Carico organico ottimale

Il carico organico volumetrico (COV) è definito come la quantità di sostanza secca organica giornaliera che entra nel digestore riferita all’unità di volume del digestore stesso ed al tempo: (Kg s.s.org./m3 digestore) al giorno. Facciamo un esempio: un impianto alimentato con 50 ton di mais al 32% di sostanza secca ed il 95% di sostanza secca organica sviluppa 50 x 0.32 x 0.95 = 15.2 ton di sostanza secca organica, ovvero 15200 kg; tale quantitativo viene alimentato in un digestore da 3300 m3: 15200/3300 = 4.6 kg, questo è il carico organico volumetrico.

Per gli impianti di tipo agro-zootecnico questo valore oscilla tra i 3.5 ed i 4.5 kg di sostanza secca organica per m3 di fermentazione, anche a seconda del regime di temperatura che l’impianto ha: in mesofilia questo valore tende ad essere nell’intorno dei 3.5 kg di sostanza secca organica per m3, mentre in termofilia si può salire fino ad un valore compreso tra i 4.5 ed i 5 kg di sostanza secca organica per m3 di fermentazione.

Tale parametro dipende dalle caratteristiche dell’impianto e deve essere il più possibile vicino alla velocità di degradazione del substrato all’interno del digestore: infatti, se il COV è maggiore della velocità di degradazione si ha instabilità; se invece è inferiore si crea una situazione di sottoalimentazione. In genere le biomasse vegetali hanno tempi di degradazione superiori ai liquami. Queste deve essere tenuto presente poiché il carico organico volumetrico è in relazione al tempo di ritenzione del digestore.

La valutazione del carico organico volumetrico, in relazione alla massima efficienza di degradazione, si stima attraverso la produzione specifica di biogas e del tempo di ritenzione, e si calcola come segue: quantità di biogas prodotta giornalmente (Nm3/giorno)/portata della quantità di ingestato (m3/giorno)*concentrazione dell’ingestato (kg s.s.org./m3).

Un’attenta valutazione dei piani di alimentazione fornisce indicazioni per ottimizzare le dimensioni del digestore e valutare il carico organico volumetrico giornaliero ed il tempo di ritenzione nel digestore in funzione delle caratteristiche dei substrati. Per un’efficiente produzione di biogas occorre individuare l’aumento del carico organico volumetrico, il quale corrisponde alla massima produzione di biogas espressa in termini di Nm3 di metano/m3 di digestore al giorno; tale valore deve essere in equilibrio con il tempo di ritenzione idraulico che dipende anche dal tenere di solidi volatili o sostanza organica del mezzo.

Inoltre, i tempi di ritenzione devono considerare una degradazione del substrato almeno del 75% e la presenza di eventuali ricircoli. Attualmente si assiste ad una elevata variabilità nei tempi di ritenzione degli impianti e nei carichi organici volumetrici a parità di volume dei digestori e di potenza degli stessi.