ITPC20130004A1 - Procedimento per l'estrazione dell'azoto contenuto in digestati derivanti dalla fermentazione metanogenica, deiezioni zootecniche, fanghi di depurazione. - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO PER L’ESTRAZIONE DELL’AZOTO CONTENUTO IN DIGESTATI DERIVANTI DALLA FERMENTAZIONE METANOGENICA, DEIEZIONI ZOOTECNICHE, FANGHI DI DEPURAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento per l’estrazione ed il recupero energetico dell’azoto contenuto nelle biomasse quali deiezioni zootecniche, fanghi biologici di depurazione, biomasse residuali.

E’ noto, nel settore tecnico del trattamento dei suoli agrari, che una vasta tipologia di materiali biologici quali: digestati da fermentazione metanogenica, deiezioni zootecniche, fanghi biologici di depurazione e biomasse residuali possono rappresentare, se opportunamente trattati, un valido contributo aH’ammendamento dei terreni ed alla nutrizione delle piante in quanto, oltre alla sostanza organica, tali materiali contengono anche considerevoli quantità di azoto, fosforo, potassio, calcio e zolfo.

Tra i citati materiali biologici rientrano anche materiali sciolti e soffici, ma con contenuto di sostanza secca superiore al 50%, quali, ad esempio, la pollina da allevamenti a terra

Mediamente i digestati da fermentazione metanogenica derivanti da trattamenti di materiali biologici eseguiti con tecnologie per liquidi, contengono una percentuale di sostanza secca compresa fra l’1% ed il 10% che dipende dalla tipologia dei materiali di partenza che subiscono la digestione anaerobica; esistono tuttavia anche trattamenti, definiti “dry†, che generano digestati con una percentuale di sostanza secca anche superiore al 35%.

Con specifico riferimento all'azoto à ̈ anche noto:

+) che la quantità di azoto totale contenuta in un digestato da fermentazione metanogenica à ̈ praticamente la stessa contenuta nel materiale biologico originario, e

+) che il totale dell’azoto à ̈ costituito da una parte organica e da una parte inorganica e

+) che i materiali biologici e in particolare i digestati possono essere sottoposti a trattamenti chimici o biologici volti ad idrolizzare le proteine per trasformare l’azoto da organico a inorganico (forma minerale).

A sua volta la quota inorganica à ̈ per la maggior parte rappresentata da azoto ammoniacale, ma comprende, anche se in minima parte, azoto nitrico e nitroso. In dettaglio l’azoto totale presente nei materiali biologici e in particolare nei digestati à ̈ mediamente compreso fra 1% e 6%, espresso sulla sostanza secca, e la frazione ammoniacale à ̈ mediamente compresa fra il 50% e 80% dell’azoto totale se detti materiali hanno subito un pre-trattamento idrolitico.

L’elevata presenza di azoto, nel caso di impiego di materiali biologici e in particolare di digestati su superfici agricole ridotte, può tuttavia generare problematiche negative per l'ambiente, quali l'inquinamento delle falde idriche l’eutrofizzazione dei mari; sono stati pertanto messi a punto procedimenti di trattamento di detti materiali atti a ridurre la percentuale di azoto presente al loro interno tramite trasformazione dell’azoto organico in azoto ammoniacale e successiva estrazione (stripping) con formazione di solfato di ammonio e/o altri fertilizzanti. Sebbene funzionali, tali trattamenti generano tuttavia un digestato residuo che presenta normalmente un pH maggiore dei valori considerati di neutralità che ne riduce drasticamente l’impiego sui terreni agricoli; oltre a ciò l’azoto separato non à ̈ facilmente riutilizzabile e viene di norma impiegato per produrre fertilizzanti ad alto contenuto di azoto da impiegare in agricoltura, in specifiche aree geografiche non sottoposte alla pressione di ingenti concimazioni organiche.

Considerato che gli impianti per la produzione di biogas per attività zootecniche e agroindustriali creano una concentrazione localizzata di eccessi di azoto che devono essere gestiti tenendo in considerazione sia gli aspetti ambientali sia quelli economici, risulta spesso necessario il trasferimento di tali fertilizzanti ad alto contenuto di azoto dall’area di produzione (solitamente prossima alle sopra citate attività) verso le aree adatte ad accettarli, trasferimento che avviene necessariamente attraverso autocarri o autocisterne con un conseguente aumento di costi ed emissioni.

