Insegnamento PRINCIPI DI INGEGNERIA SANITARIA
| Nome del corso di laurea | Ingegneria civile e ambientale |
|---|---|
| Codice insegnamento | A002103 |
| Curriculum | Ingegneria ambientale |
| Docente responsabile | Piergiorgio Manciola |
| CFU | 10 |
| Regolamento | Coorte 2020 |
| Erogato | Erogato nel 2022/23 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 3 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
INGEGNERIA SANITARIA
| Codice | A002104 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| Docente responsabile | Piergiorgio Manciola |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria ambientale e del territorio |
| Settore | ICAR/03 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| 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. |
| Testi di riferimento | TESTI CONSIGLIATI: Dispense a cura del Docente TESTI INTEGRATIVI: 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 | Dublino 1. Le principali conoscenze e capacità di comprensione riguarderanno: i processi di inquinamento ambientale; le caratteristiche degli scarichi urbani e delle acque di prima pioggia; i principali reattori ideali; i processi di depurazione fisici, biologici, bio-chimici; i principali schemi di impianto per il trattamento delle acque reflue urbane. Dublino 2 e 3. La capacità di applicare le competenze acquisite in autonomia di giudizio riguarderanno: il calcolo dei principali parametri di progetto dei sedimentatori primari e secondari, dei dissabbiatori, dei comparti biologici aerobici ed anaerobici; la scelta delle tecniche di disinfezione delle acque depurate; la scelta per l’ispessimento, condizionamento, disidratazione e smaltimento dei fanghi. Dublino 4. La interazione in classe sui temi di apprendimento consentirà di acquisire una linguaggio appropriato per comunicare ed esporre i temi trattati Dublino 5. Gli argomenti trattati saranno presentati criticamente lasciando aperta la possibilità a successivi approfondimenti con rinvii a letteratura scientifica di settore. |
| Prerequisiti | Analisi Matematica: studio delle funzioni, elementi di calcolo differenziale ed integrale. Fisica: calcolo vettoriale, equazioni cardinali della statica e dell’equilibrio dinamico, 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 e Trattamento Biotecnologico dei Rifiuti). Per entrambe i moduli la prova consiste in due prove orali che, per esigenze logistiche, potranno essere svolte in modo separato. Le prove orali , della durata di circa 45 minuti, consistono nella illustrazione dei casi di studio sviluppati durante il corso e in un dialogo finalizzato 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 nell'applicare le procedure computazionali proposte; - 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. |
| 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. |
TRATTAMENTO BIOTECNOLOGICO DEI RIFIUTI
| Codice | A002105 |
|---|---|
| CFU | 5 |
| 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 | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Trattamento biotecnologico dei rifiuti e dei sottoprodotti organici. Distinzione tra rifiuto e sottoprodotto. Trattamenti aerobici, anaerobici ed integrati. Recupero di energia e materia attraverso il trattamento biotecnologico dei rifiuti in un'ottica di economia circolare. Sarà affrontato anche il concetto di bioraffineria per la produzione di biofuels e bioenergia. |
| Obiettivi formativi | Il corso ha lo scopo di introdurre i concetti di biomasse intese sia come rifiuto che come sottoprodotto in un'ottica di economia circolare. Gli studenti potranno apprendere gli aspetti tecnici collegati all'origine delle biomasse e a trattamenti ai quali possono essere sottoposti per la produzione di energia e nuovi prodotti. Verrà inoltre introdotto il concetto di bioraffineria per la produzione di biofuels e bioenergia. |