Insegnamento INGEGNERIA SANITARIA E BONIFICA DEI SITI INQUINATI

Corso
Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Codice insegnamento
A002299
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Piergiorgio Manciola
CFU
14
Regolamento
Coorte 2020
Erogato
2021/22
Tipo insegnamento
Opzionale (Optional)
Tipo attività
Attività formativa integrata

INGEGNERIA SANITARIA AMBIENTALE

Codice 70A00114
CFU 8
Docente Piergiorgio Manciola
Docenti
  • Piergiorgio Manciola
Ore
  • 64 ore - Piergiorgio Manciola
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria per l'ambiente e territorio
Settore ICAR/03
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Elementi di ingegneria sanitaria ambientale. Trattamento delle acque reflue urbane: schemi di impianto, stima delle portate reflue, caratteristiche delle acque reflue. Trattamenti fisici: grigliatura, stacciatura, equalizzazione, omogenizzazione, dissabbiatura, flocculazione e disoleazione, sedimentazione statica e di massa. Processi biologici: reattori a massa adesa e a massa sospesa; tasso di crescita della biomassa; grado di utilizzazione del substrato solubile; rimozione biologica delle sostanze organiche, nitrificazione e de-nitrificazione biologica; fabbisogno di ossigeno; sistemi di areazione. Trattamenti terziari: filtrazione e disinfezione. Trattamento dei fanghi. Processi anaerobici: velocità di reazione, criteri di dimensionamento reattori, biogas e bilancio energetico, produzione su base secca, umidità, peso specifico, ispessimento, stabilizzazione aerobica e stabilizzazione anaerobica. Caso di studio: dimensionamento di un impianto di depurazione ad ossidazione totale.
Testi di riferimento TESTI CONSIGLIATI:
Dispense a cura del Docente
TESTI INTEGRATIVI:
A. Misiti, Fondamenti di Ingegneria Ambientale, NIS - La Nuova Italia Scientifica, Roma
L. Bonomo, Trattamenti delle acque reflue, McGraw-Hill
L. Masotti, P. Verlicchi, Depurazione delle acque di piccole comunità, Hoepli Editore.
Metcalf & Eddy, Ingegneria delle acque reflue. Trattamento e riuso, McGraw-Hill
Obiettivi formativi Conoscenze teoriche, metodologiche, tecnologiche e normative per il progetto e la gestione di impianti di trattamento di acque reflue di origine civile
Prerequisiti Analisi Matematica: studio delle funzioni, elementi di calcolo differenziale ed integrale.
Fisica: calcolo vettoriale, equazioni cardinali della statica e dell’equilibrio dinamico ed elementi di termodinamica.
Chimica: reazioni chimiche e reazioni redox
Idraulica: idrostatica e correnti in pressione
Metodi didattici Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con coinvolgimento interattivo degli studenti. Esercitazioni in aula svolte con il supporto di proiettore e PC. Lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore.
Altre informazioni Il corso è suddiviso in due moduli coordinati: i) Ingegneria Sanitaria Ambientale I; ii) Impianti Tecnici per il Trattamento dei Rifiuti.
La verifica delle competenze acquisite è prevista in due momenti distinti al termine delle lezioni di ciascun modulo
Dati statistici relativi alle votazioni d'esame conseguite dagli studenti:
Campione studenti: 80; Votazione Media: 27,07/30; Deviazione Standard: 1,50/30.
Distribuzione percentuale delle votazioni conseguite dagli studenti per intervalli (estremi compresi):
18 - 21: 2.5 %
21 - 24: 6.3 %
24 - 27: 38.8 %
27 - 30: 52.4 %

Il materiale didattico fornito dai docenti è disponibile in https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/
Il calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario-esami

Note:
Il modulo Ingegneria Sanitaria Ambientale è coordinato e propedeutico con il modulo Impianti Tecnici per il Trattamento dei Rifiuti. La valutazione delle competenze acquisite viene svolta in due momenti diversi al termine delle lezioni di ogni modulo.

