Exploration of the potential of ammonia-oxidizing bacteria for methanol production

The present work aims to explore the potential of ammonium-oxidizing bacteria (AOB) for the production of bio-methanol starting from methane gas, through batch and semi-continuous laboratory experiments, with the target of providing preliminary results for the installation of a pilot reactor. Through the study of the literature on the state of the art, the possible known limits to overcome were studied, and through the phases of planning and implementation of the experiments and discussion of the results, the best solutions to be applied to the process were investigated in order to progressively overcome the expected obstacles and the new discovered ones. The purpose of the research was to investigate whether the biological production of methanol was applicable at full scale for an industrial competitive production of bio-methanol, compared to the current industrial applications for the thermochemical production of methanol. On the basis of the results obtained, it can be concluded that the process works, even if further development would be necessary to increase its efficiency and productivity. It could be a viable and desirable way for the reduction of methane emissions and the exploitation for energy purposes of bio-methane produced by landfills and wastewater treatment plants, otherwise considered a waste.

Il presente lavoro si propone di esplorare le potenzialità dei batteri ammonio-ossidanti (AOB) per la produzione di bio-metanolo a partire da gas metano, attraverso esperimenti di laboratorio batch e in semi-continuo, con lo scopo di fornire i risultati preliminari per l’installazione di un reattore pilota. Attraverso lo studio della letteratura di riferimento sono stati investigati i possibili limiti noti da superare, e attraverso la fase di progettazione e messa in opera degli esperimenti e discussione dei risultati sono stati indagate le migliori soluzioni da apportare al processo per superare progressivamente gli ostacoli attesi e di nuova scoperta. Lo scopo ultimo della ricerca è stato indagare se la produzione biologica di metanolo fosse applicabile a scala reale per una produzione industriale di bio-metanolo che fosse competitiva rispetto alle attuali applicazioni industriali per la produzione termochimica di metanolo. Sulla base dei risultati ottenuti si può concludere che il processo funziona, anche se sarebbero necessari ulteriori sviluppi per aumentarne l’efficienza e la produttività. Si può affermare che questa possa essere una via percorribile e auspicabile per la riduzione delle emissioni di metano e lo sfruttamento a fini energetici del bio-metano prodotto da discariche e impianti di trattamento delle acque reflue, altrimenti considerato uno scarto.