CdSCONSERVAZIONE ED EVOLUZIONE
Codice018HH
CFU6
PeriodoAnnuale
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| APPLICAZIONI DI INGEGNERIA AMBIENTALE | ICAR/03 | LEZIONI | 56 |
|
Fornire un’informazione di base di interesse per il biologo relativamente alla conoscenza dei fenomeni di inquinamento dell’acqua, nonché delle principali tecniche di gestione e trattamento delle acque reflue e delle acque primarie, con un particolare approfondimento delle tecniche di depurazione delle acque reflue civili finalizzate al riuso o alla restituzione all'idrografia superficiale.
Providing basic knowledge for biologists on pollution phenomena of water and on the main techniques for handling, and treatment of primary water and wastewater, with special attention to treatments for reuse or disposal of wastewater.
Durante l'esame orale conclusivo dell'insegnamento verrà verificata la conoscenza degli argomenti trattati e la capacità critica di confronto e di applicazione pratica degli argomenti teorici
During the final oral exam, the knowledge of the topics discussed and the critical ability to compare and apply theoretical arguments will be verified.
Conoscenza delle diverse fasi di un impianto di depurazione di acque reflue civili mediante confronto ragionato fra le principali tecnologie di trattamento di uso corrente nonchè quelle più promettenti per il prossimo futuro
knowledge of the various phases of a civil wastewater treatment plant through a critical comparison among the most important current treatment technologies as well as the most promising techniques for the near future
Durante l'esame orale verrà verificata la conoscenza dei processi di un impianto di depurazione.
During the final oral examination, the knowledge of the processes of a wastewater treatment plant will be assessed.
- Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche ambientali
- Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare conoscenze utili per attività di biologo nell'ambito di impianti e processi di ingegneria sanitaria ambientale
- Students can acquire and / or develop sensitivity to environmental issues
- Students can acquire and / or develop useful knowledge for biological activity in the field of environmental health engineering systems and processes
I comportamenti acquisiti verranno verificati durante la sessione finale di esame orale
The acquired behaviours will be assessed during the final oral examination
Concetti di base di fisica, chimica e biologia
Basic knowledge of phisics, chemistry and biology
L'insegnamento di 6 crediti formativi (CFU) viene impartito nel primo periodo didattico (6 ore di lezione settimanali)
The teaching of 6 credits (CFU) is taught in the first teaching period (6 hours of lessons per week)
Il programma di dettaglio (con data/ora delle singole lezioni) può essere scaricato dalla home page del docente
MACROARGOMENTO 1 (L = 1 ora) Introduzione e generalità
Ingegneria sanitaria ambientale.
Inquinamento.
Sviluppo sostenibile.
Misurazione dello stato ambientale.
MACROARGOMENTO 2 (L = 7 ore)Param. misura inquinamento
sostanze solide, COD, BOD, misure respirometriche
nutrienti, altri parametri chimico-fisici, microbiologia
MACROARGOMENTO 3 (L = 5 ore) Principali fenomeni di inquinamento delle acque
Bilancio ossigeno acque correnti, Eq. Streeter & Phelps
Eutrofizzazione: generalità; classif. Stato trofico, eq. Vollenweider; analisi prevenzione e cura
Inquinamento chimico, microbiologico, termico
MACROARGOMENTO 4 (L = 2 ore) Normativa sulle acque
Principale normativa ambientale europea,italiana e regionale acque: testo unico ambientale, riuso, balneazione, ecc.
MACROARGOMENTO 5 (L = 4 ore) Depurazione biologica delle acque
microbiologia e biochimica
principi processi biologici
cinetica crescita biomassa e consumo substrati, ruolo ossigeno
temperatura, ambiti di validità.
Generalità su reattoristica: batch, CSTR e PFR
MACROARGOMENTO 6 (L = 10 ore) Depurazione biologica a fanghi attivi
modelli idrodinamici reattori, curve conversione; carico ed età fango; portata supero
fabbisogno ossigeno, portata ricircolo, criteri di dimensionamento
Nitrificazione e denitrificazione
Modellistica numerica: IWA ASM1. Pacchetti di simulazione processo a fanghi attivi.
