Trattamento dei liquami

Sviluppo zootecnico e impatto attuale

I rifiuti e le conseguenze del loro scarico stanno diventando uno dei principali problemi del mondo moderno a causa del deterioramento che causano all’ambiente.

L’industria suinicola rappresenta un’importante attività economica in Spagna. Secondo i dati del Ministero dell’Agricoltura, Alimentazione e Ambiente, nel 2013 in Spagna c’erano più di 25 milioni di capi suini, il 51% dei quali solo tra le comunità di Catalunya e Aragón.

Questo numero è cresciuto anno dopo anno negli ultimi decenni, proliferando l’installazione di allevamenti di tipo industriale al di fuori dei criteri di pianificazione territoriale, che hanno contribuito al squilibrio tra zootecnia e agricoltura. Questo fatto ha comportato la comparsa di numerosi problemi di inquinamento ambientale.

Gli allevamenti, principalmente quelli di suini, non sono estranei a questa problematica, poiché ospitano un gran numero di animali e spesso non dispongono di terreno sufficiente per assorbire la grande quantità di rifiuti, il che pone seri problemi nella loro gestione.

La legislazione e i controlli sono sempre più rigidi per trovare una soluzione praticabile a un problema con gravi ripercussioni ambientali.

L’Amministrazione, con l’intento di affrontare i problemi derivanti dal sovradosaggio di liquami come concime nei terreni, ha sviluppato un quadro legislativo molto rigoroso che riguarda l’attività degli allevamenti.

Pertanto, sistemi che trattino gli effluenti in modo efficiente e che siano anche economicamente sostenibili sono indispensabili per la sopravvivenza degli allevamenti attuali e per la promozione di nuovi.

Problemi derivanti dai liquami

Il duplice obiettivo consiste nel risolvere i problemi posti dai rifiuti (odori, problemi di stoccaggio, inquinamento di corsi d’acqua, falde acquifere e suoli), e dall’altro lato, sfruttare il carico organico e fertilizzante che essi possiedono per l’utilizzo in agricoltura offrendo una soluzione a un prodotto difficilmente eliminabile.

Il processo che si sviluppa nell’allevamento è l’allevamento intensivo di suini, generalmente in cicli chiusi, con una enorme generazione di rifiuti, solidi e liquidi, che contengono un alto potere inquinante verso i suoli, acque, e aria.

L’uso logico per questi rifiuti è apportarli al campo come concime, ma di fronte alla grande concentrazione di allevamenti, e quindi di liquami, la quantità di escrementi risulta eccessiva, contaminando suoli, acque e emettendo nell’atmosfera una grande quantità di gas generati.

Ad oggi, la maggior parte degli impianti di trattamento dei liquami sono stati impianti di cogenerazione, dove si brucia gas naturale per essiccare termicamente i liquami e, con il calore residuo della combustione, si genera energia elettrica che viene venduta e immessa in rete. Tuttavia, la nuova riforma del settore elettrico, che ha ridotto sostanzialmente il prezzo del kWh cogenerato, così come l’aumento del prezzo del gas naturale, hanno fatto sì che questo meccanismo tecnico-finanziario non sia più sostenibile economicamente.

In questo contesto, i sistemi in sviluppo per il trattamento dei liquami dovranno essere, oltre che efficienti e rispettosi dell’ambiente, anche sostenibili economicamente senza l’aiuto di sovvenzioni artificiali suscettibili di essere ritirate tramite un cambiamento legislativo.

Questi sistemi di trattamento dovranno essere progettati in base al funzionamento degli allevamenti intensivi, che utilizzano come sistema di pulizia l’acqua a pressione per trascinare le deiezioni. Questa tecnica, che facilita la pulizia e incrementa le condizioni igieniche dell’allevamento, comporta però un elevato consumo di acqua e genera un elevato flusso di liquami, che non sono altro che una miscela liquido-pastosa di feci, acque di lavaggio e residui di mangime.

La concentrazione di contaminanti nei liquami dipende dalla dimensione dell’allevamento, poiché le aziende più grandi fanno un uso più intensivo dell’acqua. In generale, il carico inquinante presenta un’elevata variabilità, poiché dipende dal processo produttivo (maternità, svezzamento, suinetti, ingrasso, ecc.), dall’alimentazione, dall’età degli animali, ecc. Questi fattori rendono indispensabile una corretta caratterizzazione degli effluenti.

