Recupero delle emissioni odorigene: una  piattaforma innovativa per la produzione di lipidi microalgali

Recupero delle emissioni odorigene: una piattaforma innovativa per la produzione di lipidi microalgali | Authorea try { document.documentElement.classList.add('js'); } catch (e) { } var _gaq = _gaq || []; _gaq.push(['_setAccount', 'G-8VDV14Y67G']); _gaq.push(['_trackPageview']); (function() { var ga = document.createElement('script'); ga.type = 'text/javascript'; ga.async = true; ga.src = ('https:' == document.location.protocol ? 'https://ssl' : 'http://www') + '.google-analytics.com/ga.js'; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(ga, s); })(); Skip to main content Preprints Collections Wiley Open Research IET Open Research Ecological Society of Japan All Collections About About Authorea FAQs Contact Us Quick Search anywhere Search for preprint articles, keywords, etc. Search Search ADVANCED SEARCH SCROLL This is a preprint and has not been peer reviewed. Data may be preliminary. 2 June 2025 V1 Latest version Share on Recupero delle emissioni odorigene: una piattaforma innovativa per la produzione di lipidi microalgali Author : Silvio Balsamo 0000-0001-5346-574X [email protected] Authors Info & Affiliations https://doi.org/10.22541/au.174890213.38317667/v1 227 views 116 downloads Contents Abstract 2. Un caso studio innovativo: trattamento sequenziale e produzione di lipidi 3. Conclusioni: potenzialità e sfide per la transizione ecologica Information & Authors Metrics & Citations View Options References Figures Tables Media Share Abstract L’industria e le strutture di trattamento dei rifiuti spesso generano emissioni odorigene contenenti composti volatili organici e inorganici, con impatti ambientali e sulla qualità della vita. Questo studio propone un approccio integrato per trattare gli odori attraverso bioreattori sequenziali e, contemporaneamente, recuperare risorse tramite la produzione di lipidi microalgali, utili per la produzione di biodiesel. Il sistema combina un bioreattore a letto mobile (MBBR) per l’abbattimento dello xilene e un fotobioreattore (PBR) per il riutilizzo della CO₂ prodotta. I risultati dimostrano la fattibilità del processo e il potenziale di applicazione industriale, evidenziando i benefici di un’economia circolare. Fotobioreattore (PHD) Bioreattore a letto mobile (MBBR) Esistono diverse tecnologie efficaci per l'abbattimento delle emissioni odorigene, ognuna con specifici vantaggi in base al tipo di impianto e alle sostanze trattate. La biofiltrazione sfrutta materiali biologici come torba, compost o fibra di cocco per favorire la degradazione microbica degli odori, rappresentando una soluzione ecologica particolarmente indicata per il trattamento di composti organici volatili e solfuri. Si tratta di un bioreattore a letto fisso in cui l'aria contaminata scorre attraverso un letto poroso e umido. In questo letto, i microrganismi degradano i contaminanti (Datta e Allen, 2005). Un principio simile guida il biotrickling filter, che si distingue per un sistema di irrigazione capace di mantenere umido il materiale filtrante, risultando particolarmente efficace contro gas contenenti ammoniaca e solfuri. L'ammoniaca è un gas altamente maleodorante che viene generato in modo prominente durante il processo di compostaggio ( Li et al., 2022 ). L'emissione di ammoniaca è strettamente legata alle fluttuazioni di temperatura e pH, che hanno un impatto significativo sull'attività microbica. All'aumentare della temperatura durante il periodo di riscaldamento, anche l'emissione di ammoniaca aumenta di conseguenza e l'aumento del pH renderà anche i microrganismi produttori di ammoniaca più attivi ( Zhao et al., 2019 ). Un altro metodo molto diffuso è l'uso di scrubber chimici, che impiegano soluzioni chimiche per neutralizzare i composti odorigeni e trovano ampia applicazione negli impianti industriali e di trattamento rifiuti. Le prestazioni dello scrubber a umido, così come i COV che causano l'impatto degli odori, sono relativamente poco studiate rispetto agli scrubber chimici e ai composti a base di zolfo (Fisher et al., 2017). Composti