Dunque, il problema della produzione di grandi quantità di azoto, concentrate in aree geografiche ristrette, viene ad essere gravato anche da aspetti economici negativi, di impatto non trascurabile, connessi alla difficoltà di commercializzazione e trasporto dei fertilizzanti prodotti.

Un impianto per la produzione di biogas, nella più grande maggioranza dei casi, à ̈ sempre connesso ad un gruppo di cogenerazione che sfrutta il biogas prodotto nel digestore per produrre energia elettrica e termica.

Comunemente questi gruppi sono costituiti da motori alternativi a gas, ma possono essere impiegate anche turbine, e sono sempre collocati in prossimità dei digestori anaerobici che forniscono il combustibile gassoso.

E’ anche noto, sin dagli anni ’20 del XXsecolo, come l’ammoniaca (NH3) possa essere impiegata per alimentare motori a combustione interna.

Si pone pertanto il problema tecnico primario di mettere a punto un procedimento di trattamento di materiali biologici e/o digestati da fermentazione metanogenica con elevato contenuto di azoto, che preveda fasi preliminari di estrazione dell’azoto dagli stessi in modo da ovviare alle sopra descritte problematiche di gestione dell’azoto prodotto e separato, eliminando la necessità di riutilizzare lo stesso nella filiera agricola, generando, nel contempo, miscele organiche atte ad essere impiegate come correttivi dei suoli agrari.

Nell’ambito di tale problema si richiede anche che il procedimento porti alla produzione di energia derivata dall’utilizzo dell’azoto estratto dal trattamento. Oltre a quanto sopra si desidera anche che il procedimento preveda ulteriori fasi ausiliarie di eliminazione degli ossidi di azoto da un fluido gassoso risultante dal trattamento di eliminazione dell’azoto dal digestato di partenza e contenente NOx, , CO2e N e dal suo contestuale recupero nella produzione di energia. Tali risultati sono ottenuti secondo il presente trovato da un procedimento secondo le caratteristiche di rivendicazione 1, e da un impianto secondo le caratteristiche di rivendicazione 15.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione dell’oggetto del presente trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : uno schema a blocchi delle sequenze di processo del procedimento secondo il presente trovato;

in figura 2 : una vista prospettica di un esempio di impianto per l’attuazione del procedimento secondo il presente trovato.

Un procedimento secondo il trovato per il trattamento di materiali biologici DIG0 di partenza verrà ora descritto con riferimento ad un impianto esemplificativo preferito di attuazione dello stesso; secondo tali forme preferite di attuazione si prevede che:

FASE A): Il materiale biologico di partenza DIGO Ã ̈ allo stato fluido, ovvero con un tenore di sostanza secca preferibilmente non superiore al 10%, e viene inviato, tramite pompa 101, all'interno di un primo reattore 100 chiuso e riscaldato fino ad una temperatura maggiore o uguale a 65 °C, preferibilmente 70°C, che viene mantenuta durante il trattamento.

Un miscelatore interno al primo reattore 100 mantiene la massa in forte agitazione. Tramite adatti mezzi di alimentazione 102a viene introdotta una dose di calce viva (CaO) in polvere, proveniente da un silos 102, sino a raggiungere un pH>10.

A questo punto, dopo essere stato riscaldato ad una temperatura superiore a 70°C e con un pH incrementato sino ad oltre 10, il digestato DIG0, Ã ̈ trasformato in una massa biologica denominata DIG1 che libera azoto ammoniacale in forma gassosa .

Preferibilmente il riscaldamento avviene mediante il recupero del cascame termico di un gruppo di cogenerazione, effettuato mediante uno scambiatore di calore acqua/acqua.

Preferibilmente il livello del DIG0 à ̈ mantenuto alla metà della capacità totale del reattore 100, così da creare un tirante d’aria fra la superficie del fluido ed il tetto del reattore stesso; il pH del digestato DIG0 à ̈ monitorato da un pHmetro che comanda i mezzi di introduzione 102a della calce viva in funzione del pH rilevato.

