Produzione di acidi organici da rifiuti urbani pretrattati e approccio integrato per il recupero energetico

Il lavoro si articola sul monitoraggio dello stato stazionario su processi di fermentazione anaerobica mesofila applicati a substrati organici di origine urbana, nello specifico della frazione liquida risultante dal trattamento di FORSU in una screw-press. In particolare, viene valutata la produzione di acidi organici a media e corta catena in un reattore CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) in scala di laboratorio (5.0 L) a partire da “food waste”, sottoposto a pretrattamento termico-alcalino per accelerare il processo di idrolisi dei substrati ed aumentare così la resa della produzione dei composti d’interesse durante il successivo processo fermentativo. Si indaga la veridicità di tale ipotesi e si valuta la stabilità del processo sia in termini di output totale di acidi organici C2-C7, che la stabilità delle quantità relative di ogni specie chimica tra quelle indagate. Il residuo solido fermentato viene sottoposto a test di biometanazione (BMP) in condizione mesofile, a 37 °C, utilizzando un inoculo proveniente da un digestore anaerobico già avviato. Si verifica la produzione specifica di biogas per il campione anche con l’aggiunta di 3 g/L e 6 g/L di biochar, poiché la letteratura suggerisce che il suo utilizzo possa avere un effetto positivo sul parametro indagato. La selezione delle condizioni aventi i migliori output per le due rispettive indagini consente di impostare un bilancio di massa ed energetico di un ipotetico impianto con la potenzialità di 500000 abitanti equivalenti. L’impianto prevede quindi la separazione della materia prima, il pretrattamento termico ed alcalino, la fermentazione anaerobica, la prima separazione tra prodotto in fase liquida e il residuo solido successivamente sottoposto a digestione anaerobica per il recupero energetico del biogas tramite un impianto di cogenerazione. Questi risultati sono utilizzati per una verifica preliminare della fattibilità del modello produttivo e di trattamento proposto.