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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 051190 - ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES FOR WATER AND WASTE WATER TREATMENT
Docente Franz Silvia
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (347) INGEGNERIA CHIMICA*AZZZZ051190 - ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES FOR WATER AND WASTE WATER TREATMENT
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (472) CHEMICAL ENGINEERING - INGEGNERIA CHIMICA*AZZZZ051190 - ELECTROCHEMICAL TECHNOLOGIES FOR WATER AND WASTE WATER TREATMENT

Obiettivi dell'insegnamento

“Water and its availability and quality will be the main pressures on, and issues for, societies and the environment under climate change” (IPCC Technical paper "Climate Change and water", June 2008). In this perspective, the actual EU policies on water management state the priority of water remediation (http://ec.europa.eu/environment/water/index_en.htm). 

The course is meant for students in Chemical Enginering, Materials Engineering and Nanotechnology, Environmentla and Land Planning Engineering and aims at filling the students educational gaps on advanced water-related technologies, with focus on the application of electrochemical and photoelectrochemical methods to pollution sensing and abatement. All the modern electrochemical technologies industrially applied for the detection and removal of pollutants from waters and soil will be described, providing a comprehensive coverage of the theory and practice in this important and growing area of engineering.

Innovative didactics will also be expolited: some lectures will be given by industry representatives, both in the field of technologies manufacturing and water managing. The concepts of the course will be strengthened by on-site visits in manufacturers sites and water purification plants and/or small-scale demonstrators, to give the students a clear view of both the production and the application of purification electrochemical technologies.

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L'insegnamento è pensato per studenti di Ingegneria Chimica, Ingegneria dei Materiali e delle Nanotecnologie, Ingegneria per l'Ambiente ed il Territorio  e mira a fornire agli studenti competenze su tecnologie avanzate per il trattamento acque con particolare riferimento ai metodi elettrochimici per il rilevamento e l'abbattimento degli inquinanti. Saranno descritte tutte le moderne tecnologie elettrochimiche applicate industrialmente per il rilevamento e l'abbattimento degli inquinanti dalle acque e dal suolo, fornendo una visione completa sia teorica che pratica di questo settore in crescente espansione. 

L'insegnamento si avvale anche degli strumenti propri della didattica innovativa. In particolare, parte delle lezioni saranno tenute da oratori di estrazione industriale, sia nel settore dello sviluppo delle tecnologie che in quello della gestione delle acque. I contenuti dell'insegnamento saranno rafforzati da visite presso soggetti industriali attivi nel settore e dalla possibilità di vedere all'opera piccoli apparrecchi dimostratori, per dare agli studenti ina visione chiara sia della produzione che dell'applicazione delle tecnologie elettrochimiche alla decontaminazione di acque e suolo. 

 

 


Risultati di apprendimento attesi

The students are expected to acquire familiarity with modern electrochemical engineering technologies for water remediation and pollution detection.

In particular, upon completion of the semester the student will be able to:

  1. understand and describe the role of electrochemistry and electrochemical technology in water remediation;
  2. classify the electrochemical methods applied to water analysis and water treatment;
  3. autonomoussly recognize, compare and evaluate the effectiveness of various electrochemical technologies among water treatment technologies;

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Gli studenti dovranno acquisire familiarità con le moderne tecnologie elettrochimiche per la decontaminazione delle acque.

In particolare, al termine del semestre gli studenti dovranno essere in grado di:

1. comprendere e descrivere il ruolo di elettrochimica e tecnologie elettrochimiche nel settore del trattamento delle acque

2. classificare i metodi elettrochimici applicati all'anaisi ed al trattamento delle acque

3. riconoscere, confrontare e valutare in modo autonomo l'efficacia delle diverse tecnologie elettrochimiche nell'ambito generale del trattamento acque.


Argomenti trattati
  • Introduction
  • Definition and classification of pollutants
  • Environmental media and pollutant transport
  • Environmental chemistry and toxicology of common pollutants
  • Current methods for pollutants analysis
  • Current methods for pollutant treatment
  • Fundamentals of electrochemistry
  • Electrochemical behavior of pollutants
  • Electrochemistry of organic pollutants
  • Electrochemistry of inorganic pollutants
  • Electrochemical sensing of pollutants
  • Potentiometric sensors
  • Amperometric-coulometric detection of pollutants
  • Voltammetric detection of pollutants
  • Polarographic detection of pollutants
  • Amperometric gas sensors
  • Stripping analysis
  • Conductivity detectors
  • Photoassisted detection of pollutants
  • Electrochemical technologies for pollution control
  • Principles of electrochemical mineralization of pollutants
  • Direct electrolysis of pollutants
  • Indirect electrolysis of pollutants
  • Electroflotation
  • Electrocoagulation
  • Electroflocculation
  • Electrochemical remediation of gaseous pollutants
  • Membrane assisted processes
  • Electrokinetic processing of soil
  • Electrochemical disinfection
  • Electrochemical disinfection of water
  • Photoelectrochemical disinfection of air and water
  • Electrochemical detection and enumeration of microorganisms
  • Commercial applications
  • Commercial electrochemical sensors
  • Electrochemical reactors for pollutant treatment and chemical recycling
  • Advanced oxidation processes: pilot and field tests
  • Electrochemical water disinfection

Innovative teaching will also be exploited, since some of the lectures will be given by industrial representatives.


Prerequisiti

The students should be familiar with fundamentals of chemistry.

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Gli studenti dovranno conoscere i fondamenti di chimica.


Modalità di valutazione

Written exam consisting in 3-5 open questions, including 2 general questions and 1-3 specific questions. The student is expected to be able to describe the various technologies presented in the course using a suitable technical language, and to discriminate among different techniques selecting the most suitable one(s) with reference to a specific practical study case.

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Esame scritto, 3-5 domande a risposta aperta delle quali 2 di carattere generale e 1-3 specifiche. Lo studente vorà essere in grado di descrivere le varie tecnologie presentate nel corso utilizzando un linguaggio tecnico appropriato, e di discriminare tra le diverse tecnologie selezionando quella/quelle più adatta/e a risolvere specifici problemi di inquinamento. 

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaKrishnan Rajeshwar, Jorge Ibanez, Environmental electrochemistry: fundamentals and applications in pollution abatement, Editore: Academic Press, Anno edizione: 1997

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
32:30
48:45
Esercitazione
17:30
26:15
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Inglese
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
19/09/2020