ITTS20130003A1 - Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicole - Google Patents
Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicoleInfo
- Publication number
- ITTS20130003A1 ITTS20130003A1 IT000003A ITTS20130003A ITTS20130003A1 IT TS20130003 A1 ITTS20130003 A1 IT TS20130003A1 IT 000003 A IT000003 A IT 000003A IT TS20130003 A ITTS20130003 A IT TS20130003A IT TS20130003 A1 ITTS20130003 A1 IT TS20130003A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- nitrogen
- heating
- plants
- accordance
- hydrolysis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 18
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 10
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 244000144977 poultry Species 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000021962 pH elevation Effects 0.000 claims description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 9
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004254 Ammonium phosphate Chemical class 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000736262 Microbiota Species 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Chemical class 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical class N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical class [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000027632 eggshell formation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/20—Heating; Cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Pag 2
DESCRIZIONE ι fi Afif y (' v
Settore di applicazione
Il settore di applicazione della presente invenzione è quello del trattamento dei reflui zootecnici, anche in abbinamento con la digestione degli stessi per lo smaltimento dei reflui trattati e/o per la produzione di biogas.
Il procedimento oggetto d’invenzione
Il procedimento è composto dalla sequenza dei processi biologici e chimico-fisici, applicati alla miscela di processo, di seguito brevemente elencati:
- idrolisi/acidogenesi della miscela di processo a temperatura controllata e compresa tra 20 e 55°C;
- trattamento termico mediante innalzamento della temperatura fino a 65-95°C;
- insolubilizzazione della CO2 e alterazione dell'equilibrio carbonati/bicarbonati nella miscela di processo;
- alcalinizzazione della miscela di processo da valori di pH compresi tra 7 e 8 a valori pari 0 maggiori di 9;
- spostamento dell'equilibrio chimico ammonio/ammoniaca (NH4<+>= NH3) verso la formazione di NH3libera in forma gassosa.
A valle del procedimento sopra descritto la miscela di processo ha caratteristiche tali da poter essere sottoposta efficacemente allo strippaggio deH’ammoniaca.
Descrizione del procedimento
• La pollina viene prodotta giornalmente e con continuità dagli allevamenti intensivi di galline ovaiole e/o di altri avicoli. La pollina fresca si presenta con consistenza pastosa e densa, e con un tenore di secco variabile compreso tra il 15 e 30%. Oltre alle elevate concentrazioni di azoto, la pollina di galline ovaiole è caratterizzata dall'elevato contenuto
Pag 3
( }
ϊ & ΑΜ· W
di carbonato di calcio (a granulometria grossolana e fine), addizionato al mangime stesso per favorire la digestione e la formazione del guscio d’uovo.
• Nel procedimento proposto la pollina (1) viene da prima miscelata (2) con digestato di ricircolo dal digestore anaerobico e/o con acqua (3), al fine di ottenere una miscela di processo (4) facilmente movimentabile. Tale operazione consente anche la separazione di sostanze con peso specifico diverso fra loro (5).
• Successivamente la miscela è avviata al primo riscaldamento con processo di idrolisi/acidogenesi (6), che si svolge a temperatura controllata compresa tra 20 e 55°C. Nel corso dell'idrolisi/acidogenesi la sostanza organica complessa viene trasformata dai microrganismi idrolitici in composti più semplici (zuccheri semplici, proteine, aminoacidi, lìpidi, glicerolo, acidi grassi); i prodotti dell'idrolisi sono successivamente trasformati dalla microbiota fermentante in acidi organici volatili (es. acido acetico, propionico, butirrico, valerico, caproico, ecc.). Tra i prodotti “inorganici” rilasciati in seguito all'idrolisi della sostanza organica, si annoverano l’azoto ammoniacale (NH4+, Nbh), l’anidride carbonica (CO2) e l<’>idrogeno solforato (HS , H2S). Per quanto riguarda nello specifico l’azoto, presente nella sostanza organica, esso è contenuto prevalentemente nei gruppi amminici delle proteine e nei metaboliti di escrezione (ad es. come acido urico nel caso delle deiezioni dei volatili). Al termine dell'idrolisi l’azoto organico viene mineralizzato e rilasciato in fase acquosa come ione ammonio (NH4<+>) 0 come ammoniaca libera (NH3), secondo il seguente equilibrio chimico:
NH3(g)+ H2O *→ NH3(SOLUZIONE) H2O <→ NH4<+>+ OH'
La fase di idrolisi/acidogenesi rappresenta anche il momento in cui avviene la maggiore produzione di CO2. Data la temperatura relativamente bassa mantenuta in questa fase (compresa tra 20 e 55 °C), la CO2 prodotta rimane prevalentemente disciolta nella I I
Pag 4
1 !
miscela di processo; essendo un gas, la sua solubilità è inversamente proporzionale alla temperatura del liquido in cui si trova disciolta.
