Processi innovativi per massimizzare la conversione anaerobica di biomasse: recupero di energia e materia da scarti, la nuova sfida dell'economia circolare

La frazione organica dei rifiuti urbani, costituita da scarti biodegradabili di cucine, congiuntamente ai rifiuti biodegradabili di giardini e parchi, rappresenta circa il 35% della produzione. Questi scarti, congiuntamente con i fanghi prodotti a seguito della depurazione delle acque reflue, sono considerati substrati ideali per i trattamenti biologici come la digestione anaerobica, in quanto ricchi di sostanza organica e di acqua. Lo sfruttamento energetico della frazione organica per produrre biogas tramite digestione anaerobica è considerato tra le opzioni più virtuose dal punto di vista ambientale, in particolare in ambito di economica circolare. Tuttavia la produttività netta (al netto cioè degli autoconsumi) in termini di biogas dai processi di digestione anaerobica di biomasse e fanghi è molto variabile e, nei casi reali, spesso inferiore alla resa teorica. L'IRSA studia e sperimenta da anni trattamenti avanzati di digestione anaerobica tramite tecnologie innovative per massimizzare la conversione in metano da biomasse (scarti di cucine, fanghi, scarti agro-industriali). Sono stati sperimentati sia pretrattamenti ad ultrasuoni, in particolare per i fanghi di depurazione, che pretrattamenti termici per scarti alimentari e/o agroindustriali, al fine di aumentare la disponibilità di zuccheri facilmente degradabili, cosi come condizioni operative più "intensive", come il regime termofilo, ed un doppio stadio innovativo mesofilo-termofilo per migliorare le caratteristiche del digestato finale. Grazie alla modellizzazione con ADM1 (Anaerobic Digestion Model n.1 dell'IWA) è possibile inoltre conoscere approfonditamente i parametri che regolano i processi biochimici dei trattamenti anaerobici, prevedendo lo stato di avanzamento delle reazioni di idrolisi e metanogenesi delle biomasse in ingresso. L'utilizzo del modello, abbinato all'attività sperimentale, permette quindi di arrivare al dimensionamento degli impianti di digestione e alle relative considerazioni economiche.