Insegnamento INGEGNERIA SANITARIA E BONIFICA DEI TERRENI INQUINATI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria per l'ambiente e il territorio |
|---|---|
| Codice insegnamento | 70A00115 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Piergiorgio Manciola |
| CFU | 14 |
| Regolamento | Coorte 2017 |
| Erogato | Erogato nel 2018/19 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 2 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
BONIFICA DEI TERRENI INQUINATI
| Codice | 70A00113 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Giovanni Gigliotti |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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 terreni inquinati. |
| Testi di riferimento | Materiale didattico in formato elettronico fornito dal docente. L. Bonomo (edr.): “Bonifica di siti contaminati”. Ed. McGraw-Hill, Milano, 2005. M. Gorla: “Siti contaminati”. Ed. Flaccovio, Palermo, 2012. M. Mendola, L. Morra: "Bonifica dei siti inquinati". Ed. DEI, Roma, 2010. |
| Obiettivi formativi | Conoscere la legislazione nazionale e comunitaria sui siti inquinati Conoscere l'impatto degli inquinanti sul sistema suolo 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. |
| Prerequisiti | Pur non essendo previste propedeuticità, lo studente dovrà possedere solide basi di Chimica Generale e conoscenze di Chimica Organica. In particolare è richiesto che lo studente possieda nozioni degli equilibri chimici in soluzione, equilibri in fase eterogenea e pH. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali Esercitazioni in laboratorio Esercitazioni in aula Visite di istruzione |
| Altre informazioni | Il corso è suddiviso in due moduli coordinati: i) Ingegneria Sanitaria Ambientale I; ii) Trattamento dei terreni 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 Trattamento dei terreni 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: Studio Prof. Giovanni Gigliotti, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, via G. Duranti, 93 Perugia. Per appuntamenti al di fuori dell'orario di ricevimento, si può contattare il docente all'indirizzo e-mail istituzionale: giovanni.gigliotti@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 Bonifica dei terreni inquinati). Per il modulo di Bonifica dei terreni 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 “Trattamento dei terreni 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. |
INGEGNERIA SANITARIA AMBIENTALE
| Codice | 70A00114 |
|---|---|
| CFU | 8 |
| Docente responsabile | Piergiorgio Manciola |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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. |