caratteristiche dell'innovazione
Organizzativo/gestionali
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Altri costi di esercizio
Diminuzione
Risultati Realizzati
Prodotto innovativo realizzato
Realizzazione di un sistema di trattamento esemplificativo per la depurazione e riduzione dei nitrati negli effluenti da allevamento di semplice gestione e realizzazione e a basso impatto energetico/ambientale
Caratteristiche dell'innovazione
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Impatti dell'innovazione
Miglioramento qualitativo
Si
Mezzi tecnici
Aumento
Altri costi di esercizio
Aumento
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo realizzato
Riduzione dell’impatto del settore zootecnico riducendo il carico dei nitrati nei reflui attraverso l’applicazione di un sistema di depurazione già presente in natura e gestito in maniera controllata
Caratteristiche dell'innovazione
Tecnologiche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Impatti dell'innovazione
Miglioramento qualitativo
Si
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo realizzato
Definizione dei parametri operativi ottimali per l’applicazione di sistemi di depurazione legati all’attività naturale delle alghe per la depurazione di reflui suinicoli e bovini con le problematiche connesse
Caratteristiche dell'innovazione
Zootecniche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Impatti dell'innovazione
Miglioramento qualitativo
Si
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Prodotto innovativo realizzato
Realizzazione di un sistema di riduzione dei nitrati privo di complessità impiantistiche, a ridotto impatto ambientale, che consenta contemporaneamente al trattamento dei reflui la valorizzazione della risorsa e la produzione di energia per autosostentamento del trattamento e di sottoprodotti nobili e di facile ricollocazione
Caratteristiche dell'innovazione
Zootecniche
Tecnico-produttive
Forma di presentazione del prodotto
Rapporti e manuali
Pubblicazioni
Impatti dell'innovazione
Miglioramento qualitativo
Si
Impatti ambientali e sociali dell'innovazione
Miglioramento qualità acque
Miglioramento qualità suoli
Miglioramento qualità aria
Prodotto innovativo realizzato
Realizzazione mediante indagine su scala pilota di un bilancio tecnico economico che quantifichi esattamente nel caso di applicazione su scala reale, i costi necessari, l’efficienza depurativa ed il bilancio energetico e di massa totale utili alla valutazione tecnico economica della potenziale applicabilità del sistema messo a punto.
Natura dell'innovazione
Innovazione di prodotto
Caratteristiche dell'innovazione
Organizzativo/gestionali
Forma di presentazione del prodotto
Prototipi
Impatti dell'innovazione
Miglioramento qualitativo
Si
Altri costi di esercizio
Diminuzione
Enti finanziatori/promotorI
Ente Contributo (€) %
Assessorato regionale
149.992,00
80,00%
Partenariato
Ruolo
Leader
Name
Environment Park s.p.a.
Action manager

Paola Zitella

paola.zitella@envipark.com

Ruolo
Partner
Name
Politecnico di Torino - Dipartimento di Scienze dei Materiali e Ingegneria Chimica
Action manager

Milena Bernardi

Ruolo
Partner
Name
Associazione Regionale Allevatori Piemonte
Action manager

Daniele Giaccone

Ruolo
Partner
Name
CAA Coldiretti Piemonte s.r.l.
Action manager

Vittorio Buscemi

Ruolo
Partner
Name
Impresa Verde srl
Action manager

Daniele Gaido

Ruolo
Partner
Name
Impresa Verde srl
Action manager

Aldo Brustolon