Italiano

Caratteristiche quali-quantitative delle acque reflue . Normative vigenti. Schemi di trattamento. Trattamenti preliminari e primari. Trattamenti secondari biologici a biomasse sospese e adese. Sistemi di trattamento innovativi (MBR, MBBR, etc.). Sistemi biologici per la rimozione dell’azoto e del fosforo. Trattamenti terziari. Trattamenti di affinamento per la rimozione di contaminati emergenti Tecniche di disinfezione. Riutilizzo delle acque reflue. Trattamento dei materiali di risulta. Dimensionamento linea liquami e linea fanghi di un impianto di depurazione

Ingegneria delle acque reflue, trattamento e riuso, METCALF & EDDY (versione italiana o inglese)
Masotti, Depurazione delle acque, CALDERINI, Bologna 2012.
De Feo, De Gisi, Galasso, Acque reflue – Progettazione e gestione di impianti per il trattamento e lo smaltimento, Editore: Flaccovio Dario, 2012.
Dispense fornite dal docente

L’insegnamento si prefigge di fornire i criteri per una corretta progettazione degli impianti di trattamento delle acque reflue. Saranno descritte in dettaglio le varie unità di trattamento costituenti il ciclo di trattamento, fornendo per ciascuna di esse, le basi teoriche, i criteri di dimensionamento, le criticità e i possibili rimedi da adottare durante la fase di esercizio degli impianti. Il corso si completa con la predisposizione di un foglio di calcolo utile a effettuare un pre-dimensionamento di un impianto di trattamento delle acque reflue.
Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di saper:
- conoscere i principali riferimenti normativi connessi al trattamento delle acque reflue;
- conoscere le unità di trattamento che compongono i cicli di depurazione delle acque reflue;
- individuare e scegliere le tecnologie più idonee per il trattamento delle acque reflue in funzione delle loro caratteristiche quali-quantitative;
- conoscere le principali alternative di processo e tecnologiche e saperle correttamente disporre nel ciclo di trattamento;
- conoscere ed applicare i criteri di dimensionamento delle varie unità di cui si compone il ciclo di trattamento di un impianto di depurazione di acque reflue.
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze necessarie a formulare con autonomia di giudizio, anche in maniera innovativa, e risolvere i problemi connessi alla progettazione e alla gestione degli impianti di trattamento per acque reflue urbane e industriali. Le conoscenze riguarderanno gli aspetti tecnologici, morfologici, i requisiti, le prestazioni e le prescrizioni delle opere da realizzare. Inoltre sarà in grado di comprendere e interpretare il loro funzionamento sulla base di modelli, interpretazione di dati storici e sperimentali in tempo reale, e prevedere e gestire le emergenze. Inoltre saprà individuare problemi che necessitano di metodologie innovative anche nei casi in cui sia necessario predisporre studi e ricerche per la definizione di analisi e soluzioni. Infine avrà acquisito capacità di esposizione in merito alle scelte progettuali e le nozioni teoriche per procedere autonomamente all’auto-apprendimento post-laurea nel campo di riferimento dell’insegnamento.
Il possesso di tali conoscenze verrà verificato nel corso delle esercitazioni e attraverso gli esami di profitto.

Conoscenze di base di idraulica, chimica e di ingegneria sanitaria e ambientale.

48 ore di lezioni frontali tenuta dal docente;
24 ore divise tra esercitazioni numerica e laboratoriali;
visite guidate agli impianti di trattamento;
seminari

L'esame è orale e riguarda gli argomenti dell’intero corso, compreso la discussione del foglio di calcolo.
La prova orale servirà a verificare il grado delle conoscenze acquisite durante il corso e la capacità di applicarle. In particolare, saranno valutate:
- la capacità di saper ricavare e interpretare le caratteristiche quali quantitative della acque reflue;
- la capacità di individuare soluzioni idonee per il trattamento delle acque reflue in relazione alla loro qualità e quantità;
- la capacità di dimensionare le principali unità di trattamento di un impianto di depurazione e le opere accessorie;
- la conoscenza delle principali alternative tecnologiche per le varie unità dell’impianto di trattamento.
Il voto sarà espresso in trentesimi.
Una conoscenza sufficiente degli argomenti del corso e una discreta capacità di ragionamento è condizione minima al superamento dell’esame (voto 18). Conoscenze più approfondite e la dimostrazione di ottime capacità di ragionamento determineranno l’acquisizione di punteggi compresi tra il 18 e il 30 e lode.

