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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 088717 - TRATTAMENTI DELLE ACQUE DI RIFIUTO
Docente Malpei Francesca
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - MI (346) INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO*AZZZZ088717 - TRATTAMENTI DELLE ACQUE DI RIFIUTO
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (440) INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO*AZZZZ088717 - TRATTAMENTI DELLE ACQUE DI RIFIUTO
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (488) INGEGNERIA CIVILE - CIVIL ENGINEERING*AZZZZ088717 - TRATTAMENTI DELLE ACQUE DI RIFIUTO
Ing - Civ (Mag.)(ord. 270) - MI (489) INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO - ENVIRONMENTAL AND LAND PLANNING ENGINEERING*AZZZZ088717 - TRATTAMENTI DELLE ACQUE DI RIFIUTO

Obiettivi dell'insegnamento

Acquisire la capacità di progettare e gestire i porocessi depurativi presenti negli impianti di trattamento di acque reflue municipali ed industriali 


Risultati di apprendimento attesi

In termini di Conoscenza e capacità di comprensione, lo studente acquisirà le basi teoriche e tecniche alla base del dimensionamento e funzionamento dei processi, rappresentate da:
- equazioni matematiche che descrivono la cinetica e la stechiometria dei processi,
- bilanci di massa,
- conoscenza degli elementi quali quantitativi che caratterizzano i reflui,
- caratteristiche tecniche principali delle singole unità di processo

Quanto all'Applicazione di conoscenze e capacità di comprensione, lo studente sarà chiamato ad applicate le conoscenze teoriche acquisite in attività progettuali di dimensionamento di unità di processo e di verifica delle prestazioni di unità esistenti e funzionanti.

Circa la Autonomia di giudizio lo studente opererà scelte autonome nell'assunzione dei parametri e delle formule di dimensionamento e nella verifica delle unità di processo. Lo studente opererà valutazioni ed interpretazioni autonome anche rispetto a problemi e situazioni occorenti in casi reali. 


Argomenti trattati

1. Caratterizzazione delle acque reflue: Caratteri fisici, chimici e biologici. Ciclo del carbonio (BOD, COD) e dell’azoto. Popolazione equivalente. Definizione delle portate di tempo secco e di pioggia. Impostazione generale del ciclo di trattamento per scarichi urbani. LInea acque e linea fanghi. Localizzazione degli impianti: vincoli urbanistici, idraulici ed ambientali.

2. Stazioni di sollevamento, pompe centrifughe ed altri tipi di pompe. Pretrattamenti: grigliatura, stacciatura, dissabbiatura-disoleatura. Equalizzazione. Separazione a gravità: sedimentazione, coagulazione-flocculazione, flottazione naturale. Sistemi di aerazione: calcolo e verifica della capacità di ossigenazione.

3. Trattamenti biologici: Principi generali. Crescita batterica, rimozione del substrato,  depurazione aerobica, anossica ed anaerobica. Costanti cinetiche e stechiometriche e loro determinazione sperimentale. 

4. Dimensionamento dei processi biologici a biomassa sospesa per la rimozione dell'inquinamento organico biodegradabile: Tempo di residenza cellulare, carico del fango e carico volumetrico, calcolo della biomassa, concentrazione di biomassa e portate di ricircolo, caratteristiche di sedimentabilità del fango, produzione di fango di supero, fabbisogno di ossigeno.

5. Dimensionamento dei processi biologici a biomassa sospesa per la rimozione dell'azoto e del fosoro (cenni). Nitrificazione e denitrificazione con biomasse sospese. Batteri autotrofi, ruolo del tempo di residenza cellulare in nitrificazione. Cinetica della nitrificazione, dimensionamento dei reattori, calcolo dei fabbisogni di ossigeno. Denitrificazione (uso di carbonio interno, esterno ed endogeno); processi di pre-denitrificazione: definizione dei ricircoli di miscela aerata e di fango; processi di post-denitrificazione.

