Il digestato prodotto dalla digestione anaerobica: potenzialità come ammendante di suoli agricoli ed effetti della separazione in frazione solida e frazione liquida

Digestate is the residue resulting from anaerobic digestion, a process in which biomass is decomposed by anaerobic bacteria in the absence of oxygen. The raw materials that can be used for this process include livestock effluents, animal by-products, plant biomass, sewage sludge, and the organic fraction of municipal solid waste. The main products obtained from this digestion process are biogas, which can be used to produce energy, or biomethane as fuel, and a by-product, digestate, which is used as a fertilizer. Its chemical composition varies depending on the input materials used. According to the 2016 Effluent Decree, digestate is classified as a by-product if it does not contain waste and is categorized either as agro-livestock digestate or agro-industrial digestate, depending on the feedstock used in the plant. Quality limits have been established for digestate regarding its content of organic matter, nitrogen, phosphorus, and the presence of Salmonella. This last parameter is particularly important, as the presence of Salmonella is mainly due to animal-origin waste, such as livestock effluents, and can be effectively controlled through certain digestate management techniques, such as cleaning equipment and extending storage times. As for digestate management, guidelines have been provided to ensure proper handling. Since it is a fertilizing product, it must comply with regulations on spreading and specific nitrogen limits in vulnerable zones. In Europe, the largest producer of biogas, and therefore digestate, is Germany, followed by Italy and France. In Italy, the regions with the highest number of biogas plants are Lombardy, followed by Veneto and Emilia-Romagna. To facilitate its use and improve its management, digestate is separated into two fractions: a solid fraction, used as a soil improver, which contains a higher amount of organic nitrogen that is released more slowly; a clarified or liquid fraction, which contains a higher amount of ammoniacal nitrogen, readily available for plant uptake. An efficient method for applying digestate is fertigation, where it is mixed with water to supply nutrients to crops efficiently. Both fractions can undergo various treatments to either enhance or reduce their nutrient content: in the clarified fraction, conservation treatments such as vacuum evaporation, stripping, and membrane filtration are used, as well as reductive treatments to remove nitrogen, the main one being biological treatment; in the solid fraction, the most common treatments are drying and composting. The distribution of the solid fraction in the soil takes place by means of manure spreaders connected to a tractor. In conclusion, digestate has numerous potential benefits, such as reducing the use of chemical fertilizers and improving soil fertility, aided by innovative systems like NIR (Near Infrared) technology, which uses infrared light to analyze digestate components and distribute it evenly. However, it also presents challenges, such as the risk of nitrate leaching and the space required for storage.

Il digestato è il residuo della digestione anaerobica, un processo in cui biomasse vengono degradate da batteri anaerobi in assenza di ossigeno. Le materie prime che possono essere utilizzate per questo processo includono effluenti zootecnici, sottoprodotti animali, biomasse vegetali, fanghi di depurazione e frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Da questa digestione si ottengono dei prodotti principali ossia biogas per produrre energia o biometano come combustibile, e un prodotto secondario ossia il digestato che viene utilizzato come fertilizzante e ha un composizione chimica variabile a seconda delle matrici di partenza utilizzate . Secondo il Decreto Effluenti del 2016 il digestato è classificato come sottoprodotto se non contiene rifiuti e viene diviso in digestato agrozootecnico o digestato agroindustriale a seconda delle matrici in ingresso all’impianto. Sono stati stabiliti dei limiti qualitativi sul digestato nel contenuto di sostanza organica, azoto fosforo e la presenza di salmonella. Quest’ultimo parametro è da tenere in considerazione in quanto la presenza di salmonella è dovuta soprattutto alla presenza di scarti di origine animale, come effluenti zootecnici e si può controllare in modo efficace con alcune tecniche di gestione del digestato come pulizia degli organi di lavoro e tempi di stoccaggio più lunghi. Per quanto riguarda la gestione del digestato sono state fornite delle linee guida che garantiscono una corretta gestione dello stesso, in quanto essendo un prodotto fertilizzante deve rispettare le normative sia per lo spandimento che i limiti specifici di azoto nelle zone vulnerabili. In Europa il maggior produttore di biogas, e di conseguenza di digestato, è la Germania seguita Italia e Francia. In Italia, invece, le regioni dove si trovano il maggior numero di impianti a biogas sono la Lombardia, seguita da Veneto e Emilia Romagna. Il digestato per essere gestito più facilmente e per essere utilizzato nel modo migliore viene separato in due frazioni: una frazione solida che è utilizzata come ammendante e contiene un quantitativo maggiore di azoto organico a più lento rilascio; una frazione chiarificata o liquida che contiene un quantitativo maggiore di azoto ammoniacale subito assimilabile dalle piate. Un metodo per apportare il digestato in modo efficiente è la fertirrigazione, in cui il digestato viene miscelato con acqua, per apportare nutrienti alle colture in modo efficiente. Per essere utilizzato in fertirrigazione deve subire dei processi di separazione che in diversi passaggi separano le particelle più grossolane in modo che non vadano ad intasare gli ugelli. Le due frazioni possono essere sottoposto a diversi trattamenti per valorizzare o diminuire il contenuto di elementi nelle frazioni. Nella frazione chiarificata si effettuano dei trattamenti conservativi come l’evaporazione sottovuoto, lo strippaggio e la filtrazione a membrane, e dei trattamenti riduttivi per la rimozione dell’azoto tra cui il principale è quello biologico. Nella frazione solida, invece, i trattamenti effettuati maggiormente sono l’essiccamento e il compostaggio. Il digestato offre numerosi vantaggi, come la riduzione dell'uso di concimi chimici e il miglioramento della fertilità del suolo aiutati anche da sistemi innovativi come il NIR che utilizzano gli infrarossi in modo da analizzare le componenti del digestato e distribuirlo in modo omogeneo. Tuttavia, presenta anche dei limiti, come il rischio di perdite di nitrati e la necessità di ampi spazi per lo stoccaggio.