Il materiale didattico verrà messo a disposizione degli studenti al termine di ogni lezione.
A completamento delle dispense fornite dal docente, gli studenti potranno approfondire le loro conoscenze mediante studio autonomo dai libri di testo consigliati.
Le esercitazioni saranno finalizzate all’implementazione di un foglio di calcolo utile a effettuare il dimensionamento di un impianto di trattamento.

Introduzione al corso. Ingegneria Sanitaria Ambientale: le origini e le finalità.
Parte I. Acque reflue: urbane e industriali. Caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche delle acque reflue: metodi di misura dei parametri fisici, chimici e microbiologici. Normative vigenti: 152/2006 e 185/2003. Disciplina degli scarichi in acque superficiali, di transizione e costiere, ricadenti in aree sensibili e non sensibili. Regolamento per il riutilizzo delle acque reflue. Variabilità quali-quantitativa delle acque reflue. Variazione delle portate in tempo di pioggia, acque di prima pioggia .
Parte II. Schemi di trattamento di un impianto di depurazione. Descrizione, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, delle fasi di trattamento preliminare: grigliatura, dissabbiamento e disoleatura. Descrizione, fondamenti teorici, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, delle fase di trattamento primario: processo di sedimentazione, tipologia di sedimentazione e geometria delle vasche di sedimentazione. Descrizione e fondamenti teorici delle fasi biologiche di trattamento secondario e terziario: substrati biodegradabili, distinzione tra colture adese e sospese, tra microorganismi eterotrofi e autotrofi. Cinetica e biochimica di biomasse batteriche e algali. Modellazione e dimensionamento dei principali reattori biologici per la rimozione del substrato organico, azotato e del fosforo. Cicli di pre e post denitrificazione. Defosfatazione biologica e chimica. Descrizione e dimensionamento dei sistemi di ossigenazione artificiale. Principali disfunzioni delle fasi biologiche e possibili rimedi. Descrizione, fondamenti teorici, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, delle fase di sedimentazione secondaria. Descrizione e dimensionamento dei sistemi di trattamento biologico innovativi (MBR, MBBR, etc.), in sostituzione di quelli tradizionali a fanghi attivi e a letti percolatori per la realizzazione di nuovi impianti e/o adeguamento di quelli già realizzati. Descrizione, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, della fase di filtrazione. reflui urbani Processi di postrattamento e/o affinamento per la rimozione di contaminati emergenti e il riutilizzo delle acque. Descrizione, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, della fase di disinfezione delle acque di scarico. Descrizione, criteri di dimensionamento e criticità con relative soluzioni, della linea di trattamento dei fanghi.
Parte III. Guida al dimensionamento di un impianto di depurazione delle acque reflue con implementazione di un foglio di calcolo.

Italian

Qualitative and quantitative characteristics of wastewater. Current legislation. Treatment schemes. Preliminary and primary treatments. Biological secondary treatments for suspended and attached biomass. Innovative treatment systems (MBR, MBBR, etc.). Biological systems for the removal of nitrogen and phosphorus. Tertiary treatments. Refinement treatments for the removal of emerging contaminants. Disinfection techniques. Reuse of wastewater. Treatment of resulting materials. Design of the sewage as well as sludge line of the wastewater treatment plant.

Ingegneria delle acque reflue, trattamento e riuso, METCALF & EDDY (versione italiana o inglese)
Masotti, Depurazione delle acque, CALDERINI, Bologna 2012.
De Feo, De Gisi, Galasso, Acque reflue – Progettazione e gestione di impianti per il trattamento e lo smaltimento, Editore: Flaccovio Dario, 2012.
Course lecture notes in italian

