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    Antonio PANICO

    Insegnamento di PRINCIPI DI INGEGNERIA SANITARIA

    Corso di laurea in INGEGNERIA CIVILE - EDILE - AMBIENTALE

    SSD: ICAR/03

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Caratteristiche quali-quantitative delle acque. Normative vigenti in tema acque. Cicli di potabilizzazione per acque superficiali di categoria A1, A2 e A3 e per acque di falda. Processi fisici di grigliatura, microstacciatura, sedimentazione, filtrazione rapida e filtrazione con membrane. Processi chimici di chiariflocculazione, precipitazione chimica, ossidazione chimica, scambio ionico e adsorbimento. Processi di disinfezione. Cicli di depurazione delle acque. Sistemi biologici a biomasse sospese e adese per la rimozione dell’organico, dell’azoto e del fosforo. Trattamento dei materiali di risulta degli impianti di trattamento delle acque.

    Testi di riferimento

    Potabilizzazione delle acque. Processi e tecnologie. Curato da: Collivignarelli C., Sorlini S. Editore: Flaccovio Dario, 2009.
    d’Antonio G. Ingegneria Sanitaria Ambientale, Esercizi e commento di esempi numerici, HOEPLI
    Dispense fornite dal docente

    Obiettivi formativi

    L’insegnamento si prefigge di fornire gli elementi per un’ampia comprensione della progettazione e del funzionamento degli impianti di trattamento delle acque potabili e reflue. Saranno descritte in dettaglio le varie unità costituenti i cicli di trattamento, fornendo per ciascuna di esse, le basi teoriche e i criteri di dimensionamento. Il corso si completa con diverse esercitazioni numeriche di approfondimento.
    Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di saper:
    - conoscere i principali riferimenti normativi riguardanti il trattamento delle acque;
    - conoscere le unità che compongono i cicli di trattamento delle acque;
    - individuare e scegliere le tecnologie più idonee per il trattamento delle acque in funzione delle loro caratteristiche quali-quantitative e degli obiettivi da raggiungere;
    - 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 delle acque.
    Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze necessarie alla comprensione del funzionamento degli impianti di trattamento delle acque. Le conoscenze riguarderanno gli aspetti tecnologici, morfologici, i requisiti, le prestazioni e le prescrizioni degli impianti di trattamento. Inoltre lo studente saprà individuare problemi al funzionamento degli impianti e sarà in grado di scegliere analisi di approfondimento e individuare possibili soluzioni. Infine avrà acquisito capacità di esposizione in merito alle nozioni teoriche per procedere autonomamente all’apprendimento nel prosieguo della sua carriera universitaria o nel mondo del lavoro.
    Il possesso di tali conoscenze verrà verificato un esame di profitto.

    Prerequisiti

    Conoscenze di base di analisi matematica, fisica, idraulica e chimica,

    Metodologie didattiche

    48 ore di lezioni frontali tenuta dal docente;
    esercitazioni numeriche;
    seminari.

    Metodi di valutazione

    L'esame è orale e riguarda gli argomenti dell’intero corso.
    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;
    - la capacità di individuare soluzioni idonee per il trattamento delle acque in relazione alla loro qualità e quantità e agli obiettivi da raggiungere;
    - la capacità di dimensionare le principali unità di trattamento di un impianto di trattamento delle acque;
    - 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.

    Altre informazioni

    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 ad incrementare le conoscenze.


