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Digestione anaerobica di reflui agro-alimentari: valutazione sperimentale e modellistica

In questa tesi è effettuata una valutazione, sia su base sperimentale che modellistica, delle potenzialità di applicazione di un processo anaerobico bifase per la digestione di reflui provenienti da attività agro-alimentari (industria casearia e del mais). Nel capitolo 1 vengono richiamati i presupposti teorici alla base della digestione anaerobica (Anaerobic Digestion Model n.1, ADM1), nel capitolo 2 sono passate in rassegna le principali tecniche esistenti, all'attuale stato dell'arte, per l'esecuzione di valutazioni circa i processi anaerobici implementati alla scala di laboratorio (COD, metodi volumetrici e manometrici, metodi a titolazione pH-stat), nel capitolo 3 sono riportate le strumentazioni e metodologie impiegate nel presente lavoro (reattoristica, Specific Methanogenic Activity SMA, Biochemical Methane Potential BMP, idrolisi, metanogenesi, software modellistico AQUASIM), nel capitolo 4 sono mostrati i risultati ottenuti (efficienze di pretrattamenti, idrolisi, metanogenesi e degradazione anaerobica totale, biogas misurati sperimentalmente e simulati tramite modellazione matematica), nel capitolo 5 sono riassunte alcune considerazioni sul lavoro svolto e presentate prospettive future.

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6 Presentazione La digestione anaerobica è un processo biologico noto ed utilizzato da tempo allo scopo di trattare e stabilizzare reflui ad alta concentrazione di sostanza organica biodegradabile provenienti sia da fonti di tipo urbano che da attività produttive di origine agricola e industriale. In campo urbano l’impiego di questa tecnologia è consolidato per la stabilizzazione dei fanghi di depurazione derivanti dal trattamento delle acque reflue ma, negli ultimi decenni, si stanno sviluppando anche impianti specificatamente dedicati al trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Per quanto riguarda le attività di tipo agricolo invece, la digestione anaerobica può essere applicata con successo per il trattamento di liquami zootecnici di tipo bovino, suino e avicolo così come a residui colturali quali foraggi, frutta e vegetali di scarsa qualità che possono essere addizionati come cosubstrati alle deiezioni animali. Un’altra possibilità concerne l’impiego di colture non alimentari ad uso energetico. Uno dei vantaggi principali del processo in esame è infatti relativo alla trasformazione biologica della sostanza organica complessa in gas di digestione (biogas) composto principalmente da metano e anidride carbonica; il biogas è da considerarsi pertanto a tutti gli effetti una forma di energia rinnovabile. La coltivazione di piante specifiche da avviare alla digestione anaerobica per la produzione di biogas può in taluni casi essere una soluzione alle problematiche di sovrapproduzione agricola e in altri un’alternativa per l’utilizzo di aree incolte e a riposo o di aree irrigate con acque recuperate dai depuratori urbani. Negli ultimi anni molti studi sono stati effettuati su alcuni cereali come mais, sorgo, riso, orzo, frumento e su coltivazioni destinate a scopi foraggieri. Infine, esistono numerose applicazioni di processi anaerobici per il trattamento degli scarti e delle acque reflue provenienti dall’agro-industria e dall’industria di macellazione e lavorazione della carne. Tipici sotto-prodotti e scarti agro-industriali sono ad esempio il siero di latte relativo all’industria casearia e i reflui liquidi derivanti dalla produzione di succhi di frutta o dalla distillazione dell’alcool. In Europa l’impiego della digestione anaerobica si è inizialmente diffuso nel settore della depurazione delle acque di scarico civili per la stabilizzazione dei fanghi di supero ma oggi esistono anche numerosi impianti operanti su liquami zootecnici (allo stato attuale si stimano circa 1600 digestori operativi in campo urbano e 3000 operanti su liquami zootecnici, Piccinini & Centemero, 2007). Una elevata diffusione si ha anche a riguardo del recupero di biogas dalle discariche per rifiuti urbani, con oltre 450 impianti in funzione (Observ’ER, 2006). Negli ultimi anni sta crescendo di interesse anche l’utilizzo per il trattamento della frazione organica dei rifiuti solidi urbani raccolta in modo differenziato (FORSU) in miscela con altri substrati (codigestione), mentre la tecnologia è da considerarsi sufficientemente consolidata nel campo delle acque reflue agro-

Laurea liv.II (specialistica)

Facoltà: Ingegneria

Autore: Antonino Ripepi Contatta »

Composta da 141 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.