FASE B): Il tirante d’aria à ̈ diviso in due compartimenti isolati, tramite una parete che provvista di ampie luci ricavate al di sotto del livello del materiale da trattare. Le luci permettono il rimescolamento della massa, mentre la parete mantiene il tirante d’aria diviso in due camere separate, dove il livello del materiale, posto sopra le luci, impedisce il passaggio di gas, da una all’altra camera. Viene attivata una pompa a getto, interna e non illustrata, che aspira l’aria presente nello spazio libero sopra la massa e la insuffla nel DIG1 dal fondo del reattore 100, miscelandola intimamente. L’aria risale in forma di bolle nel DIG1 trascinando con se l’ammoniaca in fase gassosa.

L’ammoniaca si concentra quindi nello spazio libero del reattore 100 da dove, previa deumidificazione tramite un condensatore 111, viene sfiatata e aspirata tramite una soffiante e convogliata alla fase successiva, contemporaneamente all’ingresso nel reattore 100 di nuova aria.

La genesi di bolle in risalita dal fondo del reattore permette lo strippaggio che si raccoglie nello spazio di testa e viene quindi aspirata fuori dal reattore 100.

Dal reattore fuoriesce quindi un fluido gassoso GAS1 contenente ammoniaca NH3, aria e vapore acqueo, dovuto al riscaldamento della massa.

Al termine dello strippaggio, cioà ̈ quando non à ̈ più possibile estrarre ammoniaca, il digestato DIG1 si à ̈ trasformato in una massa alcalina DIG2, avente un tenore percentuale di azoto corrispondente alla sola quantità di azoto organico originariamente contenuta dalla biomassa. La massa alcalina DIG2 viene pompata in un secondo reattore 200, preferibilmente di dimensioni eguali al primo, al cui interno à ̈ trattata come risulterà dalla descrizione della successiva fase D).

FASE C): il fluido GAS1, costituito essenzialmente da aria atmosferica contenente una quantità di ammoniaca mediamente compresa fra 5 e 10 g/Nmc, à ̈ convogliato al collettore di aspirazione del gruppo di cogenerazione.

La richiesta d’aria del motore à ̈ funzione del numero di giri e del combustibile introdotto.

Una valvola automatica dosa la quantità di aria atmosferica in ingresso al motore, in rapporto al flusso di GAS1 in arrivo dal sistema di strippaggio descritto nella precedente fase B).

Il flusso di GAS1 (cioà ̈ il flusso di strippaggio) sarà sempre inferiore o uguale alla richiesta d’aria del motore e la portata sarà regolata dalla pompa a getto installata nel reattore 100.

All’interno del cogeneratore, il GAS1 viene miscelato con il biogas (o altro combustibile) dagli organi del motore e, l’ammoniaca contenuta, dissociandosi durante la combustione, libera calore. A parità di potenza erogata dal cogeneratore l’introduzione di ammoniaca permette il risparmio di significative quantità di biogas (o altro combustibile).

Infatti l’ammoniaca possiede un potere calorifico inferiore pari a 4398 kcal/kg contro 3100 - 4600 kcal/kg del biogas.

In riferimento ad un impianto esemplificativo preferito di attuazione del metodo descritto, secondo tali forme preferite di attuazione, si prevede che l’impiego deN’ammoniaca strippabile da un digestato da fermentazione metanogenica sia sufficiente a sostituire volumi di biogas pari compresi fra il 5 ed il 15% mantenendo fissa la produzione di energia elettrica e termica in uscita dal cogeneratore.

Durante la combustione, nella fase di scoppio, avvengono a carico dell’ammoniaca due reazioni chimiche differenti.

In una prima reazione (in presenza di carbonio derivante dal biogas), l’ammoniaca dissociata genera in fiamma HCN che poi si converte in NH o NH2.

Questi reagiscono con l’ossigeno producendo NO H2O e la quantità di NO à ̈ dipendente dal rapporto NO/O2presente nella zona di fiamma.

Questa reazione causa l’aumento degli NOx all’interno dei cilindri nella fase di scoppio.

Contemporaneamente in una seconda reazione, denominata riduzione selettiva non catalizzata degli ossidi di azoto (SNCR), l’ammoniaca, in presenza di ossigeno, si combina direttamente con l’ossido di azoto per dare azoto biatomico ed acqua: 4NO+4NH3+O2 <→ 4N2+6H2O . Questa reazione à ̈ predominante a temperature comprese fra 870 e 1200°C. All’interno della camera di scoppio si hanno temperature molto superiori e diviene competitiva la reazione di combinazione diretta con l’ossigeno che da luogo ad un incremento degli NOx: 4NH3+5O2 ↠→ 4NO+6H2O.

