Digestione Anaerobica

Processo biologico

La digestione anaerobica è un processo biologico complesso per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino al 70% circa.


Affinché il processo abbia luogo è necessaria l'azione di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza organica in composti intermedi, principalmente acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno, utilizzabili dai microrganismi metanigeni che concludono il processo producendo il metano.
 
I microrganismi anaerobi presentano basse velocità di crescita e basse velocità di reazione e quindi occorre mantenere ottimali, per quanto possibile, le condizioni dell'ambiente di reazione. Nonostante questi accorgimenti, i tempi di processo sono relativamente lunghi se confrontati con quelli di altri processi biologici; tuttavia il vantaggio del processo è che la materia organica complessa viene convertita in metano e anidride carbonica e quindi porta alla produzione finale di una fonte rinnovabile di energia sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere-calorifico.
 L'ambiente di reazione, definito solitamente digestore (o reattore anaerobico), per permettere la crescita contemporanea di tutti i microrganismi coinvolti, dovrà risultare da un compromesso tra le esigenze dei singoli gruppi microbici. Il pH ottimale, ad esempio, è intorno a 7/7.5, la temperatura ottimale di processo è intorno ai 40° C, se si opera coi batteri mesofili, o intorno a 55°C, se si utilizzano batteri termofili.

IL Biogas : cos’è?

Il biogas nasce dalla decomposizione della sostanza organica attraverso il processo di digestione anaerobica che avviene in assenza di ossigeno. La temperatura ottimale per il processo è circa 35 - 42 ° C (campo mesofilo).

Perché fare un impianto di biogas?

Nell'attuale contesto di estrema e continua necessità energetica e di elevato rischio ambientale, il trattamento anaerobico con recupero del biogas prodotto risulta un sistema di grande interesse, in grado di offrire molteplici vantaggi:

- recupero energetico da fonti rinnovabili : il trattamento anaerobico in condizioni controllate porta alla degradazione della sostanza organica ed alla produzione di biogas, una miscela formata per il 50-70% da metano e, per la quota restante, quasi esclusivamente da anidride carbonica. la cogenerazione di energia elettrica e calore mediante combustione del biogas risulta economicamente molto vantaggiosa;

- riduzione di gas serra

- minore fitotossicità dei liquami

- stabilizzazione dei liquami. l'abbattimento del carico organico carbonioso ottenibile in digestione anaerobica conferisce al liquame una sufficiente stabilità anche nei successivi periodi di stoccaggio; si ha un rallentamento dei processi degradativi e fermentativi con conseguente diminuzione nella produzione di composti maleodoranti;

- riduzione di carica patogena d'infestanti : la digestione anaerobica in mesofilia può ridurre parzialmente la eventuale carica patogena presente nei liquami. operando in termofilia è possibile, invece, ottenere la completa igienizzazione del liquame con la completa distruzione dei patogeni;

- minore impatto olfattivo si ha un abbattimento di odori ed emissioni inquinanti (nh3 e ch4). le sostanze maleodoranti che eventualmente si formano durante il processo (acido solfidrico, mercaptani, ammoniaca) vengono avviate con il biogas alla combustione. un buon abbattimento degli odori è ottenibile con impianti nei quali il processo di digestione anaerobica sia condotto in condizioni mesofile (38-42°c) e termofile (50-55°c). buoni risultati possono essere raggiunti anche con la digestione a temperature più basse, nell'intervallo 10-25°c, purché siano assicurati tempi adeguati di permanenza;

- migliore livello igienico sanitario;

- utilizzo conveniente dei singoli prodotti

- innalzamento del livello economico generale

I parametri funzionali del processo

I più importanti paramentri che condizionano il processo e che pertanto vanno attentamente e costantemente monitorati, si possono così sintetizzare:
- unita' di carico (m3 o t);
- substrati metabolici;  
- temperatura (°c);
- acidita' (ph);
- tempo di ritenzione (hrt);
- fattori di conversione;
- qualità del biogas.

Unità di carico
E' l'insieme dei singoli materiali misurati in tonnellate e/o m3 a seconda delle specifiche caratteristiche che giornalmente vengono immessi nel digestore. E' anche definito come carico specifico e rappresenta il totale della sostanza organica giornalmente apportata. E' molto importante non eccedere con carichi specifici molto elevati per evitare che nel processo prevalga la fase acida rispetto a quella metanigena. Molto importante è poter distribuire il carico in modo uniforme nell'arco della giornata.

Substrati metabolici

Con livelli di percentuale si sostanza secca troppo bassi, si può incorrere nel rischio di non avere a disposizione substrati metabolici sufficienti per il corretto sviluppo delle popolazioni microbiche. Al contrario un contenuto di solidi eccessivamente elevato crea problemi di movimentazione della biomassa soprattutto nella fase di carico.
3 < S.S. < 18%

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