Il processo BioEcoSIM per il trattamento del liquame sviluppato presso l'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria interfacciale e la biotecnologia IGB viene introdotto sul mercato da SUEZ Germania come operatore di impianti su larga scala. Questo crea un'opportunità per le aziende agricole di smaltire il letame e il digestato in eccesso. I prodotti per il trattamento dei liquami sono fertilizzanti fosfatici, fertilizzanti ammoniacali e ammendanti organici. I partner annunceranno la loro collaborazione per il lancio sul mercato all'IFAT dal 14 al 18 maggio a Monaco di Baviera.

Circa 200 milioni di metri cubi di liquame proveniente dall'allevamento di bestiame finiscono ogni anno in campi e prati in Germania. Più del 90 percento dell'"oro nero" è costituito da acqua e contiene quantità considerevoli di importanti nutrienti vegetali azoto e fosforo. Però, se ai campi viene applicato più liquame di quanto il terreno possa legare e le piante possano assorbire, i microrganismi convertono l'azoto ammoniacale nel terreno in nitrato che filtra nelle acque sotterranee. Il problema:dove vengono prodotte grandi quantità di liquame, spesso manca terreno coltivabile da concimare. Per questa ragione, gli allevamenti di ingrasso utilizzano i cosiddetti scambi di liquame per ordinare alle autocisterne di trasportare il loro liquame in aree che richiedono nutrienti, spesso a diverse centinaia di chilometri di distanza.

Con il suo processo BioEcoSIM, l'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria interfacciale e la biotecnologia IGB ha sviluppato una soluzione ecologica. "Abbiamo unito varie fasi di lavorazione in un processo complessivo e le abbiamo integrate in un impianto modulare, "Dott. Giuseppe Mariakakis, l'esperto di nutrienti Fraunhofer IGB, spiega. Ciò consente di recuperare i preziosi nutrienti sotto forma di sali fertilizzanti di fosforo e ammonio facilmente trasportabili e dosati con precisione. I componenti organici solidi vengono anche riciclati mediante essiccazione e condizionamento mediante un processo ad alta efficienza energetica. Sono quindi disponibili sotto forma di ammendanti che formano humus. I liquami agricoli vengono quindi quasi completamente riciclati e i componenti riciclati vengono restituiti al suolo.

Implementazione su larga scala e modello di operatore

Con SUEZ Germania, Fraunhofer IGB ha ora ottenuto un licenziatario per la tecnologia brevettata. La società di recupero e riciclaggio dei rifiuti operante a livello globale investirà in impianti di lavorazione come operatore. "Gradualmente, devono essere costruiti grandi impianti tecnici, su base nazionale, prendere il letame in eccesso dagli agricoltori, allevamenti e allevamenti. Soprattutto gli aspetti logistici della consegna saranno presi in considerazione quando si selezionano le posizioni degli impianti, "dice Kai Bastuck, Responsabile dello sviluppo dell'unità aziendale di riciclaggio e recupero presso SUEZ Germania, descrivere il modello di business. "Recuperando la materia prima finita fosforo, La dipendenza della Germania dalle importazioni di fosforo è ridotta. Ciò conserva le risorse limitate di fosforo e riduce gli input di inquinanti nei suoli. In questo modo, contribuiamo a un futuro sostenibile e trasformiamo i nutrienti in sostanze preziose, " afferma Bastuck. Fraunhofer IGB supporta SUEZ Germania nell'ulteriore sviluppo del processo.

Un primo impianto di lavorazione con un'affluenza di un metro cubo all'ora è attualmente in costruzione come "impianto pilota vivente" presso il sito Zorbau di SUEZ in Sassonia-Anhalt. L'impianto progettato in modo flessibile trasformerà il letame bovino e suino, ma anche residui di fermentazione da impianti di biogas, e quindi servire come modello per ulteriori impianti su larga scala.

"Un impianto medio su scala industriale produce quindi circa 100 chilogrammi di fertilizzante fosfatico, 100 chilogrammi di fertilizzante azotato e 900 chilogrammi di organico, solidi poveri di nutrienti all'ora da dieci metri cubi di liquame grezzo, " spiega Siegfried Egner, Capo del dipartimento del Fraunhofer IGB. I potenziali risparmi nei fertilizzanti sintetici sono enormi. Con una capacità di un milione di metri cubi di liquame all'anno, che corrisponde approssimativamente alla quantità di un centinaio di allevamenti di suini da ingrasso, una pianta può produrne 10, 000 tonnellate di fertilizzante ammoniacale e 10, 000 tonnellate di fertilizzante fosfatico. Ciò corrisponde a quasi il fabbisogno annuale per l'intera Germania.

Il processo BioEcoSIM

Sono necessarie varie fasi di processo per elaborare completamente il liquame. In un primo passo, il liquame acquoso viene pretrattato in modo che il fosforo si dissolva completamente. Viene separato in una fase solida e una liquida mediante filtrazione a due stadi.

La fase solida disidratata viene essiccata utilizzando un processo ad alta efficienza energetica, sviluppato anche al Fraunhofer IGB, che funziona con vapore surriscaldato in un sistema chiuso ed è quindi particolarmente efficiente dal punto di vista energetico. I componenti organici essiccati possono eventualmente essere ulteriormente convertiti in biochar organico a 450 ° C tramite una fase di pirolisi, come nella fase di essiccazione in un'atmosfera di vapore acqueo surriscaldato.

La frazione liquame contiene i nutrienti inorganici disciolti. In un reattore a precipitazione, il fosforo viene prima recuperato, precipitato e filtrato come fosfato di calcio, fosfato di magnesio o fosfato di ammonio e magnesio. L'azoto viene recuperato in una seconda fase. Per questo scopo, la frazione acquosa viene separata come solfato di ammonio mediante distillazione a membrana, e cristallizzato. Ciò che rimane è acqua che contiene solo tracce di fosforo e azoto ma è ricca di potassio; questo può essere utilizzato al meglio per scopi di irrigazione.

In approfondite indagini e studi sul campo, i ricercatori del Fraunhofer hanno dimostrato che i fertilizzanti minerali e gli ammendanti organici preparati dai liquami agricoli possono essere utilizzati direttamente come fertilizzanti facilmente disponibili e substrati che formano humus in agricoltura.