Viene quindi a generarsi un equilibrio fra i NOx creati e quelli eliminati che dipende, oltre che dalla quantità di ammoniaca immessa, anche dalle temperature tipiche del motore, dal tipo di combustibile impiegato, dalla quantità d’aria immessa e dal tipo di carburazione.

Anche con l’intervento della reazione SNCR à ̈ comunque presente un aumento dei NOx complessivi allo scarico del cogeneratore rispetto al funzionamento senza ammoniaca.

La riduzione dei NOx avviene mediante il trattamento dei fumi attraverso il convertitore catalitico commerciale installato per legge allo scarico del motore. Questo dispositivo à ̈ comunemente in grado di abbattere oltre il 90% dei NOx presenti nello scarico.

I gas combusti GAS2, scaricati dal cogeneratore, vengono condotti al reattore 200 per la successiva fase D) di ulteriore depurazione ed impiego dell’anidride carbonica contenuta.

Dopo l’estrazione deH’ammoniaca il DIG2, presenta: un pH elevato, azoto praticamente rappresentato dal solo azoto organico, nonché una importante dotazione di sostanza organica; il DIG2 può dunque essere impiegato utilmente in agricoltura per l’ammendamento dei suoli, in particolare in pre-aratura come concimazione di base. La dotazione di calce (introdotta per strippare l’ammoniaca) può avere anche benefici effetti quando si effettua la distribuzione dei DIG2 su terreni acidi, mentre la sostanza organica, aumenta il potere tampone del terreno, bilanciando in tal modo l’effetto della calce sul pH.

Secondo il trovato si prevede anche che il procedimento comprenda ulteriori fasi di depurazione da ossidi di azoto del fluido gassoso GAS2 contenente NOx, H2O, CO2 ed N2di risulta dalle precedenti fasi.

Metodi preferiti di trattamento di detto fluido gassoso GAS2 sono descritti nelle copendenti domande di brevetto IT-MI2013A 55 ed IT-MI2013A 56 a nome dello stesso attuale richiedente che vengono qui incorporate come riferimento per una completa descrizione della fase D).

FASE D) Più in dettaglio il procedimento comprende preferibilmente le seguenti ulteriori fasi D1 ) e D2):

D1) predisposizione di un secondo digestato DIG2 a basso contenuto di azoto e pH maggiore della neutralità;

D2) insufflazione del fluido gassoso GAS2 in detto secondo digestato DIG2 a basso contenuto di azoto e pH maggiore della neutralità con produzione di un fluido gassoso GAS3 privo di NOx e di un terzo digestato DIG3 a pH inferiore a quello del secondo digestato DIG2.

Secondo il trovato si prevede inoltre che la massa alcalina del digestato DIG2 venga utilizzata come vasca di gorgogliamento per effettuare la fase di depurazione del flusso gassoso GAS2 che viene insufflato sul fondo della massa di un reattore, miscelandosi con il digestato DIG2; l’attraversamento della massa, alcalina per Ca(OH)2,del secondo digestato DIG2 da parte degli ossidi di azoto [NOx], determina la reazione tra gli ossidi di azoto NO,NO2e il calcio idrossido Ca(OH)2,con formazione di nitrito di calcio [Ca(NO2)2] e nitrato di calcio [Ca(NO3)2] che sono entrambi fertilizzanti; conseguentemente, attraversando la massa alcalina, gli ossidi di azoto NOx, trasformati, (potenzialmente nocivi se contenuti nelle emissioni in atmosfera), rimangono nel terzo digestato DIG3 di risulta del procedimento e dunque non sono più presenti nel flusso gassoso GAS3 in uscita;

durante il gorgogliamento hanno luogo anche le seguenti reazioni:

+ l'azoto biatomico non à ̈ trattenuto dalle condizioni in cui si trova il digestato e procede nel fluido gassoso GAS3 di risulta;

+ parte dell’anidride carbonica, presente nel flusso di gas, reagisce con lo ione calcio Ca<2+>presente nel DIG2 per dare CaCO3;

+ contestualmente, la reazione dell’anidride carbonica che si combina con il calcio per dare carbonato di calcio CaCO3, determina un progressivo abbassamento del pH iniziale, favorendo una eventuale successiva neutralizzazione del terzo digestato di risulta DIG3;

+ la percentuale di anidride carbonica che non ha reagito con il calcio à ̈ presente nel flusso in uscita;

Poiché nel flusso gassoso GAS3 in uscita dal reattore possono ancora essere presenti tracce di ammoniaca, potrebbe essere preferibile trattare il GAS3 stesso, prima dello scarico in atmosfera, al fine di ottenere il rispetto dei limiti di legge relativi alle emissioni di NH3.

