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PROGETTO IMPIANTI DI DEPURAZIONE E POTABILIZZAZIONE

Attività formativa monodisciplinare

Scheda dell'insegnamento

Codice attività didattica:

A000640

Anno accademico di immatricolazione:

2018/2019

Anno accademico di erogazione:

2018/2019

Tipologia di insegnamento:

Caratterizzante

Afferenza:

Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO

Settore disciplinare:

INGEGNERIA SANITARIA-AMBIENTALE (ICAR/03)

Lingua:

Italiano

Crediti:

Anno di corso:

Docente e Collaboratori:

BERTANZA Giorgio Responsabile

MENONI Laura Collaboratore

Ciclo:

Secondo Semestre

Ore di attivita' frontale:

Ore di studio individuale:

135

Prerequisiti:

Le competenze/conoscenze che lo studente dovrebbe preferibilmente possedere per una proficua fruizione dell’insegnamento corrispondono ai contenuti del corso di Ingegneria sanitaria ambientale, erogato nella laurea triennale in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio.

Obiettivi formativi

Questo corso affronta gli aspetti relativi alla progettazione (ai diversi livelli) degli impianti di trattamento delle acque (sistemi tradizionali per la depurazione delle acque di scarico e impianti di potabilizzazione), con focus sull’ingegneria di processo.
Con riferimento agli obiettivi formativi del corso di laurea magistrale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio e ai risultati di apprendimento attesi, e in relazione alle tematiche oggetto dell'insegnamento, al termine del medesimo lo studente sarà in grado di:
- identificare, formulare e risolvere i problemi, utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati;
- utilizzare tecniche e strumenti per la progettazione di componenti, sistemi e processi;
- comprendere l'impatto delle soluzioni ingegneristiche nel contesto sociale e fisico-ambientale;
- conoscere le proprie responsabilità professionali ed etiche;
- usare strumenti informatici di supporto alla progettazione;
- applicare conoscenze acquisite in precedenti insegnamenti per risolvere problemi complessi;
- individuare i dati richiesti e selezionare criticamente i dati e le procedure da utilizzare nella progettazione;
- esprimere i risultati del proprio lavoro, con linguaggio e terminologia appropriati;
- individuare le fonti e le modalità per un continuo aggiornamento.

Questo insegnamento, in relazione alla preparazione al mondo professionale e in coerenza con gli obiettivi del corso di studi, contribuisce alla formazione per operare nella libera professione o comunque negli uffici tecnici di enti pubblici e aziende private in Italia e all’estero, in particolare nelle attività di progettazione degli impianti di recupero/trattamento di acque reflue e dei sistemi di approvvigionamento idropotabile.

Contenuti

Criteri di progettazione degli impianti di depurazione delle acque di scarico urbane.
Criteri di progettazione degli impianti di potabilizzazione.

Programma esteso

PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO DI TRATTAMENTO ACQUE

Le varie fasi della progettazione, dalla pianificazione alla progettazione esecutiva. Il carattere interdisciplinare della progettazione. Il ruolo dell’ingegnere di processo.

DEPURAZIONE DELLE ACQUE DI SCARICO

Considerazioni generali sulla scelta dei sistemi depurativi ottimali (numero di linee, potenzialità, configurazione impiantistica e di processo ecc.). Criteri di pianificazione degli interventi di collettamento e depurazione: esempi numerici di applicazione e casi di studio.

Apparecchiature elettromeccaniche (pompe, miscelatori, soffianti, valvole .) in uso nei depuratori: principi di funzionamento, applicazioni, criteri di scelta.

Pre-trattamenti dei liquami urbani e industriali: tecnologie, criteri di scelta e di dimensionamento ed esempi di calcolo.

Sedimentazione: criteri di progetto avanzati, tipologie, campi di applicazione, particolari e accorgimenti costruttivi.

Processo biologico a fanghi attivi: cinetica delle reazioni chimiche e biologiche (ordine delle reazioni, casistiche); reattoristica (tipi di reattori, bilanci di massa, curva E(t), simulazioni in regime dinamico), criteri di dimensionamento, esempi di calcolo; frazionamento del COD e modelli ASM.

Nitrificazione e denitrificazione biologica: stechiometria, cinetica, schemi impiantistici e criteri di progettazione. Esempi numerici.