The course aims at providing the criteria for a correct design of wastewater treatment plants. The various treatment units constituting the treatment cycle will be described in detail, providing for each of them the theoretical basis, the sizing criteria, the critical issues and the possible remedies to be adopted during the operating phase of the plant. The course is completed with the preparation of an electronic sheet useful for pre-sizing a wastewater treatment plant.
At the end of the course the student will have to demonstrate that he/she knows:
- the main regulatory references related to wastewater treatment;
- the treatment units that make up the wastewater purification cycles;
- identify and choose the most suitable technologies for wastewater treatment based on their qualitative and quantitative characteristics;
- the main process and technological alternatives and how to correctly use them in the treatment cycle;
- apply the sizing criteria of the various units that compose the treatment cycle of a wastewater treatment plant.
At the end of the course, the student will have acquired the knowledge necessary to formulate independent judgment, even in an innovative way, and solve problems related to the design and management of urban and industrial wastewater treatment plants. The knowledge will concern the technological, morphological aspects, requirements, performance and prescriptions of the works to be carried out. Furthermore, he/she will be able to understand and interpret their functioning based on models, interpretation of historical and experimental data in real time, and predict and manage emergencies. Furthermore, he/she will be able to identify problems that require innovative methodologies even in cases where it is necessary to prepare studies and research to define analyzes and solutions. Finally, he/she will have acquired the ability to demonstrate the design choices and theoretical notions to proceed autonomously with post-graduate self-learning in the relevant field of this specific course.
The possession of this knowledge will be verified during the exercises and through the final exam.

Basic knowledge of hydraulics, chemistry and sanitary and environmental engineering.

48 hours of frontal lessons provided by the lecturer;
24 hours divided between numerical and laboratory exercises;
guided tours of wastewater treatment plants;
seminars

The exam is oral and concerns the topics of the entire course, including the discussion of the electronic sheet.
The oral test will serve to verify the level of knowledge gained during the course and the ability to apply it. In particular, the following elements will be evaluated:
- the ability to obtain and interpret the qualitative and quantitative characteristics of wastewater;
- the ability to identify suitable solutions for the treatment of wastewater depending on their quality and quantity;
- the ability to size the main treatment units of a wastewater treatment plant and the auxiliary equipment;
- knowledge of the main technological alternatives for the various units of the wastewater treatment plant.
The vote will be expressed out of thirty (30).
Sufficient knowledge of the course topics and reasonable cognitive ability is a minimum condition for passing the exam (score 18). More in-depth knowledge and the demonstration of excellent reasoning abilities will determine the acquisition of scores between 18 and 30 cum laude.

The course lecture notes will be available to the students at the end of each lesson.
Addition to the course lecture notes, students will be able to deepen their knowledge through independent study from the recommended textbooks.
The exercises will be aimed at implementing an electronic sheet useful for sizing a treatment plant.

Introduction to the course. Sanitary and Environmental Engineering: origins and purposes.
Part I. Wastewater: urban and industrial. Chemical, physical and microbiological characteristics of wastewater: measurement methods of physical, chemical and microbiological parameters. Current regulations: 152/2006 and 185/2003. Regulation of discharges into surface, transitional and coastal waters, inclueded in sensitive and non-sensitive areas. Regulation for the reuse of treated wastewater. Qualitative and quantitative variability of wastewater. Variation of flow rates in times of rain, first rain waters.
Part II. Treatment schemes of a wastewater treatment plant. Description, sizing criteria and critical issues with related solutions, of the preliminary treatment phases: screening, sand removal and oil removal. Description, theoretical foundations, sizing criteria and critical issues with related solutions, of the primary treatment phase: sedimentation process, type of sedimentation and geometry of the sedimentation tanks. Description and theoretical foundations of the biological phases of secondary and tertiary treatment: biodegradable substrates, distinction between attached and suspended biomasses, between heterotrophic and autotrophic microorganisms. Kinetics and biochemistry of bacterial and algal biomass. Modeling and sizing of the main biological reactors for the removal of organic, nitrogen and phosphorus substrates. Pre and post denitrification cycles. Biological and chemical dephosphating. Description and sizing of artificial oxygenation systems. Main dysfunctions of the biological phases and possible remedies. Description, theoretical foundations, sizing criteria and critical issues with related solutions, of the secondary sedimentation phase. Description and sizing of innovative biological treatment systems (MBR, MBBR, etc.), replacing traditional activated sludge and trickling filter systems for the construction of new plants and/or upgrading of those already built. Description, sizing criteria and critical issues with related solutions of the filtration phase. Urban wastewater post-treatment and/or refinement processes for the removal of emerging contaminants and the reuse of water. Description, sizing criteria and critical issues with related solutions, of the wastewater disinfection phase. Description, sizing criteria and critical issues with related solutions of the sludge treatment line.
Part III. Guide to sizing a wastewater treatment plant with an electronic sheet implementation.