Dipartimento di Ingegneria e architettura Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali Trattamenti avanzati delle acque reflue – Advanced wastewater treatment ICAR-03 (9 CFU) – (Gestione e protezione delle risorse territoriali e ambientali) Didattica erogata 2024-2025 – II anno – LM35 – Protezione Sostenibile Ambiente – Sustainable Protection of Environment

L’orario delle lezioni sarà pubblicato sulla pagina web del corso di laurea:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore//index.php?_lang=it#

Il Corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base per il dimensionamento degli impianti di trattamento delle acque per la potabilizzazione e all’upgrading impiantistico o al potenziamento di impianti civili per la depurazione finalizzati al trattamento di reflui municipali e industriali. Al fine di agevolare e, al contempo, verificare il graduale processo di apprendimento, in concomitanza alle lezioni teoriche sono previste esercitazioni progettuali e calcolistiche coerenti agli argomenti affrontati durante il corso. In particolare, saranno assegnate agli studenti: esercitazioni calcolitiche: sul dimensionamento di un impianto di potabilizzazione; sul dimensionamento di differenti unità previste nell’upgrading impiantistico di un depuratore di riferimento; un esempio di dimensionamento e progettazione di un impianto di fitodepurazione.
L’insegnamento completerà l’impostazione teorica dell’Ingegneria Sanitaria Ambientale di base, affrontando gli argomenti relativi allo scarico in corpi idrici ricettori in AREE SENSIBILI e prove di laboratorio per le analisi delle acque, contribuendo al progetto formativo del Corso di Studi.

1 Introduzione del Corso (8 h)
1.1 Ciclo integrato delle acque
1.2 Caratteristiche chimiche, fisiche, organolettiche
1.3 Normativa
1.4 Impostazione del ciclo di trattamento, convenzionale ed avanzato
2 Ciclo di Trattamento di un potabilizzatore (15 h)
2.1 Processo di Chiaroflocculazione
2.2 Processo di Adsorbimento
2.3 Filtrazione
2.4 Layout di impianto
2.5 Esercitazione calcolitica
3 La Filtrazione (10 h)
3.1 Filtrazione di volume
3.2 Filtrazione piana
3.2.1 Moduli di membrana e tipologie
4 Disinfezione (2 h)
4.1 Processi chimici
4.2 Processi Fisici
5 Gli impianti di trattamento per la rimozione dei nutrienti (15 h)
5.1 Schemi di impianto
5.2 Nitrificazione
5.3 Denitricazione
5.4 Rimozione del fosforo
5.4.1 Rimozione biologica
5.4.2 Rimozione per precipitazione chimica
5.5 Esercitazione calcolitica: revamping e upgrading
6 Processi avanzati di depurazione (15 h)
6.1 Membrane Bio-Reactor (MBR)
6.2 Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)
6.3 La Fitodepurazione
6.4 Biofiltri
6.5 Esercitazioni calcolistiche
7 Impianti e processi sequenziali (4 h)
7.1 Sequence Batch Reactor (SBR)
7.2 Impianti a fanghi Granulari
8 Casi Studio e Stato dell’arte (3 h)
8.1 Impianti di depurazione in Sicilia
8.2 Benchmark
8.3 Ricerca e Sviluppo

Applicazioni ed esercitazioni numeriche e laboratoriali
L’insegnamento prevede lo svolgimento di esercitazioni pratiche/calcolistiche di progettazione di potabilizzatori e depuratori volti al trattamento avanzato di acque reflue civili e industriali.
Le esercitazioni devono essere svolte in gruppi che, di norma, sono costituiti da 3-5 studenti. A ciascun gruppo sarà assegnato un centro urbano, con relative dotazioni e popolazione (residenti e fluttuanti), sul quale saranno sviluppate tutte le considerazioni progettuali per la scelta e i lay-out di trattamento.
Col fine di agevolare e, al contempo, verificare il graduale processo di apprendimento, durante le lezioni teoriche sono previste concomitanti esercitazioni progettuali e calcolitiche coerentemente agli argomenti di volta in volta affrontati. In particolare, saranno proposti:
➢ esercitazioni finalizzate allo sviluppo del progetto di up-grading di un impianto di trattamento per reflui urbani e il dimensionamento di massima di un potabilizzatore (svolgimento in gruppi);
➢ brevi seminari su temi specifici;
➢ visita tecnica guidata di un impianto di trattamento.

