Reducing the nitrogen content of poultry manure for biochemical use by adsorption methods

One aspect on which particular attention is being paid in recent years is the production of energy from sustainable sources. This study deals with the production of biogas from animal waste, particularly poultry manure. To maximise the process yield, the raw material must undergo preliminary treatment to reduce the nitrogen content to acceptable levels. The technology used in this experimental thesis for the selective removal of ammonium ion is ion exchange resin. As this is the first approach to the problem, the first part of the work focused on defining the operating procedure, optimising the process set-up, the composition of the regenerating solution, the amount of resin and the analytical method. The second part of the work was devoted to the characterisation of repeated tests in cycles. The cycles differed in the composition of the starting solution. The purpose of this phase being to complicate the system until arriving at a solution that attempted to emulate poultry manure, systematically assessing the impact determined by the presence of the main interferents. Once the system had been characterised with its limiting factors, present in the real situation, a further adsorption test was conducted with the aid of devices guaranteeing a constant dosage of the feed. This latter experiment made it possible to reduce the factors limiting the reproducibility of the tests. More precise and accurate results, but comparable to the previous ones, were obtained with the aid of the volumetric dosing device. The evolution of the study can be carried out based on the conditions tested and by further investigating the criticalities that emerged.

Un aspetto sul quale si sta ponendo particolare attenzione negli ultimi anni è quello del ricavo di energia da fonti sostenibili. Questo studio tratta la produzione di biogas da scarti animali, in particolare da pollina. Per massimizzare la resa di processo, la materia prima deve subire trattamenti preliminari allo scopo di ridurre il contenuto di azoto a livelli accettabili. La tecnologia utilizzata in questa tesi sperimentale per la rimozione selettiva dello ione ammonio è il passaggio su resina a scambio ionico. Essendo questo il primo approccio al problema, la prima parte del lavoro si è focalizzata sulla definizione della procedura operativa, ottimizzando il set-up di processo, la composizione della soluzione rigenerante, il quantitativo di resina e il metodo analitico. La seconda parte del lavoro è stata dedicata alla caratterizzazione di prove ripetute in cicli. I cicli si differiscono per la composizione della soluzione di partenza, questa fase ha lo scopo di complicare il sistema fino ad arrivare a una soluzione che cerchi di emulare la pollina, valutando sistematicamente l’impatto determinato dalla presenza dei principali interferenti. Una volta caratterizzato il sistema con i relativi fattori limitanti, presenti nella situazione reale, è stata condotta un'ulteriore prova di adsorbimento con l'ausilio di dispositivi che garantiscono un dosaggio costante del feed. Quest’ultimo esperimento ha permesso di ridurre i fattori che limitano la riproducibilità delle prove. Risultati più precisi ed accurati, ma confrontabili ai precedenti, sono stati ottenuti con l’ausilio del dosatore volumetrico. L’evoluzione dello studio potrà essere condotta partendo dalle condizioni sperimentate e approfondendo le criticità emerse.