INGEGNERIA SANITARIA E AMBIENTALE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- PAOLA VERLICCHI
- Crediti formativi
- 9
- Percorso
- AMBIENTALE
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ICAR/03
Obiettivi formativi
- Il corso di Ingegneria Sanitaria e Ambientale si pone l’obiettivo di fornire allo studente i principi della depurazione (chimica, fisica e biologica) delle acque reflue e potabili e del trattamento delle correnti gassose e i criteri di scelta in caso di progettazione di sequenze di trattamento.
Gli argomenti del corso verranno presentati in modo da far maturare nello studente la consapevolezza che la conoscenza delle tecnologie di trattamento di acque reflue e potabili e correnti gassose è necessaria per progettare, gestire e verificare la corretta funzionalità di un impianto, ma che le scelte finali in sede di progetto, upgrading o revamping di un impianto devono essere tecnicamente ed economicamente convenienti e che dipendono da molti vincoli (tecnici, economici, normativi, paesaggistici, logistici.). L’analisi di casi di studio permetterà allo studente di riconoscere le scelte effettuate e di proporre alternative tecnicamente e/o economicamente convenienti per il caso in esame.
Lo studente che avrà seguito e superato il corso sarà in grado di affrontare verifiche e dimensionamenti di massima dei sistemi di trattamento delle acque reflue, potabili e delle correnti gassose. In particolare sarà in grado di:
1) valutare attentamente e criticamente se un processo di trattamento delle acque reflue potabili o delle correnti gassose è adeguato per garantire il rispetto dei limiti imposti dalla legge per scarico in corpo idrico ricettore o per il riuso diretto;
2) fare un dimensionamento di massima degli stadi trattamento (acqua reflua, potabile e correnti gassose);
3) verificare la capacità depurativa di uno stadio di trattamento in relazione alla portata e alle caratteristiche delle correnti da trattare;
4) effettuare delle semplici analisi di fattibilità tecnica ed economica. Prerequisiti
- Sono richieste conoscenze di base della chimica, chimica applicata e modellistica.
Contenuti del corso
- Il corso è di 9 CFU e si sviluppa in 90 ore di didattica fra lezioni ed esercitazioni (risoluzione guidata di alcuni esempi di dimensionamento, verifica, controllo). Gli argomenti affrontati riguardano quattro sfere:
Acque reflue (70 % delle ore): tipologia di acque reflue, portata, concentrazione e carico degli inquinanti negli scarichi. Principi della depurazione biologica. Normativa vigente in materia di acque reflue (scarico, riuso diretto). Trattamenti preliminari, primari, secondari, di affinamento, disinfezione; trattamento dei fanghi; smaltimento dei residui della linea acqua e fanghi e impatto sul corpo idrico ricettore e sull’ambiente. Esempi di sequenze di trattamento in vista di scarico o riuso diretto. Durata delle opere civili e elettromeccaniche. Ammortamento. Costi di gestione e di investimento di impianti. Analisi di casi di studio con riferimento ad aspetti tecnici e economici. Analisi costi e benefici di un progetto di riuso.
Acque potabili (20 %): dotazione e consumi idrici, fonti di approvvigionamento e caratteristiche delle acque. Normativa in materia di acque potabili. Trattamenti per la rimozione dei principali inquinanti presenti (torbidità, Fe, Mn, batteri, virus, microinquinanti). Trattamenti di sicurezza e misure di sicurezza. Clorazione di copertura. Interventi in caso di contaminazione da arsenico, idrocarburi, amianto, Criptosporidium, Legionella nelle condotte. Discussione di casi di studio.
Trattamento reflui gassosi (10 % delle ore): tipologia di inquinanti presenti (particolato, aerosol, gas/vapori). Impianti di trattamento a secco e ad umido. Principio di funzionamento ed efficienze di rimozione di camere a gravità, cicloni, multicicloni, elettrofiltri e filtri a manica; lavatori, colonne di absorbimento, letti di adsorbimento, sistemi a condensazione, combustione e incenerimento. Sistemi di sicurezza: le torce. Trattamenti per la rimozione degli odori e in particolare captazione dell’aria e trattamento in un impianto di depurazione attraverso insufflazione nella vasca di aerazione, biofiltrazione, adsorbimento su carboni attivi. Discussione di casi di studio. Analisi dei costi dei principali sistemi di trattamento.
