Recupero di energia e risorse
Descrizione
Le attività di ricerca sono finalizzate a contribuire all’implementazione dell’Economia Circolare attraverso lo sviluppo di processi e tecnologie ambientalmente sostenibili volte a valorizzare reflui, rifiuti e biomasse mediante il riutilizzo, il riciclo ed il recupero sia in forma di energia, sia in forma di prodotti ad alto valore aggiunto. Tale approccio si integra perfettamente nel concetto di “Bio-raffineria” intesa come piattaforma tecnico-scientifica che opera la trasformazione di scarti, rifiuti e reflui in componenti quali biometano, prodotti chimici e biomolecole, mediante una serie di processi e tecnologie sostenibili.
Le attività sono finalizzate a:
– Incrementare trattamenti anaerobici di biomasse, reflui e fanghi tramite la messa a punto e lo sviluppo di tecnologie innovative per massimizzare il recupero di biometano e/o bioidrogeno, nutrienti e composti ad alto valore aggiunto;
– Caratterizzare e selezionare le comunità microbiche al fine di ottimizzare le prestazioni di bioprocessi (ad es. dark fermentation, chain elongation, digestione anaerobica).
– Sviluppare sistemi bioelettrochimici per il recupero di energia da reflui e minimizzazione di fanghi.
– Valorizzare sia la componente lipidica (dove significativamente presente) che la componente ligneo-cellulosica di biomasse e rifiuti tramite l’ottimizzazione di trattamenti chimici per la produzione di prodotti ad elevato valore aggiunto, con potenziale applicativo in molti settori.
– Sviluppare modelli di simulazione per la valutazione dei potenziali recuperi in termini di energia e/o risorse dal trattamento di fanghi, reflui e rifiuti.
– Minimizzare il rischio per la salute umana in processi di riuso di acque reflue e/o fanghi trattati attraverso un’attenta valutazione del destino dell’antibiotico resistenza e della carica patogena.
Contenuti scientifici e tecnologici
I contenuti scientifici affrontano tematiche orientate a:
- caratterizzazione chimica di biomasse organiche di scarto (fanghi di depurazione, rifiuti organici municipali, scarti agricoli, alghe, ecc.) e loro valorizzazione sostenibile per via termochimica in platform-molecules e prodotti ad alto valore (HMF, FDCA, acido levulinico e derivati, biobased solvents, biodiesel, renewable diesel, biolubrificanti di nuova generazione);
- sviluppare processi avanzati di digestione anaerobica per la valorizzazione di biomasse e rifiuti in termini di idrogeno, metano, biocombustibili, composti a valore aggiunto e digestato di qualità;
- aumentare il potenziale inespresso derivante da bioprocessi anaerobici di scarti organici producendo, con soluzioni green, prodotti chimici di rilevanza economica;
- sviluppare sistemi innovativi per il recupero energetico da biomasse e acque reflue;
- realizzare il recupero di energia dai reflui municipali mediante impiego di sistemi anaerobici avanzati operanti a temperatura ambiente e di reattori anaerobici high rate, seguiti da post trattamento aerobico di rimozione dell’azoto;
- realizzare il recupero di nutrienti dalle acque reflue da utilizzare in agricoltura;
- promuovere il recupero termico da processi di trattamento aerobico di acque reflue a bassa produzione di fango;
- ottimizzare le prestazioni di recupero di fosforo dai reflui urbani attraverso modellizzazione e analisi del ciclo di vita (LCA);
- recuperare carbonato di calcio delle conchiglie dei molluschi eduli lamellibranchi (per scopi edili, industriali ed agricoli) e valorizzare le biomasse prodotte dalla molluschicoltura (conchiglie, polpa, bisso):
- effettuare valutazioni riferite ai carichi energetici ed ai potenziali impatti ambientali relativi a processi di recupero di energia e risorse;
- promuovere lo sviluppo di innovazioni di processo per limitare l’uso delle materie plastiche nelle pratiche molluschicole.