6. Dimensionamento dei processi biologici a biomassa adesa. Modello teorico ad un solo substrato limitante. Cinetiche di primo ordine e di ordine zero. Conseguenze applicative. Cinetica con due substrati: determinazione del substrato limitante (caso della nitrificazione e della denitrificazione).

7. Principali conformazioni del processo a fanghi attivi: aerazione estensiva, impianti ad ossigeno puro, impianti a membrana (MBR),  impianti in sequenza di fasi (SBR), impianti pluristadio.

8. Principali conformazioni del processi a biomassa adesa: percolatori a riempimento sintetico, processo TF/SC e sue varianti, reattori biologici rotanti (RBC), biofiltri sommersi a letto fisso e mobile con e senza contro lavaggio, letti fluidizzati.

9. Processi chimico-fisici di rimozione del fosforo e dell'azoto:  Precipitazione chimica P con processi di pre, post e co-precipitazione. Calcolo dei fabbisogni di reagenti e delle produzioni di fango chimico. Rimozione biologica del fosforo; ruolo e condizioni di crescita dei batteri fosforo-cumulanti. Rendimenti di rimozione conseguibili con le diverse alternative. Criteri di scelta.

10. Necessità di upgrade della linea acque. I trattamenti di affinamento: filtrazione su sabbia e su tela, adsorbimento su carbone attivo, ozonizzazione. Disinfezione mediante clorazione, uso di PAA, radiazioni UV. Riuso di acque reflue per usi civili, agricoli ed industriali. Requisiti di qualità.

11. Linea fanghi: Calcolo dei quantitativi di fango. Caratteristiche chimico-fisiche e reologiche dei fanghi. Requisiti ed obiettivi della linea di trattamento e sua impostazione generale.

12. Dimensionamento dei processi di stabilizzazione biologica del fanghi: Processi aerobici con e senza ispessimento in simultanea; calcolo del volume dei reattori, del fabbisogno di ossigeno e dei quantitativi di fango stabilizzato e di surnatante. Digestione anaerobica mesofila e termofila. Volume dei digestori, processi monostadio e bistadio; produzione ed uso del biogas. Bilancio di massa di  fanghi e surnatanti e impatti sulla linea acque.

13. Condizionamento e disidratazione dei fanghi: filtrabilità, comprimibilità, loro determinazione sperimentale. Letti di essiccamento, filtrazione (filtri a vuoto, filtri pressa a camere, filtri pressa a nastro), centrifugazione. Uso agricolo e smaltimento finale dei fanghi.

14. Normativa sugli inquinamenti idrici: Obbiettivi di qualità dei corpi idrici. Limitazioni in zone sensibili. Sostanza pericolose. Limiti allo scarico nell’ambiente ed all’immissione nelle reti fognarie.

IL CORSO PREVEDE ATTIVITA' DI LABORATORIO INFORMATICO E PROGETTUALE

IL CORSO PREVEDE 1 o 2 SEMINARI TENUTI DA PROFESSIONISTI DEL SETTORE 


Prerequisiti

Necessarie adeguate conoscenze di idraulica, chimica, fisica ed ingegneria sanitaria ambientale

Consigliato avere già seguito il corso di Trattamento delle Acque di Approvvigionamento 

 


Modalità di valutazione

La valutazione consiste in una prova preliminare di calcolo/dimensionamento (laboratorio/progetto) il cui superamento permette l'accesso all'orale, svolto sui temi trattati a lezione ed esercitazione.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaTchobanoglous, Burton, Stensel, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th Ed., Editore: McGraw Hill, ISBN: 978-0070418780
Risorsa bibliografica obbligatoriaLuca Bonomo, Trattamenti delle acque reflue, Editore: McGraw Hill, Anno edizione: 2008, ISBN: 978-88-386-6518-9

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
65:00
97:30
Esercitazione
35:00
52:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
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

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.4 / 1.6.4
Area Servizi ICT
10/07/2020