• Successivamente al primo riscaldamento con idrolisi/acidogenesi si prevede il secondo riscaldamento (7) della miscela di processo, fino a valori di temperatura compresi tra 65 e 95°C. Il salto termico applicato, che comporta un innalzamento della temperatura da ambiente ad oltre 65°C, determina la riduzione della solubilità della CO2 presente nella miscela di processo. Ne segue una fuoriuscita di gas (8) dalla fase liquida, e quindi la riduzione della concentrazione della CO2 disciolta, che a sua volta determina un’alterazione dell’equilibrio chimico dei carbonati/bicarbonati che, come risultato ultimo, porta all'aumento del pH da valori iniziali compresi tra 7 e 8 a valori pari 0 maggiori di 9.
• L'aumento della temperatura e del pH giocano un ruolo fondamentale nell’equilibrio chimico dell’ammoniaca. Come si evince dalla formula di seguito riportata, l’aumento del pH e della temperatura favoriscono la presenza dell’Nhh libera, a scapito dello ione ammonio. L’ammoniaca in fase acquosa così formata, sempre per effetto del calore, può subire un cambiamento di stato, passando dalla fase liquida alla fase gassosa (NHL (aaì <-> NH3 (al).
M l . l l icc 1 Ι ΛΝ x
TAN= Azoto ammoniacale totale • Date le condizioni di elevata volatilità dell’NH3, è possibile procedere alla sua rimozione dalla miscela di processo mediante l’insufflazione di aria e/o altro gas di supporto, avviando il processo di strippaggio (9). Mediante lo strippaggio è possibile rimuovere l’azoto ammoniacale presente nella miscela di processo.
• L'aria e/o il gas di strippaggio arricchito in NH3(10) può essere avviato al lavaggio con acqua 0 altra soluzione acidificata (ad esempio con acido solforico 0 acido fosforico), consentendo il recupero dell'azoto sotto forma di sali di solfato di ammonio o di fosfato di ammonio.
Stato deH’arte
• Dalla ricerca bibliografica relativa alle pubblicazioni scientifiche sulla produzione di biogas dalla pollina, emerge quale principale difficoltà per il suo trattamento anaerobico l’elevata concentrazione di azoto ammoniacale (> 3 g/l), che comporta l'insorgenza di tossicità per ì batteri metanigeni. Diversi sono stati negli anni gli approcci finalizzati alla riduzione dell’azoto da questa matrice, anche da esperienze su scala sperimentale, nonché su impianti di digestione anaerobica in scala reale.
La strategia più diffusa indubbiamente è la diluizione con acqua o con altri substrati a limitato contenuto di azoto ed elevato tenore di umidità. Tale soluzione tuttavia comporta da un lato la reperibilità e disponibilità di co-fermenti, dall’altra elevati costi per le necessarie volumetrie di digestione e stoccaggio e per la gestione del digestato prodotto. Altre esperienze riportate dalla bibliografia scientifica riguardano trattamenti a scala di laboratorio, mirati alla rimozìone/separazione dell’azoto in eccesso, tra cui: precipitazione chimica della struvite (Demeestere et al., 2001), trattamento con zeoliti (Milàn et al2001, Tada et al., 2005), processo Annamox di nitrificazione e denitrificazione (Dong & Tollner, 2003), strippaggio del digestato (Lei et al., 2007), strippaggio sul percolato di pollina (Gangagni Rao et et., 2008), strippaggio dal biogas prodotto in fermentazione a secco della pollina (Abouelenien et al., 2010).
• La ricerca di precedenti in campo brevettuale ha evidenziato una prevalenza di proposte mirate all'abbattimento dell'azoto (quali osmosi inversa EP2215241 B1 , distillazione EP1683766B1) prevalentemente a valle del processo di digestione anaerobica. Queste soluzioni non presentano punti di contatto con la presente Pag 6
invenzione, in quanto non prevedono processi di incremento dell’azoto ammoniacale ed efficientamento del processo di rimozione, ma si limitano alla rimozione mediante filtrazione e/o distillazione dell’azoto presente.