Trattamenti e applicazioni dei liquami

Esistono diverse alternative di gestione dei liquami, dalla più semplice (e spesso non praticabile) alla più efficiente e competitiva, per questo si utilizzano diverse tecnologie tra cui spiccano la ultrafiltrazione, trattamenti biologici, trattamento fisico-chimico, o la evaporazione.

Di seguito, una breve descrizione delle diverse alternative esistenti:

Applicazione agricola diretta

Questa soluzione è valida solo quando il bilancio tra agricoltura e zootecnia è equilibrato.

Quando l’allevamento è industriale, la generazione di rifiuti è molto elevata in proporzione all’estensione del terreno disponibile, poiché la normativa fissa la quantità massima di liquami che possono essere dosati al suolo, per unità di superficie e anno.

Essiccazione termica diretta

Sebbene sia un’opzione tecnicamente efficace, comporta elevati costi operativi. Fino ad oggi era l’opzione abituale in Spagna, poiché le agevolazioni alla cogenerazione rend evano economicamente sostenibile bruciare gas naturale per essiccare i rifiuti e produrre energia elettrica.

Con la riforma del settore elettrico non è più economicamente sostenibile bruciare gas naturale per essiccare i rifiuti.

Compostaggio

La frazione solida dei liquami, miscelata con fibra di cocco e torba, può essere compostata. Il compost ottenuto può essere utilizzato nel ripristino ecologico e paesaggistico di suoli degradati dal pascolo, dall’agricoltura, dalla raccolta di legna, ecc. in cui il contenuto di materia organica è stato notevolmente ridotto e, di conseguenza, la fertilità.

Tuttavia, è una soluzione solo per la frazione solida e, sebbene la qualità del compost sia buona, il sovraccosto di questa alternativa rispetto ad altre è giustificabile solo dal punto di vista dei benefici ambientali.

Trattamento biologico aerobico + trattamento fisico-chimico

I liquami hanno un rapporto BOD5/COD tra 0,2 e 0,4 e un elevato contenuto di azoto in relazione al carbonio. Questi due fattori fanno sì che, sebbene possano essere trattati mediante un processo biologico aerobico con eliminazione dei nutrienti, i risultati migliorino drasticamente se si combina il processo aerobico con un sistema fisico-chimico.

Nonostante questa opzione sia tecnicamente efficace, non è la più competitiva economicamente né la più semplice da gestire.

Biometanizzazione ed evaporazione del digestato

Questa alternativa è la più interessante in termini di sostenibilità sia economica che ambientale.

Il contenuto di materia organica dei liquami non è molto elevato, ma se vengono miscelati con rifiuti organici di origine vegetale o qualsiasi altro rifiuto contenente materia carboniosa, possono essere sottoposti a un processo di digestione anaerobica o biometanizzazione.

Come risultato si ottiene:

• Una frazione solida (fanghi digeriti), stabilizzata e igienizzata, che può essere utilizzata direttamente come concime in agricoltura.
• Una frazione liquida, il digestato, che mediante un processo di evaporazione a vuoto può essere concentrato, ottenendo da un lato acqua e dall’altro un residuo concentrato che può essere valorizzato come fertilizzante.
• Una frazione gassosa, biogas, che può essere utilizzato come combustibile in un processo di cogenerazione, nel quale si trasforma in energia termica ed energia elettrica.

  L’energia termica può essere utilizzata sia per mantenere il digestore anaerobico alla temperatura ottimale (36-38 ºC), sia per soddisfare i requisiti di calore dell’evaporatore a vuoto che tratta il digestato. L’energia elettrica può essere autoconsumata sia nell’allevamento che nell’impianto di trattamento dei liquami, riducendo i costi di gestione dell’attività.

Pertanto, gli allevamenti industriali dedicati al bestiame suino hanno un problema di squilibrio tra il volume di liquami generato e l’estensione del terreno disponibile per assimilarlo. La normativa rigorosa impone che i liquami generati siano gestiti nel rispetto dell’ambiente e, per l’equilibrio finanziario dell’attività, il sistema di trattamento deve essere competitivo economicamente.

Tra le diverse alternative di gestione esistenti, la più competitiva economicamente e rispettosa dell’ambiente è il trattamento dei liquami mediante un processo di biometanizzazione. Come risultati finali si ottiene un solido utilizzabile come concime per l’agricoltura, un residuo liquido che può essere valorizzato come fertilizzante, acqua ed energia che vengono utilizzati per ridurre i costi di gestione complessivi dell’attività.