Orario di ricevimento mercoledì, 15:30 - 17:30
Sede di ricevimento: Studio Prof. Manciola Piergiorgio, Sezione Ingegneria delle Acque, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, via G. Duranti, 93 Perugia (tel. 335 6209101). Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi (esame) prevede una prova per ciascuno dei due moduli dell’’insegnamento (Ingegneria Sanitaria Ambientale e Impianti tecnici per il Trattamento dei Rifiuti). Per entrambe i moduli la prova consiste in una prova scritta ed in due prove orali. La prova scritta, per esigenze logistiche, potrà essere svolta in modo separato rispetto alle prove orali.

La prova scritta, della durata di circa 30 minuti, prevede 10 quesiti a risposta multipla riguardanti i principi e le tecniche della depurazione delle acque reflue e i principi e le tecniche per la stabilizzazione dei rifiuti solidi. La prova ha lo scopo di verificare la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso e la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche acquisite.
La prima prova orale, della durata di circa 15 minuti, consiste nella discussione dei casi di studio sviluppati durante il corso. La seconda prova orale, della durata di circa 30 minuti, consiste in una discussione finalizzata ad accertare:
- la conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso
- la conoscenza dei modelli adottati per simulare i diversi processi fisico-chimici su cui è basata la depurazione delle acque e dei rifiuti solidi;
- la conoscenza di soluzioni impiantistiche per la rimozione degli inquinanti dalle acque reflue, per la stabilizzazione dei fanghi di risulta e per lo smaltimento dei rifiuti solidi;
- la competenza nelle procedure computazionali proposte per il dimensionamento dei impianti di trattamento delle acque reflue e per lo smaltimento dei rifiuti solidi con particolare riguardo ai casi di studio sviluppati durante il corso;
- l’autonomia di giudizio nel valutare le diverse strategie progettuali.
Le prove orali hanno anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante discussione e di riassumere i risultati applicativi delle procedure di calcolo studiate.
La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati di ciascuna prova con i seguenti pesi: Modulo “Ingegneria Sanitaria Ambientale” peso = 4/21; Modulo “Impianti Tecnici per il Trattamento dei rifiuti” peso = 1/7.
Programma esteso Corpi idrici naturali

1. fonti e effetti dell'inquinamento;
2. processi autodepurativi;
3. bilancio dell'ossigeno;
4. eutrofizzazione e qualità dell'acqua.

Trattamento delle acque reflue urbane:
1. Schemi tipo di impianto e diagrammi di flusso (trattamento primario, secondario e terziario).
2. Stima delle portate reflue: i) portate di tempo asciutto; portate di tempo di pioggia; ii) coefficienti e portate di punta.
3. Caratteristiche delle acque reflue: i) criteri generali di trattamento e principali parametri di progetto (TS, VS, TSS, VSS, BOD, COD, TOC, ThOD, TKN); ii) correlazioni tra BOD, COD e TOC; iii) carichi e concentrazioni degli inquinanti.
4. Trattamenti fisici: i) grigliatura grossolana, grigliatura fine, stacciatura, equalizzazione degli inquinanti, omogenizzazione delle portate, dissabbiatura, miscelazionione, flocculazione e disoleazione; ii) sedimentazione statica, formula di Netwon, formula di Stokes, carico idraulico di superficie, tempo di detenzione idraulico, sedimentazione di massa; iii) criteri di progetto dei sedimentatori primari e secondari, efficienza di sedimentazione, flottazione, sistemi di areazione.
5. Processi chimici di trattamento: fondamenti sulla coagulazione chimica, fondamenti sulla rimozione chimica del fosforo, precipitazione chimica dei metalli pesanti, ossidazione chimica di BOD/COD, rimozione dell'ammoniaca.
6. Processi biologici di trattamento: i) ruolo dei microorganismi, reattori a massa adesa e a massa sospesa; ii) crescita batterica, produzione di biomassa, richiesta di ossigeno; iii) cinetiche biologiche (legge di Monod e di Michealis Menten): terminologia, tasso di utilizzazione del substrato solubile, tasso di crescita della biomassa, effetto della temperatura; iv) rimozione biologica delle sostanze organiche, nitrificazione biologica, de-nitrificazione biologica, fabbisogno di O2 e sistemi di areazione; v) fondamenti sulla rimozione biologica del fosforo.
7. Trattamenti terziari (cenni): filtrazione e disinfezione (cloro, biossido di cloro, acido peracetico, UV).