L’EP1478600A4 prevede invece la miscelazione di pollina e digestato per rendere il mix pompabile, la filtrazione per ottenere una frazione liquida arricchita in azoto ammoniacale, un suo riscaldamento a 65÷110°C, lo strippaggio, il raffreddamento e, infine, il ricongiungimento alla frazione solida all'interno del digestore anaerobico. Anche in questo caso dunque viene proposto lo strippaggio dell’ammoniaca, in assenza tuttavia di processi biologici (idrolisi) finalizzati all’incremento dell'ammoniaca e di processi chimico fisici (rimozione della CO2 con conseguente innalzamento dei valori di pH) atti all'incremento dell'efficienza dello strippaggio dell'N^h, i quali rappresentano l’essenza della nostra invenzione.
L’EP1929024B1 propone la miscelazione di pollina e del digestato trattato per rendere il mix pompabile, e una digestione anaerobica bistadio (idrolisi/acidogenesi metanogenesi). Il digestato viene successivamente suddiviso in due linee, di cui una parte viene ricircolata per la preparazione del substrato a monte del processo, e la seconda linea viene riscaldata, strippata (75°÷90°C), e ulteriormente sottoposta a separazione meccanica; il liquido viene fatto confluire in testa al processo e il solido viene essiccato e tolto dal sistema. Il trattamento quindi propone la riduzione dell’azoto ammoniacale a valle del processo di digestione anaerobica, utilizzando il digestato stesso come mezzo di diluizione della pollina e dell’azoto ammoniacale. Tale configurazione si differenzia dal trattamento oggetto della presente proposta, che si prefigura come un pre-trattamento finalizzato alla riduzione di azoto e quindi anche all’utilizzo della pollina in digestione anaerobica.
Pag 7
Il brevetto EP 2208712 riguarda un impianto per la produzione di biogas, dove le fasi di idrolisi, di acidogenesi / acetogenesi e di metanogenesi, avvengono in reattori separati. L’idrolisi è prevista in condizioni aerobiche con insufflazione di ossigeno. A valle della fase di idrolisi prevedono una sezione di rimozione dell’azoto ammoniacale con sistema ad osmosi inversa.
L<’>obiettivo del brevetto EP 2208712 è l’ottimizzazione del processo di digestione anaerobica per la produzione di biogas, la rimozione dell’azoto ammoniacale non è un obiettivo e qualora richiesta è raggiunta mediante una fase di filtrazione su membrane. Le proposte esaminate riportano diverse tecniche di riduzione dell'azoto, tuttavia nessuna di queste propone un sistema composto da una prima fase di riscaldamento corrispondente alla fase di l'idrolisi/acidogenesi, quale processo per massimizzare la mineralizzazione dell'azoto organico e la formazione di ammoniaca- Nhb , seguita da una seconda fase di riscaldamento con lo scopo di alterare il grado di solubilità della CO2 con conseguente innalzamento del pH, condizione che sposta l’equilibrio verso l’NHs libera e in forma gassosa, a scapito dello ione ammonio (NH4<+>) presente in soluzione.
Scopo dell’invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di ridurre la concentrazione di azoto nelle polline prodotte da galline ovaiole 0 da altri avicoli e/o da altri substrati analoghi per composizione.
Essenza dell’invenzione
L’essenza dell’invenzione è rappresentata da una precisa sequenza di processi biologici e chimico fisici in condizioni controllate, che migliorano le caratteristiche del materiale trattato ai fini del successivo strippaggio dell’ammoniaca.
Claims (8)
- Pag 8 RIVENDICAZIONI B Al· 1. Procedimento per la rimozione dell'azoto dalle deiezioni prodotte da galline ovaiole o da altri avicoli e/o da altri substrati analoghi per composizione, destinati alla produzione di biogas e non, costituito da una sequenza di processi biologici e chimico fisici in condizioni controllate, come di seguito sintetizzati, e abbinati o meno a pretrattamenti e post-trattamenti: • primo riscaldamento con idrolisi/acidogenesi, • secondo riscaldamento con insolubilizzazione di CO2, alcalinizzazione e formazione di NH3 libera.
- 2. Primo riscaldamento e fase di idrolisi/acidogenesi (in accordo con la rivendicazione 1) svolta a temperatura controllata e compresa tra 20 e 55°C, in reattore dedicato 0 non, con l’obiettivo di favorire il rilascio e l’accumulo in soluzione di NIV, NH3e CO2.