Alla fine dell’insegnamento, gli studenti dovranno aver conseguito le seguenti abilità e conoscenze:
1.
Conoscenza e capacità di comprensione:
L’insegnamento intende fornire allo studente le nozioni avanzate e specialistiche per analizzare le problematiche legate al trattamento delle acque finalizzate alla potabilizzazione o alla depurazione di reflui civili e/o industriali volto al corretto smaltimento in corpi idrici ricettori. In particolare, l’insegnamento focalizza l’attenzione sull’upgrading e il revamping di un impianto di depurazione convenzionale. In particolare, saranno acquisite le tecniche di depurazione biologica avanzate (biomasse adese, autotrofe ed eterotrofe) e si approfondiranno le tematiche relative alla gestione degli scarichi in tutti i corpi idrici superficiali in aree sensibili (laghi e golfi). Infine, con lo scopo di completare l’inquadramento riguardante le tematiche di base dell’Ingegneria Sanitaria Ambientale, verranno descritti i processi di gestione e trattamento riguardanti lo smaltimento o il recupero (di materiali ed energia) dai fanghi di depurazione.
2.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
l’insegnamento si propone di fornire agli studenti specifiche ed approfondite conoscenze sulle tematiche commesse al trattamento avanzato, fisico, meccanico e biologico delle acque reflue. In particolare, saranno dettagliatamente approfonditi i calcoli di dimensionamento e verifica delle singole unità di processo. L’ulteriore approfondimento pratico verrà realizzato tramite la discussione di tavole in CAD riguardanti piante e sezioni delle differenti opere civili presenti negli impianti di trattamento affrontati. Saranno in definitiva fornite le conoscenze pratico progettuali relative agli impianti di depurazione di reflui municipali finalizzate allo smaltimento convenzionale (non in “aree sensibili”). Completando le conoscenze della progettazione con l’approfondimento di casi studio reali.
3.
Autonomia di giudizio:
L’attività tecnico pratica dell’insegnamento pone gli studenti di fronte alle scelte tipiche della progettazione e la valutazione delle alternative di processo (digestione aerobica o anaerobica; layout e schemi brevettati: UCT, A2O, ….). Gli studenti dovranno formarsi alla determinazione delle migliori scelte progettuali, valutare le alternative di processo di pretrattamento, assumendo su sé stessi la responsabilità della scelta progettuale.
4.
Abilità comunicative:
Le esercitazioni progettuali andranno discusse in aula durante le esercitazioni, revisioni e i ricevimenti. La giustificazione delle scelte progettuali sarà oggetto dell’esame. Per questa ragione, gli studenti dovranno essere capaci di esporre e difendere le proprie scelte progettuali
5.
Capacità di apprendere:
L’insegnamento prevede che gli studenti, pur avendo alcuni testi principali da cui poter attingere per lo studio, debbano raccogliere informazioni e conoscenze da una molteplicità di fonti che, lezione per lezione, saranno indicate al fine di comporre la propria formazione. Questo aspetto è particolarmente importante nella logica dell’evoluzione della disciplina che richiederà ai futuri ingegneri una continua formazione e specializzazione.

I Testi per lo studio della disciplina sono presenti in biblioteca di Ateneo
Testi principali:
• Bonomo Luca, Trattamenti delle acque reflue, Mc Graw-Hill Ed., Milano (Italia) 2008
• Metcalf Eddy, Ingegneria delle acque reflue: Trattamento e Riuso, Mc Graw-Hil 4th Ed., Milano (Italia) 2006
Testi di riferimento:
• Sigmund Carlo, Teoria e Pratica della depurazione delle Acque Reflue, Dario Flaccovio Ed., Palermo (Italia) 2006
Il docente indicherà agli studenti periodicamente, lungo l’arco temporale di erogazione dell’insegnamento, la rispondenza tra le nozioni impartite e il testo di riferimento e/o di supporto adottato.