Secondo il trovato si prevede inoltre che il digestato DIG3 risultante dal procedimento di depurazione da NOx del fluido GAS2 effettuata tramite gorgogliamento nel digestato DIG2 venga sottoposto ad un’ulteriore fase

E) di neutralizzazione del pH del DIG3 con trasformazione di quest’ultimo in un correttivo agricolo dei suoli agrari.

Oltre a ciò si prevede che il GAS3 risultante dal procedimento di depurazione da NOx secondo il trovato venga sottoposto ad una fase di:

F) lavaggio tramite acqua del fluido GAS3, risultato dalla fase D) per l’eliminazione finale di inquinanti atmosferici, con formazione di un fluido GAS4 contenente solo anidride carbonica CO2e azoto biatomico N2; che può quindi essere scaricato in atmosfera.

FASE E): neutralizzazione del digestato DIG3 che presenta basso contenuto di azoto proveniente dalla fase E) stessa tramite:

E1) aggiunta di Acido Solforico H2SO4con generazione di una miscela di sostanza organica denominata gesso di defecazione utilizzabile come correttivo di suoli agrari salini e/o alcalini; oppure

E2) aggiunta di CO2con generazione di una miscela di sostanza organica denominata Carbonato di Calcio di defecazione, utilizzabile come correttivo di suoli agrari acidi, sodici, argillosi.

Metodi preferiti di neutralizzazione di un digestato con basso contenuto di azoto ed elevato pH sono descritti nelle domande di brevetto IT-MI2012A 1706 ed IT MI2012A 1707 a nome dello stesso attuale richiedente che vengono qui incorporate come riferimento per una completa descrizione delle fasi E1) e E2). Più in dettaglio dalla fase E1) si origina una miscela di sostanza organica e solfato di calcio (CaSO4) - descritta nella copendente domanda di brevetto IT-MI2012A1706 - la quale rientra nella definizione di “gesso di defecazione†che à ̈ considerato come il correttivo per uso agricolo più versatile in assoluto, poiché à ̈ uno di quei rarissimi materiali che agiscono beneficamente in svariate situazioni di trattamento dei suoli.

Dalla fase E2 si genera invece il correttivo di suoli agricoli descritto nella domanda copendente IT- MI2012A1707 anch’esso considerato uno tra i più completi e neutri correttivi di terreni agricoli.

Benché nelle citate domande di brevetto siano descritti procedimenti per la neutralizzazione di digestati aventi pH>10 e contenuto di azoto<0,12% sulla sostanza secca, gli stessi risultano applicabili anche alle biomasse risultanti dalla fase D) di eliminazione degli ossidi di azoto dal fluido gassoso GAS2 di cui al presente trovato.

FASE F) Il flusso gassoso GAS3 proveniente dalla fase D), viene trattato in uno scrubber ad acqua 300 per eliminare eventuali tracce di ammoniaca ancora presenti. La CO2che costituisce parte del flusso rende l’acqua acidula per l’acido carbonico che si combina con l’ammoniaca generando carbonato d’ammonio (NH4)2CO3che presenta la caratteristica di essere solubile in acqua e può quindi accumularsi nell’acqua di ricircolo dello scrubber 300. Una volta che la sua concentrazione si avvicini al limite di solubilità, il serbatoio può essere svuotato, ed in forme di attuazione preferite la soluzione risultante può essere pompata nel reattore 100 come digestato di partenza DIG0 all’inizio di un ciclo di trattamento; al di sopra dei 60°C, infatti, il carbonato di ammonio si decompone in CO2, NH3ed H2O.

Al termine del trattamento lo scarico in atmosfera à ̈ quindi costituito da un gas GAS4 che oltre a vapor d’acqua contiene solamente CO2ed N2.