- 3. Secondo riscaldamento della miscela (in accordo con la rivendicazione 1) effluente dalla fase di idrolisi a temperatura 20÷55°C (in accordo con la rivendicazione 2) fino a temperature comprese tra 65 e 95°C, con l’obiettivo di ridurre la solubilità del CO2 dalla miscela di processo e la fuoriuscita della stessa dal sistema; tale reazione determina l’alterazione nell'equilibrio dei carbonati/bicarbonati con innalzamento del pH da valori compresi tra 7 e 8 a valori pari 0 maggiori di 9 e con seguente spostamento dell'equilibrio chimico dell’ammoniaca dalla fase acquosa alla fase gassosa (NH3 (aq) <--> NH3 (g)), che comporta maggiore volatilità dell'ammoniaca.
- 4. Impianti derivanti dal procedimento come descritto alle rivendicazioni 1, 2 e 3, composti almeno dalle due seguenti sezioni: • primo riscaldamento con idrolisi/acidogenesi, Pag 9 • secondo riscaldamento con insolubilizzazione di CO2, alcalinizzazione e formazione di NH 3⁄4 libera
- 5 Gli impianti (in accordo con la rivendicazione 4) possono essere abbinati 0 no ad una sezione di miscelazione della pollina con digestato e/o acqua, e possono essere altresì completati da sezioni di sedimentazione e separazione di inerti 0 altro materiale flottante, sezioni di strippaggio dell'Nhb ed assorbimento dell’Nhb 0 altro sistema di rimozione e/o trasformazione della stessa con formazione 0 non di fertilizzanti.
- 6 Gli impianti (in accordo alle rivendicazioni 4 e 5) possono essere abbinati 0 no a impianti di digestione per lo smaltimento delle polline trattate e/o per la produzione di biogas, anche con l'aggiunta di altre biomasse.
- 7. Le singole sezioni e strutture degli impianti (in accordo alle rivendicazioni 4, 5 e 6) possono essere realizzate e costituite da elementi prefabbricati e/o realizzate in opera e possono essere di forme, dimensioni, colori e materiali diversi.
- 8. Le polline avicole trattate con il procedimento e relativi impianti (in accordo alle rivendicazioni da 1 a 7) presentano un<’>elevata degradabilità in processi biologici di ossidazione 0 di produzione di biogas 9 La rimozione dell’azoto dalle polline avicole mediante trattate con il procedimento e relativi impianti (in accordo alle rivendicazioni da 1 a 7) comporta una drastica riduzione dell’impatto ambientale da azoto sul suolo e sulle acque.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000003A ITTS20130003A1 (it) | 2013-08-16 | 2013-08-16 | Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicole |
| TR2019/10908T TR201910908T4 (tr) | 2013-08-16 | 2014-08-14 | Kanatlı Kümes Hayvanlarının Gübresinden Azotu Uzaklaştırmaya Yönelik İşlem Süreci ve Tesis |
| EP14002847.3A EP2837679B1 (en) | 2013-08-16 | 2014-08-14 | Process and plant for removing nitrogen from poultry manure |
| ES14002847T ES2737824T3 (es) | 2013-08-16 | 2014-08-14 | Proceso y planta para retirar nitrógeno del estiércol aviar |
| PL14002847T PL2837679T3 (pl) | 2013-08-16 | 2014-08-14 | Sposób i zakład usuwania azotu z nawozu drobiowego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000003A ITTS20130003A1 (it) | 2013-08-16 | 2013-08-16 | Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicole |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITTS20130003A1 true ITTS20130003A1 (it) | 2015-02-17 |
Family
ID=49487600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000003A ITTS20130003A1 (it) | 2013-08-16 | 2013-08-16 | Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicole |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2837679B1 (it) |
| ES (1) | ES2737824T3 (it) |
| IT (1) | ITTS20130003A1 (it) |
| PL (1) | PL2837679T3 (it) |
| TR (1) | TR201910908T4 (it) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2018241518B2 (en) * | 2017-03-30 | 2023-11-02 | The University Of Queensland | Process for the treatment of sludge |
| FI127702B (en) | 2017-11-08 | 2018-12-31 | Eneferm Oy | Procedure for separating nitrogen from biomass |
| GB201721388D0 (en) * | 2017-12-20 | 2018-01-31 | Univ Coventry | Methods of manufacturing Hydrogen |
| WO2022013148A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the production of biogas |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10353728A1 (de) * | 2003-11-17 | 2005-06-23 | Hese Umwelt Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Behandlung von biologisch abbaubaren Substanzen |
