Avviamento del digestore: inoculo, riscaldamento e incremento graduale del carico
Come avviare un digestore nuovo o svuotato: riempimento, inoculo, riscaldamento graduale, controllo del gas e raggiungimento sicuro del carico pieno in settimane.
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L’avviamento di un digestore consiste nella creazione al suo interno di una comunità attiva di metanogeni. Il metodo più affidabile: riempire il digestore con una sospensione proveniente da un impianto funzionante (inoculo), riscaldarla gradualmente alla temperatura di esercizio e iniziare con una dose bassa, che viene aumentata nel corso di alcune fino a una dozzina di settimane, guidati dagli indicatori di processo. Gli errori più comuni sono il dosaggio troppo rapido, la mancanza di inoculo e l’invio al sistema CHP di gas di bassa qualità.
1. Preparazione prima del riempimento
- Prove di tenuta del serbatoio e dell’impianto del gas,
- Verifica degli agitatori, delle pompe, del riscaldamento e dei sistemi di misura,
- Definizione del piano di sicurezza: zone a rischio di esplosione, rilevatori, procedura di accesso (vedere articoli su ATEX),
- Garanzia di una quantità adeguata di inoculo e di substrati di avviamento,
- Accordo per il ritiro o la combustione del gas durante l’avviamento (fiaccola).
2. Inoculo
Il migliore è l’inoculo proveniente da un impianto funzionante con un mix e una temperatura simili. Esso occupa una parte significativa del volume (in pratica dal alcune decine di percento all’intero volume; più ce n’è, più velocemente il processo si avvia). Il resto è costituito da liquame (che contiene microrganismi naturali e funge da tampone) o acqua. L’inoculo proveniente da digestori che lavorano con altri substrati richiede un periodo di adattamento più lungo. Il materiale freddo abbassa la temperatura, e il trasporto stesso può influire sullo stato della biomassa.
3. Riscaldamento
Riscaldare gradualmente, di solito non più velocemente di circa 1 °C al giorno (nel mesofilo sono ammessi incrementi più rapidi fino a pochi gradi, nel termofilo procedere con maggiore cautela). Un cambiamento troppo rapido provoca uno shock termico. Talvolta l’avviamento viene eseguito a una temperatura inferiore, aumentandola dopo l’avvio della produzione di gas.
4. Gas nella fase iniziale
All’inizio, nello spazio gassoso è presente aria; con il procedere della fermentazione compaiono CO₂ e successivamente metano. Il passaggio attraverso l’intervallo di esplosività (circa 5–15% di CH₄ in aria, valori indicativi) è inevitabile se il digestore non è stato inertizzato. Pertanto:
- Smaltire il gas secondo il progetto (fiaccola o sfiato sicuro).
- Non collegare il sistema CHP finché il contenuto di CH₄ nel gas non raggiunge il valore richiesto dal produttore del motore e l’ossigeno è minimo.
- Mantenere un rigoroso divieto di fonti di innesco (ATEX).
- Utilizzare analizzatori di gas calibrati.
5. Aumento della dose
| Settimana (indicativo) | Pratica tipica |
|---|---|
| 1–2 | dose bassa (ad es. dell’ordine di 0,5 kg SV/(m³·d) o meno), solo substrati leggeri |
| 3–6 | aumento graduale ogni pochi giorni, monitoraggio LKT e pH |
| 6–12 e oltre | raggiungimento del mix e del carico target |
Il programma deve essere adattato agli indicatori: se LKT e FOS/TAC aumentano, la dose viene mantenuta o ridotta. I substrati difficili (grassi, proteine, deiezioni avicole) vengono introdotti alla fine.
6. Monitoraggio
| Parametro | Frequenza (indicativa) |
|---|---|
| Temperatura | continua |
| pH | ogni pochi giorni, inizialmente più spesso |
| FOS/TAC | 2–3 volte alla settimana |
| LKT | una volta alla settimana o più spesso |
| Composizione del gas (CH₄, CO₂, O₂, H₂S) | continua o quotidiana |
| Produzione di gas | continua |
7. Problemi tipici
- Assenza di CH₄ dopo alcune settimane: troppo poco inoculo, temperatura troppo bassa, dose eccessiva o inibitori.
- Acidificazione: riduzione della dose, tampone.
- Schiuma: riduzione del carico.
- Carenza di microelementi: integrazione dopo analisi.
8. Collaudo e documentazione
L’avviamento si conclude quando l’impianto raggiunge un carico e una produttività stabili per un periodo definito. Redigere un verbale: parametri, eventi, dati del gas, conclusioni. Esso costituirà un punto di riferimento per la successiva gestione e per eventuali reclami nei confronti dell’appaltatore.
La pazienza nell’avviamento porta più benefici della fretta: la distruzione della biomassa appena formata con un dosaggio troppo rapido può far regredire il processo di settimane.
Esempio di programma (illustrativo)
Ipotesi: digestore da 2 500 m³, inoculo al 60% del volume, mix target insilato + liquame. Giorno 0: riempimento, inizio riscaldamento. Giorni 1–10: aumento della temperatura a 40 °C. Giorno 10: primo dosaggio di liquame (tampone). Settimana 3: insilato in piccola quantità, OLR circa 0,5 kg SV/(m³·d). Settimana 6: OLR circa 1,5. Settimana 10: OLR circa 2,5. Settimana 14: raggiungimento dei 3,0–3,5 target con LKT stabili. Ogni passo dipende dai risultati; in caso di aumento di LKT, ci si ferma al livello attuale.
Avviamento dopo svuotamento e pulizia
Se il digestore è stato svuotato (ispezione, manutenzione), l’avviamento procede più rapidamente, a condizione che sia possibile conservare parte della sospensione in un altro serbatoio e reimmetterla nel digestore. Ricordare di degasare e controllare l’atmosfera prima di accedere al serbatoio (articolo separato sui lavori in spazi confinati).
Fonti
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