Moro Andrea

#algocoltura

CEO Microlife

Sessione: BIOMASSE ALGALI: UNA NUOVA FONTE PER L’INDUSTRIA, LA CHIMICA E L’ENERGIA

Fitodepurazione dei sottoprodotti della digestione anaerobica mediante l’impiego di microorganismi fotosintetici

Realizzazione di un impianto pilota per la gestione e il trattamento dei sottoprodotti della digestione anaerobica (anidride carbonica, digestato liquido e calore). Tale processo di depurazione viene svolto mediante l’impiego di microorganismi fotosintetici (microalghe, da qui il termine di ficodepurazione).

La digestione anaerobica (DA) è una tecnologia consolidata per la degradazione biologica di sottoprodotti organici derivanti da diverse attività economiche. Tale applicazione ha trovato particolare consenso nell’ambito delle aziende agricole dove reflui e scarti zootecnici derivanti dalle attività di allevamento vengono degradati in biogas (poi convertito in energia elettrica), digestato (utile come fertilizzante) e calore (parzialmente impiegato per il riscaldamento dei digestori). Per aumentare il rendimento dei digestori anaerobici possono venire utilizzate anche colture dedicate come il mais e la barbabietola. Nonostante tale tecnologia trovi amplia applicazione, emergono delle problematiche relativamente alla gestione dei sottoprodotti della filiera (biogas, digestato e calore). Per quanto riguarda il biogas prodotto, questo viene convertito, tramite bruciatore, in energia elettrica rinnovabile. Tuttavia si ha una emissione in atmosfera di anidride carbonica (un importante gas serra). Il digestato derivante dal processo viene solitamente separato meccanicamente in solido e liquido. Il digestato solido può essere avviato ad un processo di compostaggio per la produzione di fertilizzante agricolo di qualità. Il digestato liquido presenta invece alcune importanti problematiche. Durante la DA la componente organica del substrato viene degradata ma il contenuto azotato non viene sostanzialmente ridotto. Tale nutriente si accumula nella componente liquida del digestato. Il digestato liquido può potenzialmente essere utilizzato come fertilizzate agricolo visto il suo carico di nutrienti. Tuttavia in molte aree agricole venete vigono delle importanti restrizioni in merito allo spandimento diretto sui campi ai sensi della Direttiva Nitrati. Infine il processo biologico di DA ha come importante sottoprodotto il calore. Tale calore viene in parte impiegato per il riscaldamento dei digestori, specialmente nel periodo invernale. Tuttavia il surplus termico prodotto viene inevitabilmente sprecato.

Si presenta quindi una soluzione innovativa per la gestione e la valorizzazione dei sottoprodotti della filiera del biogas ecologicamente impattanti: anidride carbonica, digestato liquido e calore. Tale valorizzazione viene implementata tramite l’integrazione del settore della DA con il settore della coltivazione e la lavorazione di microalghe. Le microalghe sono microorganismi fotosintetici che, per le loro proprietà, possono avere svariate applicazioni: la cosmesi, l’alimentazione, i biocarburanti e fertilizzanti. Le microalghe hanno bisogno per la loro crescita di substrato carbonioso (per esempio anidride carbonica), nutrienti (azoto e fosforo), luce e calore. Se forniti ex novo tali componenti risultano costosi ed incidono in maniera significativa sulle spese gestionali per il funzionamento di un impianto di produzione di microalghe. I sottoprodotti della DA costituiscono una fonte alternativa ed economica di nutrienti e calore. D’altro canto le microalghe possono esercitare un’azione di depurazione naturale dei reflui liquidi e gassosi provenienti dalla DA (la depurazione con microalghe assume il nome di ficodepurazione, dalla parola greca ϕῦκος che significa alga). L’impianto di ficodepurazione, da affiancarsi a quello di DA, è costituito da un’unità di coltivazione microalgale e da un’unità di lavorazione della biomassa microalgale. Nella prima, costituita da un reattore microalgale (PBR), vengono convogliati i sottoprodotti della DA (digestato liquido, refluo gassoso ricco in anidride carbonica, calore). Nella seconda, costituito da un laboratorio di lavorazione, la biomassa microalgale viene processata per ottenere il prodotto finito. In questo modo i sottoprodotti della DA vengono valorizzati e impiegati per la coltivazione di microalga che può essere utilizzata per la realizzazione di prodotti utili per il settore agricolo-zootecnico, per esempio fertilizzate agricolo e mangimi a base microalgale.

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