odorosi come l'idrogeno solforato (H 2 S), metilmercaptano (CH 3 SH), e composti solforati ridotti (RSC), tipicamente presenti negli impianti di trattamento delle acque reflue (Basu et al., 1998; Charron et al., 2004; Sánchez et al., 2016) e le operazioni avicole (Kastner et al., 2002) sono comunemente trattate da scrubber chimici. Gli scrubber chimici incorporano agenti ossidanti chimici (ad es. ipoclorito di sodio, NaOCl o perossido di idrogeno, H 2 O 2 per trattare H 2 S e CH 3 SH). L'ossidazione termica e catalitica, invece, elimina gli odori attraverso alte temperature o catalizzatori, offrendo un'elevata efficacia ma con costi operativi più elevati. Infine, esistono prodotti neutralizzanti e mascheranti, sostanze chimiche che modificano la percezione degli odori senza eliminarli e che sono spesso impiegate in ambienti industriali e urbani. 2. Un caso studio innovativo: trattamento sequenziale e produzione di lipidi Il caso studio, condotto dall’Università di Salerno (Cattaneo et al., 2022), ha testato un sistema sequenziale costituito da: · MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) : per la degradazione biologica dello xilene. · PBR (Photobioreactor) : per la fissazione della CO₂ prodotta e la coltivazione di Chlorella vulgaris. Schema del sistema integrato per il trattamento degli odori (MBBR) e la produzione di lipidi microalgali (PBR). Compressore d'aria (1), rotametro (2), pompa a siringa (3), camera di miscelazione (4), diffusori d'aria (5), supporti per biofilm (6), lampadine LED (7), agitatore magnetico (8), pannelli riflettenti (9). GS#: porta di campionamento gas, LS#: porta di campionamento liquido, OUT#: uscita gas Nell’MBBR, lo xilene è stato abbattuto con un'efficienza del 93%, con una capacità media di eliminazione (ECxyl) pari a 0.32 g m⁻³ h⁻¹. L’attività microbica ha prodotto CO₂, successivamente immessa nel PBR. Qui, le microalghe hanno assorbito parte della CO₂ con un’efficienza media del 33.8%, producendo lipidi ad un tasso massimo di 5.5 g m⁻³ d⁻¹, con una concentrazione lipidica della biomassa del 12.7%. Le condizioni operative (illuminazione, pH, nutrienti) sono state ottimizzate per favorire la crescita algale in un sistema a media scala. Il risultato è un modello integrato di economia circolare, in grado di ridurre l’impatto ambientale e produrre bioenergia. 3. Conclusioni: potenzialità e sfide per la transizione ecologica L’approccio integrato al trattamento degli odori e alla produzione di lipidi microalgali dimostra la fattibilità di un recupero di risorse da emissioni gassose tipicamente considerate rifiuti. Il sistema consente un duplice vantaggio: abbattimento dei VOC e valorizzazione della CO₂. Tuttavia, permangono sfide legate alla scalabilità industriale, all’efficienza dei fotobioreattori e alla stabilità delle colture microalgali. Le future applicazioni potrebbero includere flussi gassosi più complessi e impianti su scala industriale, in particolare nel settore chimico e della gestione rifiuti. L’adozione di normative incentivanti e investimenti in ricerca e sviluppo saranno fondamentali per la diffusione di questa tecnologia. Information & Authors Information Version history V1 Version 1 02 June 2025 Copyright This work is licensed under a Non Exclusive No Reuse License. Keywords co2 fotobioreattore lipidi microalghe odori Authors Affiliations Silvio Balsamo 0000-0001-5346-574X [email protected] View all articles by this author Metrics & Citations Metrics Article Usage 227 views 116 downloads .FvxKWukQNSOunydq8rnd { width: 100px; } Citations Download citation Silvio Balsamo. Recupero delle emissioni odorigene: una piattaforma innovativa per la produzione di lipidi microalgali. Authorea . 02 June 2025. DOI: https://doi.org/10.22541/au.174890213.38317667/v1 If you have the appropriate software installed, you can download article citation data to the citation manager of your choice. Simply select your manager software from the list below and click Download. For more information or tips please see 'Downloading to a citation manager' in the Help menu . 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