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Processi biologici anaerobici per il trattamento delle biomasse

3 crediti formativi APC (Geologi) -

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Presentazione

Nella presentazione vengono introdotti i principali temi da trattare relativi allo sviluppo sostenibile e alla green economy nonché gli sviluppi della digestione anaerobica dei rifiuti fino ad arrivare alla produzione di biogas e idrogeno da prodotti di scarto.

Lezione 1: Sviluppo sostenibile

La prima lezione di circa 16 minuti descrive il significato di sviluppo sostenibile inteso nei suoi limiti fisici legati alla carenza di risorse su cui costruire uno sviluppo economico e nei suoi limiti sociali legati alla differenza di distribuzione di ricchezza. Si descrive poi l’evoluzione nel tempo del concetto di sviluppo sostenibile a partire dal 1972 fino ad arrivare alle ultime definizioni che comprendono, oltre alla sostenibilità economica e ambientale, quella sociale nell’ottica del miglioramento della qualità della vita senza caricare gli ecosistemi.

Lezione 2: Sostenibilità - Green Economy

Scendendo nel dettaglio si approfondisce la definizione di Sostenibilità Ambientale con una panoramica sui ricettori finali dei rifiuti (corpi idrici) e sullo sfruttamento delle materie prime e risorse. Si procede poi con la descrizione della Sostenibilità economica e della Sostenibilità Socio-istituzionale che completano la definizione di Sviluppo Sostenibile. Vengono quindi affrontati i concetti di economia circolare e green economy con riferimento allo sfruttamento delle risorse naturali (Energia eolica, idroelettrica e geotermica) e allo sfruttamento dei rifiuti e delle matrici di scarto (acque reflue, deiezioni animali, rifiuti organici civili) ai fini della produzione energetica (Digestione Anaerobica)

Lezione 3: Digestione anaerobica

Si approfondisce il funzionamento della digestione anaerobica come processo biologico sui fanghi di depurazione o deiezioni animali per la produzione di energia termica ed energia elettrica nella tutela del ciclo del Carbonio e dell’Azoto. Si illustra l’incentivazione degli impianti di biogas e di biometano mediante digestione anaerobica che ha portato ad una crescita degli stessi impianti superando di gran lunga gli obiettivi fissati per il 2020 dal PAN (Piano d’azione Nazionale). Si fornisce una panoramica per i trattamenti biologici e chimici per l’estrazione del metano (Digestione dry e wet).

Lezione 4: Classificazione dei bioreattori

Si illustra la differenza fra bioreattori batch e in continuo elencandone vantaggi e svantaggi nonché fra reattori completamente miscelati (CSTR) e plug-flow descrivendone nel dettaglio le modalità di funzionamento.

Lezione 5: Caso applicativo - Progetto Stabulum

Viene presentato un progetto sviluppato presso un’azienda agricola dall’università di Napoli con la collaborazione di un’azienda elettromeccanica per la produzione di metano (risparmio energetico) e il trattamento delle acque reflue (recupero idrico). Si illustra altresì la particolarità della distribuzione di allevamenti bufalini in Campania e le modalità possibili per lo smaltimento delle deiezioni bufaline che sono per oltre l’ottanta per cento della produzione nazionale. L’impianto realizzato viene mostrato con alcuni video . Viene inoltre approfondita la modalità di recupero idrico attraverso membrane.

Lezione 6: Bio-raffineria e produzione di Idrogeno

Si descrive la possibile evoluzione di un impianto industriale di trattamento reflui verso la bio-raffineria per la produzione di idrogeno. Si parte dal concetto di bio - massa e di digestione anaerobica delle bio masse con le varie rese di produzione di biogas a seconda del substrato utilizzato. Si passa poi a descrivere le particolarità dell’idrogeno dal punto di vista della resa energetica e della sostenibilità ambientale. Infine si descrive la possibilità di produzione di idrogeno da impianti di trattamento dei reflui fino alla produzione di particolari acidi con gli stessi impianti oppure di idrogeno (BioRaffineria). Infine si approfondiscono i concetti di Dark-Fermentation e Photo-Fermentation per la produzione, attraverso particolari enzimi e batteri, di idrogeno e bioplastiche. Infine si affronta il problema dello smaltimento dell’amianto attraverso processi di dark-fermentation in bio-raffineria.