La digestione anaerobica è costituita da una serie di processi biochimici complessi e strettamente interdipendenti, che avvengono essenzialmente in serie; ciò significa che i composti costituenti il materiale sottoposto a digestione viene degradato in composti intermedi, che a loro volta costituiscono il substrato per il processo successivo.
Per descrivere compiutamente questi fenomeni, nel corso degli anni sono stati proposti modelli matematici, tra i quali il più completo e affermato risulta essere l’Anaerobic Digestion Model n°1 (ADM1), sviluppato da IWA nel 2002. Il modello sarà presentato ponendo particolare attenzione all’utilità che riveste nella descrizione e nella previsione degli aspetti più critici della digestione anaerobica, indispensabili per la progettazione e la gestione degli impianti, tra i quali:

• previsione del potenziale di bio-metanazione e determinazione della frazione organica biodegradabile ed inerte;
• calcolo delle cinetiche dei processi più sensibili, in particolare l’idrolisi e la metanogenesi acetoclastica;
• stima dei coefficienti di inibizione delle cinetiche di reazione, in funzione di determinati parametri operativi (pH e ammoniaca in particolare),
• calibrazione e validazione di prove di digestione anaerobica in batch.

Verrà inoltre presentata un’interessante applicazione di una variante del modello ADM1 originale, implementata al fine di descrivere la “syntrophic acetate oxidation”, processo alternativo alla metanogenesi acetoclastica che può avvenire in condizioni termofile e ad alte concentrazioni di azoto ammoniacale. Si mostreranno le correlazioni tra i risultati del modello ed i dati microbiologici ricavati con l’impiego di tecniche citogenetiche basate sulla “Fluorescence in situ hybridization” (FISH).