Sebbene il procedimento secondo il trovato sia stato descritto con riferimento ad un esempio in cui la biomassa di partenza era già stata sottoposta a digestione anaerobica e di tipo fluido, ovvero con contenuto di sostanza secca <10%, si prevede che il procedimento e l'impianto secondo il trovato siano applicabili anche nel caso in cui:

- il materiale biologico di partenza DIG0 sia rappresentato da biomasse non digerite quali deiezioni zootecniche e/o avicole, fanghi biologici di depurazione e biomasse residuali e presenti sostanza secca <10%; in tal caso il digestato (DIG2), privato di ammoniaca, presenta pH>10 e contenuto di azoto organico residuo mediamente compreso fra il 90% e 60% dell’azoto totale iniziale.

Il procedimento secondo il trovato risulta, inoltre, applicabile, anche se con impianti differenti da quello descritto, anche ad

- un materiale biologico di partenza DIG0 costituito da deiezioni avicole di allevamenti a terra, caratterizzate da una sostanza secca mediamente compresa fra il 45% ed il 55% ed una densità compresa fra 0,4 e 0,6.

Detti materiali possono essere sottoposti al presente processo sia tal quali, sia che abbiano già subito altri trattamenti chimici o biologici, atti ad idrolizzare le proteine per modificare l’azoto presente dalla forma organica a quella minerale. Risulta pertanto come il procedimento secondo il presente trovato consenta di dare soluzione a numerosi problemi derivanti dalla necessità di ricondizionare vari materiali biologici quali: digestati da fermentazione metanogenica, deiezioni zootecniche, fanghi biologici di depurazione e biomasse residuali consentendo di ottenere:

+) una riduzione dell’azoto presente nel ciclo di recupero di biomasse fertilizzanti su terreni agricoli, azoto che viene estratto à ̈ scomposto nella sua forma biatomica che può essere liberata nell’atmosfera;

+) un recupero energetico derivante dalla combustione estratta dai digestati;

+) una generazione di miscele di sostanze organiche rientranti nelle definizioni di gessi e carbonati di calcio di defecazione utilizzabili per la correzione di suoli agricoli;

+) una eliminazione degli ossidi di azoto da gas contenenti CO2, N2, H2O, NO, NO2 che, a seguito del trattamento, possono essere liberati in atmosfera.

I fertilizzanti prodotti ai punti E1 ed E2 risultano infatti di grande giovamento sia nei suoli “salini†, ricchi di sodio, sia nei suoli “alcalini non salini†, pure ricchi di sodio e/o potassio; in tali situazioni infatti il gesso favorisce il riequilibrio della capacità di scambio cationico (c.s.c.), spostando dalle particelle colloidali del terreno gli ioni di metalli alcalini, monovalenti (sodio e potassio), a favore di ioni alcalini bivalenti (calcio e magnesio).

Il gesso fornisce direttamente calcio, necessario alle piante per rinforzare le pareti cellulari, rendendole più resistenti alle malattie ed al gelo, ed anche lo zolfo à ̈ fondamentale per l’attività della flora batterica utile del terreno, mentre il carbonato di calcio esplica una valida correzione dei suoli acidi.

Benché descritta nel contesto di alcune forme di realizzazione e di alcuni esempi preferiti di attuazione dell'invenzione si intende che l’ambito di protezione del presente brevetto sia determinato solo dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (21)