Frazione attiva e grado di stabilizzazione della biomassa.
Esempi di dimensionamento di impianti a medio carico e ad ossidazione prolungata
MACROARGOMENTO 7 (L = 5 ore) Sedimentazione e flottazione
impostazione: tipi di sedimentazione
processi di sedimentazione e flottazione; sedimentatori primari e finali, sedimentatori lamellari, disoleatori
manufatti
Problemi gestionali e malattie del fango
MACROARGOMENTO 8 (L = 8 ore) Altri processi di depurazione biologica
Impianti a biomasse adese: percolatori, biodischi, MBBR
TF/SC, biofiltrazione sommersa. Contact/stabilization
Impianti MBR, SBR, cicli alternati. Oxidation ditch, biomasse granulari, deep shaft
Reattori anaerobici. UASB. Sistemi multistadio. Piccolissimi impianti: fosse biologiche e Imhoff
Trattamenti naturali: lagunaggi e fitodepurazione. Specie macrofite.
Criteri dimensionamento hSSF-CW. Pre e post trattamenti. Prestazioni tipiche. Campi applicazione
MACROARGOMENTO 9 (L = 7 ore) Trattamento e gestione dei fanghi di depurazione biologica
Generalità sul trattamento fanghi primari e di supero. Disidratazione e stabilizzazione.
Digestione anaerobica: obiettivi, principi, prod. biogas, Schemi mesofili mono/bistadio. Criteri progetto
Digest. Anaerobica: volumi digestione, estrazione acqua. Stabilizzazione aerobica
Ispessimento e disidratazione meccanica
Essiccamento termico e incenerimento fanghi. Letti essiccamento e fitodisidratazione
MACROARGOMENTO 10 (L = 2 ore) Processi di chiariflocculazione e rimozione chimico fisica del fosforo
Chiariflocculazione
defosfatazione chimico-fisica
MACROARGOMENTO 11 (L = 3 ore) Processi di disinfezione e di ossidazione
Processi di ossido-riduzione. Principali agenti ossidanti e riducenti. Cinetica dei processi di disinfezione.
Cloro gas, ipocloriti e biossido di cloro
Altre tecniche di disinfezione
Processi di ossidazione avanzata
MACROARGOMENTO 12 (L = 4 ore) Processi di filtrazione tradizionale e su membrana
Processi di filtrazione di volume e superficie. Filtrazione su sabbia rapida e lenta Microstacciatura.
Trattamenti a membrana: classificazione; micro e ultrafiltrazione; osmosi inversa; nanofiltrazione.
Principali applicazioni dei processi a membrana. Dissalazione dell'acqua di mare.
MACROARGOMENTO 13 (L = 2 ore) Adsorbimento e scambio ionico
Adsorbimento e carboni attivi
Scambio ionico
MACROARGOMENTO 14 (L = 2 ore) Applicazione dei processi unitari alla potabilizzazione delle acque
Potabilizzazione acque superficiali: principali schemi di trattamento
Potabilizzazione acque sotterranee: principali schemi di trattamento
The detail program (with date / time of the individual lessons) can be downloaded from the teacher's home page
SECTION 1 (L = 1 hour) Introduction and general information
Sanitary - Environmental engineering
Pollution
Sustainable Development
Measurement of the environmental status
SECTION 2 (L = 7 hours) Parameters of water pollution measurement
solid substances, COD, BOD, respirometric measurements
nutrients, other chemical-physical parameters, pathogen indicators
SECTION 3 (L = 5 hours) Main water pollution phenomena
Oxygen balance of water streams, Streeter & Phelps equation
Eutrophication: generality; classification of throphic state, Vollenweider equation; prevention and control analysis
Chemical, microbiological, and thermal pollution
SECTION 4 (L = 2 hours) Water regulation
Main European, Italian and regional environmental legislation: environment protection law, reuse, bathing, etc.
SECTION 5 (L = 4 hours) Generality of biological wastewater treatment
microbiology and biochemistry
principles of biological processes
biomass growth and substrate consumption kinetics, oxygen role
temperature, scope of validity.