Il docente utilizzerà prevalentemente l’erogazione di didattica frontale, intervallate da esercitazione calcolistiche, da sviluppare al computer con frequenza settimanale, in cui gli studenti risolveranno problemi dell’ingegneria sanitaria ambientale volta alla progettazione degli impianti di depurazione. Le lezioni saranno erogate attraverso un supporto informatico costituito da presentazioni Power Point e l’eventuale ausilio di una lavagna virtuale proiettata in aula. Alla fine della lezione tutto quello che sarò proiettato sarà erogato agli studenti in formato pdf, sulla piattaforma informatica dell’Ateneo, il cui accesso è riservato agli studenti dell’insegnamento e a chi ne faccia richiesta.
Materiali didattici messi a disposizione dello studente
• allegati tecnici e schede tecniche;
• quaderni di esercitazione dispense dell’insegnamento del docente
• Power Point formato pdf

Solo colloquio orale.
ESAME ORALE con discussione delle esercitazioni.
Dal momento che la discussione delle esercitazioni progettuali è parte fondamentale della verifica finale, il completamento delle esercitazioni rappresenta un prerequisito per l’ammissione all’esame. Gli elaborati delle esercitazioni progettuali, devono essere consegnate sia in formato elettronico che cartaceo (in raccoglitore e secondo le modalità consone alle presentazioni di progetti preliminari) almeno una settimana prima della data di avvio dell’appello d’esami a cui lo studente intende partecipare.
Il colloquio finale discuterà gli elaborati delle esercitazioni svolte (50% della valutazione) e gli aspetti teorici della disciplina discussi durante il corso e riportati nella precedente scheda nella sezione Contenuti (50% della valutazione). L’accesso all’esame finale non è soggetto a nessun accertamento preventivo o in-itinere. Specificatamente, col fine di agevolare e, al contempo, verificare il graduale processo di apprendimento, l’accertamento finale consisterà in una discussione orale (della durata variabile tra i 30-40 minuti) che riguarderà gli aspetti sia teorici che pratici degli argomenti di ingegneria trattati durante il corso (nell’ambito specialistico dell’Ingegneria Sanitaria Ambientale).
In particolare, la discussione delle esercitazioni verterà sui seguenti elementi:
• Scelte progettuali e layout delle opere civili per il progetto di massima di un potabilizzatore.
• Scelte progettuali e layout delle opere civili da potenziare o adeguare, in relazione ai requisiti funzionali previsti di un progetto esistente di depuratore municipale (fornito dal docente o proposto dagli studenti, sulla base delle esercitazioni svolte durante il corso di Ingegneria Civile ambientale e/o Ambiente e Territorio seguito in precedenza durante la laurea triennale).
• Discussione degli elaborati grafici sviluppati e delle scelte tecnologiche adottate per le opere in progetto.
Le domande sugli aspetti teorici della disciplina riguarderanno metodi di dimensionamento e scelte progettuali per la corretta gestione dei potabilizzatori (con esposizione in Power Point di un progetto di massima), il trattamento depurativo avanzato per l’adeguamento/potenziamento dei depuratori esistenti, le tecniche e procedure di monitoraggio ambientale e la Gestione degli scarti dei processi (valutandone recupero e riuso).
Il colloquio si intende superato, con la votazione di 18/30, quando lo studente dimostra:
• minime conoscenze tecniche di base sugli aspetti di ingegneria sanitaria rivolti al trattamento “avanzato delle acque”;
• capacità di autonoma applicazione dei metodi progettuali in relazione a semplici problemi di dimensionamento idraulico e impiantistico;
• capacità di applicazione delle conoscenze acquisite per formulare semplici valutazioni di funzionalità depurativa in relazione a fissati pre-requisiti di corretto smaltimento in corpi idrici superficiali.
Il voto di 30/30, con eventuale lode, è assegnato quando lo studente dimostra:
• piena conoscenza degli aspetti tecnici e tecnologici connessi con la progettazione la realizzazione e la gestione dei depuratori municipali;
• autonoma applicazione dei criteri e metodi di dimensionamento acquisiti anche in relazione a problemi idraulici;
• capacità di autonoma elaborazione di giudizi tecnici basati sulle conoscenze acquisite anche in relazione alla risoluzione di problemi di gestione su infrastrutture civili esistenti.

Le date di esami saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea almeno due mesi prima dell’inizio della sessione d’esami nella sezione “Esami”
https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore//index.php?_lang=it

Gli studenti si ricevono, di norma, il martedì ed il giovedì pomeriggio. Al fine di ridurre i tempi di attesa, si chiede di voler formalizzare la richiesta di ricevimento tramite E-mail.
Nel caso di necessità, direttamente collegate all’emergenza sanitaria (SARS/COVID), sarà possibile concordare ricevimento online previa richiesta al docente.
Nel dettaglio, gli orari di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente:

Gaetano Di Bella