Trattamento dei fanghi:
1. processi anaerobici: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi, metanogenesi, velocità di reazione, criteri di dimensionamento reattori separati e combinati, produzione di biogas e bilancio energetico; trattamenti naturali estensivi;
2. natura dei fanghi: produzione su base secca, umidità, peso specifico, granulometria;
3. ispessimento: gravità, flottazione, centrifugazione, drenaggio;
4. stabilizzazione del fango: stabilizzazione aerobica; stabilizzazione anaerobica psicrofila e mesofila, caratteristiche costruttive dei reattori; condizionamento e disidratazione dei fanghi.

Caso di studio - Progetto di un impianto di depurazione ad areazione prolungata: 1. normativa tecnica, dati di progetto e garanzie epurative; 2. schema di impianto e manufatti tipo; 3. pretrattamenti: opera di presa, impianto di sollevamento, grigliatura fine e dissabbiatura; 4. trattamento biologico: pre-denitrificazione, ossidazione e nitrificazione; ricircolo dei nitrati; 5. sistema di areazione: scelta della soluzione tecnica, calcolo dell'ossigeno richiesto, capacità di ossigenazione standard, volume d'aria da erogare, dimensionamento sistema di compressione; 6. ricircolo fanghi e sedimentazione finale; 7. trattamenti terziari: rimozione chimica del fosforo, filtrazione finale, disinfezione mediante acido per acetico; 8. gestione dei fanghi: stabilizzazione, ispessimento, disidratazione e trasporto a discarica; 9. disegno particolari costruttivi, caratteristiche prestazionali delle apparecchiature elettromeccaniche, consumi energetici.

TECNICHE DI BONIFICA DEI SITI INQUINATI

Codice A002301
CFU 6
Docente Giovanni Gigliotti
Docenti
  • Giovanni Gigliotti
  • Daniela Pezzolla
Ore
  • 48 ore - Giovanni Gigliotti
  • 6 ore - Daniela Pezzolla
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore AGR/13
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Dopo aver illustrato i concetti di base di inquinante e le proprietà chimiche, fisiche e biologiche del suolo, verranno prese in considerazione le differenti tecnologie, in situ e fuori sito di bonifica dei suoli inquinati. Infine, verranno date allo studente nozioni di base per la bonifica degli acquiferi.
Testi di riferimento Materiale didattico in formato elettronico fornito dal docente.

M. Mendola, L. Morra: "Bonifica dei siti inquinati". Ed. DEI, Roma, 2010.
E. Brugnoli, V.F. Uricchio, C. Massarelli, G. Zurlini. Tecnologie di Bonofica dei Siti Contaminati. Cacucci Editore 2014.
Obiettivi formativi Conoscere la legislazione nazionale e comunitaria sui siti inquinati.

Conoscere l'impatto degli inquinanti sui sistemi suolo e acque.

Conoscere le interazioni tra suolo e xenobiotici organici e inorganici.

Determinare analiticamente la capacità assorbente del suolo.

Determinare analiticamente la concentrazione di uno xenobiotico nel suolo.

Saper operare la scelta della migliore metodologia di trattamento di un suolo inquinato.
Saper operare la scelta della migliore metodologia di trattamento di un acquifero inquinato.
Prerequisiti Pur non essendo previste propedeuticità, lo studente dovrà possedere basi elementari di Chimica Generale e di Chimica Organica.
Metodi didattici Lezioni frontali.

