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Biotechnological Remediation Innovation for preventing Decentralized wastewater treatment from impactful Gaseous Emissions

Projektbeschreibung

Mikroben beseitigen Schadstoffe in dezentralen Abwassersystemen

Dezentrale Abwassersysteme, die Haushalte und Gemeinden außerhalb zentralisierter Netze versorgen, verursachen erhebliche Umwelt- und Gesundheitsbelastungen, darunter Emissionen von Methan- und flüchtigen organischen Verbindungen, Gerüchen und Nährstoffverschmutzung. Häufig arbeiten sie mit hohen Kosten und mit begrenzter technischer Kapazität. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen plant das Projekt BRIDGE, das Problem in einen Teil der Lösung umzuwandeln, indem spezialisierte mikrobielle Kulturen genutzt werden, die Methan unter Verwendung von Nitrit oder Nitrat als Elektronenakzeptoren verbrauchen. Diese Kulturen entfernen Schadstoffe sowohl aus der flüssigen, als auch aus der gasförmigen Phase. Der daraus resultierende kompakte, weitgehend selbstregulierende Biofilter mit intelligenter Echtzeitüberwachung könnte eine kostengünstige und skalierbare Modernisierung der dezentralen Abwasserbehandlung auf aller Welt ermöglichen.

Ziel

Decentralized wastewater systems are widespread in EU and worldwide and generate significant socio-economic and public-health costs: methane (CH₄) and volatile organic compound (VOC) emissions, odours, and residual nutrient discharges, all under higher per-capita O&M and scarce technical capacity. The BRIDGE project proposes a first-of-its-kind, low-resource biotech-based solution that leverages nitrite/nitrate-dependent anaerobic methane oxidation (N-DAMO) mixed cultures to simultaneously abate gas- and liquid-phase contaminants generated by decentralized systems: CH₄ emission are repurposed as the electron donor to denitrify nitrate-bearing effluent, within a plug-and-play anaerobic biofilter with counter-current spraying, minimal electromechanical needs, and smart real-time monitoring for adaptive control and predictive maintenance. The project targets four state-of-the-art gaps: (1) stable N-DAMO biofilm enrichment; (2) a robust, validated unit (PoC→TRL 3–4) tolerant to influent variability; (3) integration pathways and design/operation envelopes for scalable, low-maintenance and affordable deployment; and (4) tailored sensing, analytics, and digital integration for autonomous operation. Methodologically, BRIDGE combines lab enrichment and functional testing, continuous-flow prototyping with long-term validation, multi-physical modelling across scales, Arduino-based monitoring with an ANN-assisted control layer, and techno-economic assessment to derive cost-effective scale-up guidelines. Outcomes include a validated blueprint and guidelines that reduce CH₄/VOC emissions, lower nutrient discharge, and support replication in related sectors (e.g. landfill leachate). A 24-month MSCA fellowship at POLIMI under the supervision of Prof. Andrea Turolla.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 209 483,28
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien
Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten