Produzione di energia rinnovabile e recupero dei nutrienti nel trattamento anaerobico di residui del settore agro-zootecnico

Data inizio
1 gennaio 2010
Durata (mesi) 
36
Dipartimenti
Biotecnologie
Responsabili (o referenti locali)
Bolzonella David

I sistemi di produzione agricoli e zootecnici intensivi e la gestione dei residui da essi derivati generano una serie di importanti impatti ambientali: dalle emissioni di
gas serra, al sovra-sfruttamento di terreni agricoli fino al rischio di eutrofizzazione e perdita di importanti riserve idriche del sottosuolo a causa della dispersione di
ingenti quantitativi di nutrienti.
L'applicazione del processo di digestione anaerobica, integrato da processi per il controllo dei flussi di nutrienti, è in grado di contenere gli impatti ambientali del
settore primario e, contestualmente, garantire la produzione di energia rinnovabile ed il recupero di nutrienti (azoto e fosforo) da utilizzare come fertilizzanti o
nell'industria di processo.
In questo scenario, la presente proposta progettuale è incentrata sulle seguenti tematiche:
1) applicazione di un processo di digestione anaerobica termofila a due fasi per la produzione di bio-hythane, una miscela di biogas arricchita in idrogeno
2) applicazione di processi chimico-fisici per il recupero dei nutrienti dalla fase liquida del digestato
3) applicazione di processi bioelettrochimici per la produzione di CH4 o H2 dal trattamento della frazione liquida del digestato con ulteriore rimozione del carbonio
refrattario (polishing) e contestuale incremento della produzione globale della quota di energia rinnovabile
4) applicazione di un processo biologico autotrofo per la rimozione dell'azoto ammoniacale in eccesso ancora presente nella fase liquida dopo applicazione dei
processi 2) e 3) in cui si utilizzi H2 come donatore di elettroni.
5) monitoraggio dei bio-processi applicati e descritti sopra mediante tecniche per lo studio delle caratteristiche della popolazione microbica e delle sue dinamiche.
Il risultato complessivo del progetto è quindi la definizione di un processo complessivo che consenta il recupero di energia e materia (nutrienti) dai rifiuti di origine
agro-industriale e contestuale contenimento degli impatti ambientali generati da questo settore economico.
Il progetto combina armonicamente una visione fortemente applicativa, che mira alla soluzione di problematiche concrete, con lo studio di bio-processi allo stato
dell'arte e ad oggi non ancora trasferiti a livello applicativo.
Alla luce dei contenuti che lo contraddistinguono, il progetto risponde a due tematiche del bando "Futuro in Ricerca 2010": la produzione di energia rinnovabile ed il
tema agricoltura e ambiente.

Enti finanziatori:

FIRB VALUTATO POSITIVAMENTE
Finanziamento: assegnato e gestito dal dipartimento
Programma: FIRB
Aree di ricerca coinvolte dal progetto
Engineering - Chemical

Attività

Strutture