Ottimizzazione di processi biologici per il trattamento di fanghi di supero dalla depurazione delle acque e per lo smaltimento di scarti dell'industria alimentare con recupero energetico

Presupposti I microrganismi sono i sostenitori dei principali processi biologici di risanamento ambientale, intendendo come risanamento sia la bonifica di suoli, aria o bacini idrici contaminati, sia lo smaltimento di scarti urbani o agro-industriali con recupero energetico. Con le tecniche convenzionali basate sulla coltivazione è notoriamente difficile ottenere una collezione di ceppi batterici rappresentativa della microflora di una matrice complessa. Tecniche basate sull¿analisi di molecole biomarker (acidi nucleici, lipidi) direttamente estratte dalla matrice ambientale permettono una migliore descrizione della totalità delle cellule microbiche presenti, e tecniche di ibridazione in situ ne permettono la visualizzazione. Descrizione All¿interno della tematica depurazione acque grande importanza ha la riduzione della quantità di fanghi di supero che necessitano di costosi trattamenti di smaltimento. Tra i meccanismi che si possono utilizzare vi sono la lisi cellulare e crescita criptica e il disaccoppiamento del metabolismo. Attraverso trattamenti di lisi cellulare viene rilasciato in soluzione il contenuto cellulare che diventa substrato disponibile per ulteriore biodegradazione. La conseguente crescita di biomassa a spese del substrato intracellulare viene chiamata crescita criptica e comporta sempre una diminuzione della quantità di fanghi. Il disaccoppiamento fra anabolismo e catabolismo limita la disponibilità di energia per l¿anabolismo privando così i microrganismi dell¿energia necessaria per la produzione di biomassa. Va considerato inoltre, che il passaggio verso una società sostenibile richiede la riduzione della dipendenza energetica comunitaria dall¿utilizzo di combustibili fossili e dall¿inquinamento da essi generato. Con la digestione anaerobica dei fanghi e/o di scarti dell¿industria alimentare si può produrre energia nella forma di biogas (idrogeno e/o metano). Nella messa a punto di un processo che garantisca elevate produzioni di biogas, risultano essenziali il monitoraggio delle popolazioni microbiche e l¿ottimizzazione delle condizioni di fermentazione. Il consorzio microbico più efficiente così selezionato verrà utilizzato come starter per accelerare il processo di digestione in impianti pilota. Obiettivi Ci si propone di testare in sistemi batch e successivamente in impianti pilota trattamenti di riduzione dei fanghi quali: i) solubilizzazione del fango ad opera di microrganismi aerobici termofili; ii) disaccoppiamento metabolico attraverso fasi alternate di condizioni aerobiche e non. Inoltre si intende ottimizzare il processo di digestione anaerobica dei fanghi e scarti dell' industriale alimentare al fine di selezionare batteri metanogeni e produttori di idrogeno ad alta efficienza.