Produzione di Poliidrossialcanoati (PHA) dal trattamento dei fanghi e delle acque di scarico municipali

L’ approccio proposto in questo lavoro, nel programma del progetto europeo ROUTES FP7, è mirato a collocare la produzione di polimeri biodegradabili (poliidrossialcanoati, PHA) nell’ambito del trattamento delle acque di scarico municipali e della minimizzazione dei fanghi prodotti nel processo stesso. Diversamente dallo schema di processo di produzione di PHA ampiamente studiato, in cui i reflui fermentati ricchi in VFA venivano utilizzati sia per la selezione del consorzio microbico misto (attraverso cicli feast-famine), che per la successiva fase di produzione di PHA (accumulo intracellulare), in questo processo innovativo, lo step di selezione viene eseguito utilizzando reflui urbani non fermentati in un processo a fanghi attivi creato ad-hoc. I reflui ricchi in VFA, provenienti dalla fermentazione acidogenica di fanghi primari, vengono invece utilizzati unicamente nello stadio di accumulo, evitandone lo spreco nella fase di selezione. Questo tipo di processo produttivo offre dunque la possibilità di trattamento delle acque reflue municipali e di rimozione del carbonio, simultaneamente alla produzione di un consorzio microbico misto abile a produrre PHA. Inoltre, il fango primario può essere fortemente ridotto, convertendone i solidi organici in VFA attraverso la fermentazione acidogenica; il fango secondario, con una migliorata capacità di stoccaggio di PHA, può essere completamente convogliato dalla fase di selezione alla fase di accumulo, recuperando parte di esso come PHA, prodotto finale ad alto valore aggiunto. Il processo complessivo è stato valutato sia in scala di laboratorio che in scala pilota, utilizzando acque di scarico municipali (sintetiche e reali) per lo stadio di selezione; e substrati ad alto contenuto in VFA (fanghi primari fermentati, fanghi primari sottoposti a processi di wet-oxidation, fanghi primari miscelati con la frazione organica dei rifiuti solidi municipali) per la fase di accumulo. I risultati hanno dimostrato la fattibilità dell’approccio innovativo proposto, con rendimenti finali di stoccaggio e contenuto intracellulare di PHA fino a 0.38 COD/COD e 34% (w/w) rispettivamente.