Si prevedono ore di esercitazione dove si risolveranno semplici casi di dimensionamento di sezioni di impianti di trattamento delle acque o delle correnti gassose o di verifica di impianti esistenti. Metodi didattici
- Le lezioni si svolgeranno in aula (se possibile) oppure in modalità telematica con piattaforma Google Meet (se non sarà possibile la frequenza per via dell'emergenza sanitaria). In caso di modalità telematica sarà tempestivamente fornito il link cui collegarsi per partecipare alle lezioni. Verranno proiettate slide sui vari argomenti previsti, discussi casi di studio, risolti semplici calcoli di dimensionamento e di verifica di impianti esistenti. Verranno analizzati e confrontati anche cataloghi di impianti di trattamento delle acque. Se possibile, si effettueranno visite a impianti di depurazione e/o di potabilizzazione. Se possibile, si organizzerà un seminario con un tecnico del settore (funzionario di un ente gestore del ciclo delle acque) per presentare un caso di studio particolarmente significativo.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’esame finale è orale.
Lo studente dovrà mostrare di aver elaborato criticamente i concetti sviluppati durante il corso. L’esame consiste in una verifica delle conoscenze, attraverso alcune domande sul programma svolto. In particolare:
1. Domande sul programma svolto anche attraverso la discussione di un caso di studio relativo al trattamento delle acque reflue (analisi della sequenza di trattamento, potenzialità e criticità del sistema in esame, rendimenti attesi, possibile impatto sul corpo idrico ricettore. Modifiche in caso si voglia optare per un riuso diretto in agricoltura o in campo industriale) (max 10 punti).
2. Risoluzione di un semplice esercizio di dimensionamento di uno stadio di trattamento (max 10 punti).
3. Si richiede infine un approfondimento su un argomento a scelta. Si dà l’opportunità agli studenti di discutere tale argomento in lingua italiana o inglese. Per facilitare la scelta durante il corso verrà fornito materiale (spesso articoli in lingua inglese) relativi ad alcuni argomenti discussi durante le lezioni. Lo studente potrà preparare una traccia (breve presentazione in powerpoint da discutere in sede di esame). La valutazione finale non terrà conto della conoscenza della lingua inglese, ma solo dei contenuti e della loro elaborazione (max 10 punti.)
Il punteggio per ognuno dei tre punti sarà assegnato sulla base delle seguenti conoscenze, competenze e capacità critica e di analisi/sintesi:
a. Conoscenze acquisite: lo studente si orienta autonomamente nel contesto di riferimento delle domande proposte, rispondendo puntualmente e in modo pertinente.
b. Competenze: Capacità di elaborazione: capacità di fare collegamenti fra gli argomenti trattati, eventuale riferimento a episodi di inquinamento/disinquinamento realmente successi e recentemente avvenuti (non necessariamente discussi in aula).
c. Capacità critica nell’affrontare gli argomenti trattati: lo studente deve dimostrare di aver colto potenzialità e criticità dei diversi trattamenti delle acque reflue, potabili e correnti gassose, vantaggi e svantaggi degli stessi.
d. Capacità di analisi e sintesi nell’affrontare un argomento (saper essere esauriente ma anche riuscire in breve a rispondere alla domanda.
L’esame si intende superato se il punteggio assegnato a ciascuno dei tre punti indicati è almeno 6. Il voto finale è la media fra i voti assegnati agli step 1-3. Testi di riferimento
- Testi di riferimento:
Masotti L., Verlicchi P., Depurazione delle acque di piccole comunità, Hoepli, ISBN 88-203-2963-8, 2005
Vismara R., Depurazione biologica, Hoepli, 1998, ISBN 88-203-2545-4
Bianucci G., Ribaldoni Bianucci E., Il trattamento delle acque residue industriali e agricole, Hoepli, 1992
Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering, Treatment disposal reuse, McGraw Hill International Editions, 1991
Mazzali P., Inquinamento atmosferico Origine, prevenzione e controllo, Pitagora editrice, Bologna, 1989.
Collivignarelli C., Bertanza G., Ingegneria Sanitaria e Ambientale, CittàStudiEdizioni, 2012
CCPS, Guidelines for Hazardous Procedures, 3ed Ed., Wiley, 2008
Dispense date durante il corso sugli argomenti affrontati.
Testi per approfondimenti:
Metcalf & Eddy (2006) Ingegneria delle acque reflue. McGraw – Hill (traduzione ed a cura di B. Eramo e P.Sirini) Sirini P., Ingegneria Sanitaria-Ambientale. Principi, teorie e metodi di rappresentazione, McGraw-Hill, Milano, 2002 (o in alternativa il testo in inglese)
Durante il corso saranno fornite ulteriori indicazioni bibliografiche (e siti web) di interesse per gli studenti su argomenti a loro richiesta (manuali tecnici, libri, articoli su rivista, report).
