Andolfi, Angelo Valorizzazione degli scarti agro-zootecnici in bioenergia e rimozione dei nutrienti inorganici. [Tesi di dottorato]

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Abstract

La tesi indaga la valorizzazione degli scarti organici in chiave energetica e nutrizionale, integrando reattori anaerobici a biofilm e gestione/recupero di N e P. Dopo il quadro su pressioni ambientali e norme (UE–Italia–Campania) e sulle principali tecnologie (separazione S/L, nitrificazione–denitrificazione, strippaggio, digestione anaerobica), si propone una rassegna dei biofilm reactor (AF, UASB, AnMBBR, AnMBR, FBR) per la conversione dei rifiuti organici in Bio-CH₄/Bio-H₂. Dalla letteratura le rimozioni tipiche carbonio sono COD/VS 70–90%; condizioni ricorrenti HRT 2–10 d e OLR 5–20 kg COD m⁻³ d⁻¹; pH ottimali 5,5–6,5 (dark fermentation) e 6,8–7,5 (AD); rese ~18–86 mL H₂ g⁻¹ COD e 0,31–280 mL CH₄ g⁻¹ COD. Sperimentalmente, è stata valutata la feccia di vino come nuovo inoculo per dark fermentation di residui vegetali (37 °C, 60 d), raggiungendo rese cumulate fino a 350 mL H₂ g⁻¹ VS (zucchina; range 149–350), con 2 059–4 995 mg HAc L⁻¹ di VFA. Il digestato di DF avviato a digestione anaerobica (gg 61–147) mostra conversione dei VFA a metano (r = 0,778; VFA finali ≤ 131 mg HAc L⁻¹), con Clostridium_sensu_stricto_12/Caproiciproducens come generi dominanti in DF e Methanosaeta (45–98%) nel secondo stadio. Per quanto concerne il trattamento dell’azoto, in un SBR su scala laboratorio sono stati raggiunti una stabilizzazione del processo in ~30 d mediante conversione biologica (nitrificazione/denitrificazione) e TN in uscita ~390–400 mg/L (≈50%). Lo strippaggio risulta efficace solo a pH alcalini, (i.e. ≥ 9,95–10,25) e la precipitazione di struvite consente riduzioni di P fino a ~62%.

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