| US20130047852A1 (en) * | 2010-05-03 | 2013-02-28 | Rudolf Grossfurtner Gmbh | Separation method |
| WO2013060338A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Xergi Nix Technology A/S | Method for anaerobic fermentation and biogas production |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2199092B1 (es) | 2003-09-24 | 2005-05-01 | Sener Grupo De Ingenieria, S.A. | Procedimiento para reducir la carga contaminante de los purines. |
| DE102005047719A1 (de) | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Biogas Anlagen Leipzig Gmbh | Verfahren zur Nutzung von Biomasse in einem Biogasprozess |
| DE102007059084B4 (de) | 2007-12-07 | 2010-06-17 | Rückert, Claus | Verfahren zur Erzeugung von Biogas |
| IT1392177B1 (it) | 2008-12-09 | 2012-02-22 | Massai Giordano S R L | Impianto e processo per la produzione di biogas |
-
2013
- 2013-08-16 IT IT000003A patent/ITTS20130003A1/it unknown
-
2014
- 2014-08-14 EP EP14002847.3A patent/EP2837679B1/en not_active Not-in-force
- 2014-08-14 PL PL14002847T patent/PL2837679T3/pl unknown
- 2014-08-14 TR TR2019/10908T patent/TR201910908T4/tr unknown
- 2014-08-14 ES ES14002847T patent/ES2737824T3/es active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10353728A1 (de) * | 2003-11-17 | 2005-06-23 | Hese Umwelt Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Behandlung von biologisch abbaubaren Substanzen |
| US20130047852A1 (en) * | 2010-05-03 | 2013-02-28 | Rudolf Grossfurtner Gmbh | Separation method |
| WO2013060338A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Xergi Nix Technology A/S | Method for anaerobic fermentation and biogas production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TR201910908T4 (tr) | 2019-08-21 |
| EP2837679A1 (en) | 2015-02-18 |
| PL2837679T3 (pl) | 2020-03-31 |
| ES2737824T3 (es) | 2020-01-16 |
| EP2837679B1 (en) | 2019-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abouelenien et al. | Improved methane fermentation of chicken manure via ammonia removal by biogas recycle | |
| US9045355B2 (en) | Nutrient recovery process | |
| He et al. | Closing CO2 loop in biogas production: recycling ammonia as fertilizer | |
| EP2464614B1 (de) | Systeme und verfahren zur erzeugung von biogas und biokohle sowie zur veredelung der biokohle | |
| US20120135491A1 (en) | Method for producing biogas or sewage gas | |
| ITTS20130003A1 (it) | Procedimento e impianti finalizzati alla rimozione dell'azoto dalle deiezioni avicole | |
| ATE532574T1 (de) | Verfahren und anlage zur reinigung von biogas zur gewinnung von methan | |
| WO2012152266A2 (de) | Verfahren zur herstellung von biogas aus überwiegend tierischen exkrementen | |
| BRPI0915815A2 (pt) | processo para a produção de metano de águas de processo e material biogênico | |
| Song et al. | High rate methanogenesis and nitrogenous component transformation in the high-solids anaerobic digestion of chicken manure enhanced by biogas recirculation ammonia stripping | |
| JP5551834B2 (ja) | 微好気性条件に曝される好冷性嫌気性分解生物反応器における硫化水素の生物酸化 | |
| CN107694308A (zh) | 降低二氧化碳排放量的处理方法 | |
| EP1577269B1 (de) | Verwendung von mehrfach modifiziertem Zeolith in der Biogasgewinnung | |
| CN102796577B (zh) | 一种利用亚铵法造纸黑液生产沼气的方法 | |
| DE102012100995B4 (de) | Verfahren zur Abscheidung von Ammoniak aus Biogasanlagen | |
| UA125721C2 (uk) | Спосіб переробки екскрементів птахів | |
| ITTO20111192A1 (it) | Biopolimeri isolati da biomasse residuali e da fossili, relativi procedimenti di produzione ed usi | |
| ES2743316B1 (es) | Procedimiento para producir biogás en las digestiones anaeróbicas con hongos del rumen | |
| ITMI20081490A1 (it) | Processo di estrazione dell'azoto ammoniacale da reflui liquidi | |
| ITMI20110058A1 (it) | Procedimento di recupero dell'ammoniaca generata da scarti di origine civile e/o industriale. | |
| HRPK20171658B3 (hr) | Postupak i sustav za tretiranje, recikliranje tretiranog digestata i za dobivanje smjese gnojiva iz digestata dobivenog anaerobnom digestijom biomase u kogeneracijskom bioplinskom postrojenju | |
| IT201900000553A1 (it) | Processo e impianto per la depurazione di reflui zootecnici | |
| Zhou et al. | Microaerobic desulfurization in the semi-dry fermentation of cow manure | |
| IT202400000108A1 (it) | Processo la produzione in continuo di biometano da biomasse con sequestro della co2 | |
| EP2760978A1 (de) | Verfahren zur erzeugung von biogas |