FAQ: Biogas
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Che cos'è il biogas e da dove deriva?
Il biogas è una miscela di gas, composta principalmente da metano (CH₄) e anidride carbonica (CO₂), che si forma durante la decomposizione della materia organica da parte di microrganismi in assenza di ossigeno.
Il processo avviene naturalmente nelle paludi, nel rumine degli animali e nelle discariche, mentre in un impianto di biogas viene condotto in un serbatoio chiuso detto digestore. Come materia prima possono essere impiegati liquame, insilati, scarti dell'industria alimentare, rifiuti organici o fanghi di depurazione. Oltre a CH₄ e CO₂, il biogas contiene tracce di acido solfidrico (H₂S), vapore acqueo e talvolta ammoniaca. Il vettore energetico è il metano.
L'aggiunta di microelementi migliora sempre la resa?
No. Aiuta solo in presenza di una reale carenza. A concentrazioni sufficienti non produce alcun effetto, mentre un eccesso di alcuni metalli può inibire il processo e peggiorare la qualità del digestato.
Fonti: Chen Y., Cheng J.J., Creamer K.S. (2008), Inhibition of anaerobic digestion process: A review; Weiland P. (2010), Biogas production: current state and perspectives; IEA Bioenergy Task 37
Trattato nell’articolo: Oligoelementi nell'impianto di biogas: cobalto, nichel, selenio, molibdeno e ferro
Perché il propionato è più pericoloso dell'acetato?
La sua ossidazione ad acetato è termodinamicamente più difficile e richiede una concentrazione di idrogeno molto bassa. Quando la metanogenesi si indebolisce, il propionato si accumula, viene degradato più lentamente e può mantenere autonomamente lo squilibrio.
Fonti: Chen Y., Cheng J.J., Creamer K.S. (2008), Inhibition of anaerobic digestion process: A review, Bioresour. Technol. 99, 4044–4064; Weiland P. (2010), Biogas production: current state and perspectives
Trattato nell’articolo: Acidi grassi volatili (AGV) nell'impianto di biogas: profilo, soglie e importanza del propionato
Perché l'acetogenesi richiede la cooperazione con i metanogeni?
La degradazione di una parte dei prodotti intermedi (ad es. gli acidi volatili) in condizioni standard richiede energia, quindi avviene solo se altri microrganismi consumano di continuo idrogeno e acetato. Un'interruzione di tale consumo favorisce l'accumulo di acidi.
Fonti: AgSTAR Operator Guidebook — US EPA (listopad 2020); Schink B. (1997), Energetics of syntrophic cooperation in methanogenic degradation, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 61(2), 262–280
Trattato nell’articolo: Acidogenesi e acetogenesi: le fasi della digestione anaerobica in cui si formano acidi e idrogeno
Perché non digerire solo insilato di mais?
Il monosubstrato ha una bassa alcalinità e una composizione povera di microelementi, quindi il processo è soggetto ad acidificazione e carenze. L'aggiunta di liquame fornisce tamponamento, acqua e una parte degli oligoelementi.
Fonti: Weiland P. (2010), Biogas production: current state and perspectives; FNR — Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe; IEA Bioenergy Task 37
Trattato nell’articolo: Codigestione: come pianificare la miscela di substrati senza sovraccaricare il digestore
Un alto contenuto di azoto ammoniacale implica sempre inibizione?
No. I microrganismi adattati operano a concentrazioni che sarebbero tossiche per una biomassa nuova. Contano l'NH₃ libero, la velocità di variazione e i sintomi: aumento degli acidi grassi volatili (AGV), calo del CH₄ e della produzione di gas.
Fonti: Rajagopal R., Massé D.I., Singh G. (2013), A critical review on inhibition of anaerobic digestion process by excess ammonia, Bioresour. Technol. 143, 632–641; Chen Y., Cheng J.J., Creamer K.S. (2008), Inhibition of anaerobic digestion process: A review
Trattato nell’articolo: Ammoniaca nel digestore: inibizione, soglie e modalità di intervento
Un pH di 8,0 nel digestore è un problema?
Non necessariamente. Negli impianti alimentati con liquame e con un elevato contenuto di azoto ammoniacale, un pH di 7,8–8,2 è frequente. Il rischio riguarda soprattutto l'NH₃ libero, che aumenta con il pH e con la temperatura; lo si valuti insieme al TAN.
Fonti: Chen Y., Cheng J.J., Creamer K.S. (2008), Inhibition of anaerobic digestion process: A review; FNR — Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe
Trattato nell’articolo: pH nel digestore: quale intervallo è corretto e che cosa indicano le variazioni