1. PROCEDIMENTO PER L’ESTRAZIONE DELL’AZOTO CONTENUTO IN DIGESTATI DERIVANTI DALLA FERMENTAZIONE METANOGENICA, DEIEZIONI ZOOTECNICHE, FANGHI DI DEPURAZIONE 1. Procedimento per l’eliminazione di azoto da biomasse DIG0 caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: +) condizionamento alcalino del materiale biologico di partenza DIG0, addizionando lo stesso con ossido di calcio (CaO) e formazione di una prima biomassa DIG1 a pH>10 con ammoniaca (NH3) libera in forma gassosa; +) strippaggio dell’ammoniaca (NH3) dalla detta prima biomassa DIG1 risultante dalla fase A) tramite insufflazione di aria, con generazione di una seconda biomassa DIG2 priva di ammoniaca, con basso contenuto di azoto e pH alcalino, e di un fluido GAS1 allo stato gassoso contenente aria, ammoniaca (NH3), e vapore acqueo; +) introduzione del fluido gassoso GAS1 risultante dalla fase B) in un cogeneratore a combustione interna alimentato a biogas o altro combustibile convenzionale, dotato di convertitori catalitici per la riduzione degli ossidi di azoto presenti nel gas di scarico (GAS2) e contestuale utilizzo energetico (NH3) contenuta nel GAS1, attraverso la combustione della stessa, unitamente al combustibile principale; +) introduzione del fluido gassoso GAS2 risultante dalla fase C) e contenente N2, H2O, NO, NO2, all’interno della biomassa DIG2, contenente Ca(OH)2, per l’eliminazione degli ossidi di azoto ancora presenti, contestuale formazione di nitrato di calcio [Ca(NO2)2] e nitrito di calcio [Ca(NO3)2], trattamento finale del GAS3 risultante dalla fase D), mediante scrubber, prima dello scarico in atmosfera, trasformazione della biomassa DIG2 in una biomassa DIG3 (con pH< a DIG2) con trasformazione finale di quest’ultima in un correttivo agricolo dei suoli agrari.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la fase di stripping della NH3comprende le fasi di: - insufflazione della prima biomassa DIG1 con aria, con generazione - del detto fluido GASI, allo stato gassoso, contenente aria, ammoniaca (NH3), e vapore acqueo e - della detta seconda biomassa DIG2 priva di ammoniaca, con basso contenuto di azoto e con elevato pH.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto condizionamento alcalino della biomassa di partenza DIG0 Ã ̈ effettuato addizionando ossido di calcio (CaO) a temperatura compresa tra 50 °C e 70 °C e preferibilmente >65°C con formazione di detta prima biomassa DIG1 a pH>10 con ammoniaca NH3libera in forma gassosa.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la combustione deH’ammoniaca contenuta in GASI avviene insieme al combustibile principale nel motore a combustione interna, mentre l’aria contenuta in GAS1 costituisce una parte del comburente necessario e la parte rimanente à ̈ costituita da aria prelevata dall’atmosfera;
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la biomassa di partenza DIG0 Ã ̈ costituita da materiali biologici quali: digestati da fermentazione metanogenica, deiezioni zootecniche, fanghi biologici di depurazione, biomasse residuali.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la biomassa di partenza à ̈ costituito da deiezioni avicole di allevamenti a terra, con una quantità di sostanza secca mediamente compresa fra il 45% ed il 55% ed una densità compresa fra 0,4 e 0,6.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la biomassa di partenza à ̈ alimentata tal quale oppure a seguito di trattamento con procedimenti atti ad idrolizzare le proteine per modificare l’azoto dalla forma organica a quella minerale.
8. 8. Procedimento secondo rivendicazione 1 che prevede le seguenti fasi di depurazione da ossidi di azoto del fluido gassoso GAS2 contenente NOx, H2O, CO2ed N2generato nella fase C): +) insufflazione del fluido gassoso GAS2 nella detta biomassa DIG2 risultante dalla fase B); +) combinazione degli ossidi di azoto (NOx) del fluido gassoso GAS2 con la massa alcalina della biomassa DIG2 con formazione di nitrito di calcio [Ca(NO2)2] e nitrato di calcio [Ca(N03)2] e contemporaneo abbassamento del pH della biomassa DIG2; +) produzione di un fluido gassoso GAS3 privo di NOx e di una biomassa DIG3 di risulta a pH inferiore a quello di partenza.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che la formazione di nitrato di calcio [Ca(NO3)2] Ã ̈ ottenuta dalla reazione tra biossido di azoto (NO2) e calcio idrossido Ca(OH)2.
10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che la formazione di nitrito di calcio [Ca(NO2)2] Ã ̈ ottenuta dalla reazione ossido di azoto NO e calcio idrossido Ca(OH)2)