Esercitazioni in laboratorio e in aula.

Seminari.
Altre informazioni Il corso è suddiviso in due moduli coordinati: i) Ingegneria Sanitaria Ambientale I; ii) Tecniche di bonifica dei siti inquinati.
La verifica delle competenze acquisite è prevista in due momenti distinti al termine delle lezioni di ciascun modulo
Il materiale didattico fornito dai docenti è disponibile in:
https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/
Il calendario delle prove di esame è consultabile al link:
http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario-esami

Note:
Il modulo Ingegneria Sanitaria Ambientale è coordinato e propedeutico con il modulo Tecniche di bonifica dei siti inquinati. La valutazione delle competenze acquisite viene svolta in due momenti diversi al termine delle lezioni di ogni modulo.
Orario di ricevimento martedì, 15:30 - 17:30
Sede di ricevimento: ufficio Prof. Giovanni Gigliotti e Dr.ssa Daniela Pezzolla, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, via G. Duranti, 93 Perugia.
Per appuntamenti al di fuori dell'orario di ricevimento, si possono contattare i docenti ai seguenti indirizzi e-mail:
giovanni.gigliotti@unipg.it; daniela.pezzolla@unipg.it
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi (esame) prevede una prova per ciascuno dei due moduli dell’’insegnamento (Ingegneria Sanitaria Ambientale e Tecniche di bonifica dei siti inquinati). Per il modulo di Tecniche di bonifica dei siti inquinati, la verifica dell'apprendimento sarà effettuata mediante un esame orale da svolgersi nelle date reperibili sul Calendario degli Esami pubblicato nel sito internet del DICA. La prova consiste in una discussione di circa 40 minuti volta ad accertare il livello di conoscenza raggiunto dallo studente sugli argomenti trattati nel corso. In particolare, lo studente dovrà dimostrare di aver appreso la legislazione che è alla base della definizione di sito inquinato e delle azioni da intraprendere per la messa in sicurezza e, ove previsto, la sua bonifica, le caratteristiche funzionali del suolo e le interazioni suolo/inquinante. Le caratteristiche dei principali inquinanti minerali ed organici. Saper proporre in autonomia di giudizio le migliori tecniche di bonifica da applicare, anche riferendosi a casi studio proposti dal docente durante il corso.
La valutazione finale verrà effettuata dalla Commissione in trentesimi mediando i risultati di ciascuna prova con i seguenti pesi:
- Modulo “Ingegneria Sanitaria Ambientale” peso = 4/21;
- Modulo “Tecniche di bonifica dei siti inquinati” peso = 1/7.
Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Normativa nazionale e comunitaria sui siti inquinati.
Valutazione della qualità dei suoli. Caratterizzazione delle componenti minerali ed organiche del suolo; potere assorbente del suolo; caratterizzazione della zona insatura e satura.
Natura e comportamento dei contaminanti organici e inorganici nel terreno e nei comparti ambientali correlati (acque sotterranee, acque superficiali, aria).
L’analisi di rischio: definizioni, modelli; rischio sanitario e rischio
ambientale. Uso di software per l’analisi di rischio di un sito contaminato.
Tecniche di trattamento dei suoli inquinati. Trattamenti biologici: bioventing, biosparging, bioflushing, compostaggio (biopile, a cumuli rivoltati), landfarming, bioreattori, phytoremediation.
Trattamenti fisici e chimico-fisici: soil washing, soil vapor extraction, air sparging, multi phase extraction, ossidazione chimica, solidificazione/stabilizzazione, soil flushing, recupero del prodotto libero.
Trattamenti termici: desorbimento termico, termodistruzione.
Messa in sicurezza dei siti contaminati.
L’attività di supporto sarà incentrata sulla caratterizzazione dei suoli inquinati tramite applicazioni di chimica analitica strumentale e valutazione, elaborazione e rappresentazione dei risultati analitici di caratterizzazione dei siti contaminati.
Presentazione casi di studio rilevanti.
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