General information on reactors: batch, CSTR and PFR
SECTION 6 (L = 10 hours) activated sludge biological wastewater treatment
hydrodynamic reactor models, conversion curves; sludge load and age; excess sludge
oxygen requirements, recirculation flow rate, sizing criteria
Nitrification and denitrification
Numerical modeling: IWA ASM1. Activated sludge process simulation packages.
Active fraction and stabilization degree of biomass.
Examples of sizing of plants with medium load and prolonged oxidation
SECTION 7 (L = 5 hours) Sedimentation and flotation
generalities: sedimentation types
sedimentation and flotation processes; primary and final settlers and clarifiers, lamella clarifiers, oil and grease removal chambers
technical description of facilities
Operation problems and sludge diseases
SECTION 8 (L = 8 hours) Other biological wastewater treatment processes
attached biomass growth plants: thrickling filters, rotating biological contactors, MBBR
TF / SC, submerged biofiltration. Contact / stabilization
MBR, SBR, alternating cycles. Oxidation ditch, granular biomass, deep shaft
Anaerobic reactors. UASB. Multistage systems. Very small plants: biological chambers and Imhoff tanks
Natural treatments: treatment ponds, lagoons and constructed wetlands. Macrophytic species.
HSSF-CW dimensioning criteria. Pre and post treatments. Typical performances. Application fields
SECTION 9 (L = 7 hours) Treatment and management of biological purification sludge
General information on primary and excess sludge treatment. Dewatering and stabilization.
Anaerobic digestion: goals, principles, biogas production, mesophilic single / double stage patterns. Design criteria
Anaerobic digestion: Digestion volumes, water extraction. Aerobic Stabilization
Mechanical thickening and dewatering
Thermal drying and sludge incineration. Drying beds and dewatering reed beds
SECTION 10 (L = 2 hours) Flocculation-clarification processes and physical-chemical removal of phosphorus
Flocculation-clarification
chemical-physical phosphorus removal
SECTION 11 (L = 3 hours) Disinfection and oxidation processes
Oxidation-reduction processes. Main oxidizing and reducing agents. Kinetics of disinfection processes.
Chlorine gas, hypochlorite and chlorine dioxide
Other disinfection techniques
Advanced oxidation processes
SECTION 12 (L = 4 hours) Traditional and membrane filtration processes
Volume and surface filtration processes. Rapid and slow sand filtration. Microscreening.
Membrane treatments: classification; micro and ultrafiltration; reverse osmosis; nanofiltration.
Main applications of membrane processes. Seawater desalination
SECTION 13 (L = 2 hours) Adsorption and ion exchange
Adsorption and activated carbons
Ion exchange
SECTION 14 (L = 2 hours) Application of unitary processes to drinking water purification
Surface water purification for drinking purposes: main treatment schemes
Groundwater purification for drinking purposes: main treatment schemes
Testi di riferimento:
Autore: Vari
Titolo: Dispense scaricabili dalla homepage del docente people.unipi.it/renato_iannelli
Autore: Luca Bonomo
Titolo: Trattamenti delle acque reflue
Editore: McGraw-Hill Italia
ISBN: 978-88-386-6518-9
Testi di consultazione:
Autore: Carlo Collivignarelli - Sabrina Sorlini
Titolo: Potabilizzazione delle acque - processi e tecnologie
Editore: Dario Flaccovio Editore
ISBN: 978-88-7758-856-2
Titolo: Ingegneria sanitaria-ambientale
Editore: McGraw-Hill Italia
ISBN: 88-386-0897-0
The main reference books and supplementary material are in Italian.
However, the following English book is suggested as useful reference:
Authors: Metcalf & Eddy, Inc., George Tchobanoglous, Franklin Burton, H. David Stensel
Wastewater egineering - Treatment, disposal, reuse (4th edition)
McGraw-Hill Education
ISBN: 978-00-704-1878-3
Anche se la frequenza non è obbligatoria, è fortemente raccomandata.
Although the frequency is not mandatory, it is strongly recommended.
Esame orale
Oral examination