Co-digestione anaerobica di microalghe e fanghi: effetti del pretrattamento con ozono

The present experimental work, conducted on a laboratory scale, compared the anaerobic co-digestion of microalgae and sludge, evaluating the effect of ozone pretreatment on microalgae in comparison to their untreated condition. The experimentation included BMP (Biochemical Methane Potential) tests and semi-continuous anaerobic digestion trials. Mathematical models and statistical analyses were applied to evaluate methane production and process dynamics. The results showed that, although the co-digestion of microalgae and sludge sometimes resulted in lower yields compared to mono-substrate digestion, a progressive adaptation of the bacterial community was observed. In particular, ozone pretreatment promoted greater biomass solubilization, increasing soluble COD and the availability of biodegradable compounds, which led to an approximately 12% increase in methane yield compared to untreated microalgae. Related effects included variations in pH and conductivity, attributed to the release of ammonium through protein hydrolysis. In conclusion, the co-digestion of microalgae and sludge, especially when integrated with ozone pretreatment, could be a promising strategy to enhance biomethane production. The high variability of the results highlights the need for further studies to optimize dosages and substrate composition, and ultimately assess the economic and energy sustainability of the process.

Il presente lavoro sperimentale, condotto in scala di laboratorio, ha confrontato la co digestione anaerobica di microalghe e fanghi, valutando l’effetto del pretrattamento con ozono sulle microalghe rispetto alla loro condizione “tal quali”. La sperimentazione ha previsto prove BMP (Biochemical Methane Potential) e digestioni anaerobiche in modalità semi-continua. Sono stati applicati modelli matematici e analisi statistiche per valutare la produzione di metano e le dinamiche del processo. I risultati hanno evidenziato che, anche se la co-digestione di microalghe e fanghi porti in alcuni casi a una resa inferiore rispetto alla digestione monostrato, si osserva un adatta mento progressivo della comunità batterica. In particolare, il pretrattamento con ozono ha favorito una maggiore solubilizzazione della biomassa, incrementando il COD solubile e la disponibilità di composti biodegradabili, con un aumento della resa di metano di circa il 12% rispetto alle microalghe non trattate. Effetti correlati includono variazioni di pH e conducibilità, attribuibili al rilascio di ammonio per idrolisi delle proteine. In conclusione, la co-digestione di microalghe e fanghi, soprattutto se integrata con il pretrattamento con ozono, potrebbe essere una strategia promettente per aumentare la produzione di biometano. L’alta variabilità dei risultati mostra la necessità di ulteriori studi per ottimizzare dosi, composizione per poi valutare la sostenibilità economica ed energetica del processo