Defosfatazione chimica e biologica: schemi impiantistici e criteri di progettazione, esempi di calcolo.

Il profilo idraulico di un impianto di depurazione: principi ed esempi di calcolo.

Ispessimento, stabilizzazione (aerobica e anaerobica) e disidratazione meccanica dei fanghi di depurazione: reattoristica, tecnologie disponibili, criteri progettuali, esempi.

IMPIANTI DI POTABILIZZAZIONE

Apparecchiature elettromeccaniche in uso negli impianti di potabilizzazione: principi di funzionamento, applicazioni, criteri di scelta.

Filtri a sabbia: campi di applicazione, differenti opzioni tecnologiche (gravità o pressione, mezzi filtranti, direzione del flusso ecc.), particolari costruttivi, calcoli di progetto.

Coagulazione/flocculazione: configurazioni impiantistiche, caratteristiche dei reattivi chimici, e criteri progettuali. Calcoli di dimensionamento delle varie fasi e delle apparecchiature.

Filtri a carbone attivo: tipologie impiantistiche e criteri di dimensionamento basati su prove sperimentali, esempi di calcolo.

Ossidazione chimica: alternative di processo (agenti ossidanti), ambiti applicativi (es. mineralizzazione della sostanza organica, modifica della solubilità, incremento della biodegradabilità, modifica delle caratteristiche di pericolosità) criteri di progettazione, esempi.

Disinfezione chimica e con raggi UV: alternative di processo; modelli cinetici; combinazione degli aspetti cinetici ed idrodinamici; esempi di calcolo.

Bibliografia consigliata

Per eventuali approfondimenti su argomenti specifici trattati nel corso, lo studente può consultare i seguenti manuali, che riguardano, rispettivamente, il trattamento delle acque di scarico e la potabilizzazione delle acque. Altri riferimenti (siti web, documentazione tecnica, articoli scientifici ecc.) potranno essere indicati dal docente, in caso di necessità.

Bonomo; Trattamenti delle acque reflue. 2008; McGraw-Hill Education; ISBN: 8838665184

Sigmund; Teoria e pratica della depurazione delle acque reflue; 2008; Flaccovio Dario Editore; ISBN 9788877586414

Masotti; Depurazione delle acque; 2012; Edagricole-New Business Media; ISBN: 885065202X

Tchobanoglous, Burton; Wastewater engineering: treatment, disposal, and reuse. Metcalf & Eddy, inc. - 3. ed.; 1991; New York McGraw-Hill

Collivignarelli, Sorlini; Potabilizzazione delle acque. Processi e tecnologie. 2009: Flaccovio Dario Editore; ISBN 9788877588562

Crittenden; Water treatment: principles and design. MWH - 2. ed.;2005;Wiley

Per quanto riguarda i principi e fondamenti dell’ingegneria sanitaria-ambientale, può essere consultato il seguente volume:

Collivignarelli, Bertanza; Ingegneria sanitaria-ambientale; 2012; Città Studi Edizioni; ISBN-10: 8825173717

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni numeriche frontali, seminari, visite tecniche (eventuali), elaborazione del progetto di una sezione di un impianto di depurazione o potabilizzazione. Questa attività può essere svolta singolarmente o in piccoli gruppi (2-3 studenti).

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

Nella prova scritta vengono svolti prevalentemente esercizi numerici (in numero di 4-6), per valutare la capacità dello studente di affrontare e risolvere problemi di calcolo tipici della progettazione. Se il risultato è sufficiente si accede alla prova orale, in cui si discute la prova scritta e viene valutata la maturità acquisita dallo studente sui temi trattati, nonché la sua capacità di esprimere correttamente i diversi argomenti. Durante l’orale viene anche esaminato il progetto elaborato dallo studente.
La valutazione finale tiene conto dell’esito di entrambe le prove (scritta e orale), valutate in modo separato e con peso equivalente

Valutazione:

Voto Finale

Calendario attività didattiche

Data di inizio del periodo didattico:

Lunedì, 18 Febbraio, 2019

Data di fine del periodo didattico:

Venerdì, 7 Giugno, 2019

Altre informazioni

La frequenza del corso, non obbligatoria, è utile per il carattere interattivo dell'attività didattica proposta.