11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase F) di lavaggio tramite acqua del fluido gassoso GAS3 depurato dagli NOx per l’eliminazione del’NH3residua con formazione di un fluido gassoso GAS4 contenente solo anidride carbonica (CO2) e azoto biatomico (N2) e scarico in atmosfera di detto fluido gassoso GAS4;
12. 12. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase E) di neutralizzazione del pH della biomassa DIG3 con trasformazione di quest’ultima in un correttivo agricolo dei suoli agrari.
13. 13. Procedimento secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detta fase di neutralizzazione (E) Ã ̈ effettuata tramite aggiunta di Acido Solforico (H2S04)con generazione di una miscela di sostanza organica denominata gesso di defecazione.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detta fase di neutralizzazione (E) Ã ̈ effettuata tramite aggiunta di anidride carbonica (CO2) proveniente dallo scarico del cogeneratore, con generazione di una miscela di sostanza organica denominata carbonato di calcio di defecazione;
15. 15. Impianto per l’estrazione di azoto ammoniacale in forma gassosa da un materiale biologico DIG0 di partenza, e/o la combustione di azoto ammoniacale estratto dallo stesso in un cogeneratore a combustione interna e/o la depurazione da ossidi di azoto di un fluido gassoso GAS2 contenente NOx, H2O, CO2ed N2caratterizzato dal fatto che comprende; +) un primo reattore (100) di condizionamento alcalino del materiale biologico DIGO di partenza e formazione di una biomassa intermedia DIG1 contenente ammoniaca (NH3) libera in forma gassosa e di una biomassa DIG2 di risulta, con pH maggiore della neutralità, da estrarre dal primo reattore (100) e di un fluido GASI allo stato gassoso contente NH3, H2O, aria; e +) mezzi (101) di carico del materiale biologico DIG0 e mezzi (102a) di introduzione di ossido di calcio (CaO) in detto reattore (100); e +) mezzi di insufflazione d’aria; e +) mezzi (104) di riscaldamento della biomassa DIG0; e +) mezzi (111) per la condensazione del vapor d’acqua contenuto nel GAS1 ; e +) un cogeneratore a combustione interna (110) alimentato a biogas e/o altro combustibile convenzionale, dotato sullo scarico di convertitore catalitco per la riduzione degli NOx, che utilizzi come comburente, l’aria contenuta nel GAS1, oltre ad eventuale aria atmosferica, e, come combustibile, l’ammoniaca contenuta in GAS1, oltre al biogas e/o altro combustibile convenzionale, con formazione di un fluido gassoso GAS2 contenente N2, NOx, H2O e,CO2; e +) mezzi di estrazione del fluido GASI dal primo reattore (100) ed alimentazione dello stesso al cogeneratore; e
16. 16. Impianto secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detto primo reattore (100) Ã ̈ chiuso e comprende un miscelatore atto al mantenimento della massa di materiale biologico DIG0 in forte agitazione.
17. 17. Impianto secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detto primo reattore comprende un pHmetro che comanda i mezzi di introduzione (102a) di CaO.
18. 18. Impianto secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di stripping del’NH3del primo reattore (100) comprendono: +) una pompa a getto di aspirazione deH’aria presente nello spazio libero del primo reattore (100) per l’insufflazione della stessa dal fondo del primo reattore (100); e +) mezzi di sfiato deH’ammoniaca estratta; e +) una soffiante di aspirazione e convogliamento deH’ammoniaca estratta al cogeneratore
19. 19. Impianto secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detto cogeneratore à ̈ dotato di una valvola di immissione del’aria nei collettori di aspirazione che regola il flusso di aria atmosferica e di GAS1 sulla base della richiesta di comburente da parte del motore;
20. 20. Impianto secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che detta valvola di immissione del’aria nei collettori di aspirazione dialoga con la pompa a getto collocata nel reattore 100 aumentando o diminuendo il flusso di strippaggio e quindi del GAS1 sulla base della richiesta di comburente da parte del motore;
21. 21. Impianto secondo rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che comprende mezzi per la depurazione da ossidi di azoto di un fluido gassoso GAS2 contenente NOx, H2O, CO2ed N2; detti mezzi comprendono: ) un secondo reattore (200) di trattamento del flusso gassoso GAS2 contenente NOx, H2O, CO2ed N2e di una biomassa DIG2 con pH alcalino e priva di azoto ammoniacale, con generazione di un fluido gassoso GAS3 contenente CO2, N2, NH3e di una biomassa DIG3 avente pH alcalino, ma inferiore a quello di DIG2; e +) almeno uno scrubber (300) ad acqua per il lavaggio del fluido gassoso GAS3 e la generazione di un fluido gassoso GAS4 privo di ammoniaca e contenente N2e CO2.