    Programma del corso

    Introduzione al corso. Ingegneria Sanitaria Ambientale, le origini e le finalità.
    Parte I. Caratteristiche chimiche, fisiche e microbiologiche delle acque: metodi di misura dei parametri fisici, chimici e microbiologici. Normative vigenti: 152/2006, 18/2023 e 185/2003. Caratteristiche della acque superficiali idonee alla potabilizzazione. Criteri di individuazione delle categorie A1, A2 e A3. Disciplina degli scarichi in acque superficiali, di transizione e costiere, ricadenti in aree sensibili e non sensibili. Regolamento per il riutilizzo delle acque reflue..
    Parte II. Schemi di trattamento per un impianto di potabilizzazione. Descrizione e criteri di dimensionamento per le opere di presa, fase di grigliatura, microstacciatura, chiariflocculazione, filtrazione rapida, precipitazione chimica, ossidazione chimica, affinamento (scambio ionico, adsorbimento e processi a membrana), disinfezione con mezzi chimici (clorazione, ozonizzazione, etc) e fisici (raggi UV)
    Parte III. Schemi di trattamento per un impianto di depurazione. Descrizione delle fasi biologiche di trattamento secondario e terziario: substrati biodegradabili, distinzione tra colture adese e sospese. Descrizione del ciclo a fanghi attivi e del letto percolatore Cicli di nitrificazione e pre e post denitrificazione. Defosfatazione. Descrizione della linea di trattamento dei fanghi con fase di ispessimento, digestione e disidratazione.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Qualitative and quantitative characteristics of water. Current regulations about water. Treatment cycles for category A1, A2 and A3 surface water and for groundwater. Physical processes of screening, microsieving, sedimentation, rapid filtration and membrane filtration. Chemical processes of clariflocculation, chemical precipitation, chemical oxidation, ion exchange and adsorption. Disinfection processes. Wastewater treatment cycles. Suspended and Attached biomass biological systems for the removal of organic matter, nitrogen and phosphorus. Treatment of waste materials from water treatment plants.

    Textbook and course materials

    Potabilizzazione delle acque. Processi e tecnologie. Curato da: Collivignarelli C., Sorlini S. Editore: Flaccovio Dario, 2009.
    d’Antonio G. Ingegneria Sanitaria Ambientale, Esercizi e commento di esempi numerici, HOEPLI.
    Course lecture notes in italian


    Course objectives

    The course aims at providing the elements for a broad understanding of the design and operation of drinking and wastewater treatment plants. The various units constituting the treatment cycles will be described in detail, providing the theoretical basis and sizing criteria for each of them. The course is completed with various in-depth numerical exercises.
    At the end of the course the student will have to demonstrate that he/she knows:
    - the main regulatory references regarding water treatment;
    - the units that compose the water treatment cycles;
    - to identify and choose the most suitable technologies for water treatment based on their qualitative and quantitative characteristics and the objectives to be achieved;
    - the main process and technological alternatives and how to correctly use them in the treatment cycle;
    - to apply the sizing criteria of the various units that compose the water treatment cycle.
    At the end of the course, the student will have acquired the knowledge necessary to understanding the functioning of waste treatment plants. The knowledge will concern the technological, morphological aspects, requirements, performances and prescriptions of the treatment plants. Furthermore, the student will be able to identify problems with the functioning of the systems and will be able to choose in-depth analyzes and identify possible solutions. Finally, he/she will have acquired exposure skills regarding the theoretical notions to proceed with learning independently in the continuation of his/her university career or in the field of work.
    The possession of this knowledge will be verified by an exam.


    Prerequisites

    Basic knowledge of mathematical analysis, physics, hydraulic and chemistry

    Teaching methods

    48 hours of frontal lessons provided by the lecturer;
    numerical exercises;
    seminars.

    Evaluation methods

    The exam is oral and concerns the topics of the entire course.
    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 water;
    - the ability to identify suitable solutions for the treatment of water depending on their quality and quantity and the objectives to be reached;
    - the ability to size the main treatment units of a water treatment plant;
    - knowledge of the main technological alternatives for the various units of the water 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.

    Other information

    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 increasing the knowledge.

    Course Syllabus

    Introduction to the course. Sanitary and Environmental Engineering: origins and purposes.
    Part I. Chemical, physical and microbiological characteristics of water: methods of measurement of physical, chemical and microbiological parameters. Current regulations: 152/2006, 18/2023 and 185/2003. Characteristics of surface water suitable for drinking water. Criteria for identifying categories A1, A2 and A3. Regulation of discharges into surface, transitional and coastal waters, included in sensitive and non-sensitive areas. Regulation for the reuse of wastewater.
    Part II. Treatment schemes for a drinking water treatment plant. Description and sizing criteria for the screening phase, microsieving, clarification, rapid filtration, chemical precipitation, chemical oxidation, refinement (ion exchange, adsorption and membrane processes), disinfection with chemical systems (chlorination, ozonation, etc. ) and physical (UV rays)
    Part III. Treatment schemes for a wastewater treatment plant. Description of the biological phases of secondary and tertiary treatment: biodegradable substrates, distinction between attached and suspended cultures. Description of the activated sludge cycle and trickling filters. Nitrification and pre- and post-denitrification cycles. Dephosphating. Description of the sludge treatment line with thickening, digestion and dehydration phase.


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