Nitrificació-desnitrificació
El tractament de nitrificació-desnitrificació (NDN) es basa en un procés biològic que té com a objectiu l’eliminació del nitrogen de la fracció líquida del purí, present majoritàriament en forma de nitrogen amoniacal (NH4+), transformant-lo a nitrogen molecular (N2), un gas innocu i inert que constitueix gairebé el 80% de l’atmosfera. Així doncs, previ a aquest tractament, cal dur a terme una separació sòlid-líquid del purí. És la única tecnologia de tractament que permet eliminar efectivament el nitrogen amoniacal, però això comporta de fet la pèrdua d’un recurs amb valor com a fertilitzant. És per aquest motiu que la Decisió d’Execució (UE) 2017/302 de la Comissió Europea, que va entrar en vigor el 21/02/2017, sobre les millors tècniques disponibles (MTD) per al tractament de les dejeccions a escala d’explotació ramadera estableix que el tractament per NDN no és aplicable a les naus/explotacions noves, i només és permesa en explotacions existents.
Parts de la planta NDNInfraestrucctura:reactors biològics: un o diversos reactors, en funció de si el sistema és seqüencial o continu, correctament dimensionats d'acord amb el cabal de la fracció líquida a tractar, la concentració de nitrogen total i els temps de retenció hidràulic i cel·lular necessaris (entre 10 i 20 dies), correctament impermeabilitzats i si pot ser aïllats tèrmicament. Equips:sistema d'aeració: per al subministrament d'oxigen al reactor durant la fase de nitrificació, dimensionat segons les característiques de la fracció líquida a tractar i les característiques del reactor. Sistema d'agitació: per garantir la suspensió de la biomassa durant les fases anòxiques de desnitrificació. Elements de control:Mesuradors de l'oxigen dissolt i del potencial redox per garantir una correcta aeració i anòxia durant els processos de nitrificació, així com del pH i la temperatura per tal que es mantinguin dins dels rangs òptims del procés. |
Distribució de la concentració de nutrients (N, P i K) de l’efluent d’un NDN procedent de diferents instal·lacions (informació no publicada). Per cada metre cúbic de fracció líquida tractada, es generen uns 5-10 kg en pes sec de fangs biològics. En aquest cas, estaríem parlant d’un fertilitzant de Tipus 2 (relació C/N baixa), que pot ser aplicat directament al conreu o tractat mitjançant el compostatge o l’assecament solar. Per a l’aplicació directa de l’efluent del tractament per NDN com a fertilitzant s’ha de tenir en compte la baixa concentració de nitrogen respecte de fòsfor i potassi. Segons quina sigui la intensitat de nitrificació i/o el procés de separació dels fangs del reactor, la relació N/P o N/K pot variar sensiblement. En els sistemes de NDN més intensius, la relació N/P i N/K es pot arribar a 3 i 10, respectivament. En altres paraules, per cada quilo de nitrogen, també s’apliquen 3 kg de fòsfor (P2O5) i 10 kg de potassi (K2O). En canvi, en sistemes menys intensius, la relació N/P i N/K no és tan gran, al voltant d’1 per la relació N/P i de 3,1 per la relació N/K. Per tant, per a una fertilització més ajustada, el nutrient limitant a l’hora d’ajustar la dosi ja no és el nitrogen sinó que serà el fòsfor o el potassi. |
Cal tenir en compte que durant el procés de NDN es produeixen òxids de nitrogen, principalment òxid de dinitrogen, com a productes intermediaris de les reaccions bioquímiques del procés. Aquests compostos s’emeten a l’atmosfera quan les condicions d’operació no són les òptimes i tenen un elevat impacte com a gas d’efecte hivernacle. Si l’aeració no és prou eficient, també es poden produir emissions de metà, un altre gas d’efecte hivernacle. En cas contrari, si l’aeració és excessiva, s’afavoreix la volatilització d’amoníac. Factors com ara l’aeració durant la nitrificació, que pot contribuir a desplaçar el pH dins el reactor fora del rang habitual i afavorir l’acumulació de compostos nitrogenats parcialment oxidats, o bé la disponibilitat de matèria orgànica fàcilment biodegradable per a desnitrificar, poden afectar aquestes emissions no desitjades. |
Exemple per a una granja de porcíGranja de porcí d'engreix de 4.000 places que genera 2.400 m3 de purí a l'any equivalent a 18.850 kg N/any.
| ||||||||||||||||||||||||||||||