Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio - Environmental Engineering

ARGOMENTO 1. CLASSIFICAZIONE, PRODUZIONE, COMPOSIZIONE E PROPRIETÀ DEI RIFIUTI SOLIDI Classificazione dei rifiuti solidi: riferimenti normativi (lezioni 1-4). Produzione e composizione dei rifiuti solidi in funzione della loro origine. Analisi statistica della produzione dei rifiuti. Proprietà fisiche, chimiche e biologiche dei rifiuti solidi. Concetti di gestione integrata dei rifiuti: principi, obiettivi e aspetti tecnici (lezioni 5-8; esercitazioni 1-2). ARGOMENTO 2. RACCOLTA E TRASPORTO DEI RIFIUTI SOLIDI Obiettivi di raccolta e raccolta differenziata. Sistemi di raccolta. Mezzi e metodi di raccolta e trasporto. Percorsi di raccolta. Algoritmi di calcolo (Dijkstra, Floyd, euristici, Clarke-Wright). Stazioni di trasferenza. Analisi economica dei servizi. Dimensionamento dei servizi di raccolta e trasporto dei rifiuti urbani. Raccolta differenziata. Rifiuti urbani recuperabili. Rifiuti urbani pericolosi. Raccolta multimateriale. Obiettivi di raccolta differenziata. Dimensionamento dei servizi di raccolta differenziata (lezioni 9-12; esercitazioni 3-4). ARGOMENTO 3. IMPIANTI DI SELEZIONE CON PRODUZIONE DI FOS E CSS Teoria della separazione binaria. Unità di processo degli impianti e criteri di dimensionamento. Trattamento dei rifiuti con sistemi a secco. Trattamento dei rifiuti con sistemi a umido. Produzione di combustibile solido secondario (CSS) (lezioni 13-18; esercitazioni 5 e 6 [parte 1 e parte 2]) ARGOMENTO 4. TRATTAMENTI BIOLOGICI Trattamento della frazione organica dei rifiuti urbani (FORSU). Pretrattamenti meccanici. Digestione aerobica. Tecniche e processi di trattamento. Criteri di dimensionamento. Digestione anaerobica. Processi a basso ed alto carico. Produzione e recupero di biogas. Aspetti igienico - sanitari. Utilizzazione del compost e standard di qualità. Destino della frazione organica stabilizzata (FOS) (lezioni 19-22; esercitazione 7). ARGOMENTO 5. SMALTIMENTO FINALE DEI RIFIUTI Discarica controllata. Concetti di discarica sostenibile. Classificazione delle discariche controllate e criteri di accettabilità dei rifiuti solidi. Pretrattamento dei rifiuti. Caratterizzazione tecnica del sito. Stabilità e deformazione delle discariche. Sistema barriera di base, drenaggio e raccolta delle acque. Coperture: obiettivi e caratteristiche costruttive. Drenaggio, monitoraggio e trattamento del percolato. Captazione, trasporto, controllo della diffusione e smaltimento del biogas. Sicurezza ed aspetti igienico – sanitari (lezioni 23-29; esercitazioni 8 e 9). ARGOMENTO 6. TRATTAMENTI TERMICI DEI RIFIUTI Incenerimento, pirolisi e gassificazione. La combustione: considerazioni termodinamiche. Analisi dei combustibili. Potere calorifico superiore ed inferiore. Metodi di misura e di valutazione del potere calorifico. Stechiometria e cinetica della combustione. Fasi della combustione. Eccesso d’aria. Prodotti della combustione. Composizione e qualità dei fumi. Influenza del cloro sulla composizione dei fumi. Temperatura adiabatica di fiamma. Unità costituenti un impianto di termovalorizzazione. Recupero energetico. Caratterizzazione dei flussi uscenti da un impianto di termovalorizzazione. Inquinanti organici e inorganici nei residui di processo. Tecnologie per l’ottimizzazione delle caratteristiche dei residui. Tecniche di riutilizzo, trattamento e smaltimento dei residui dell’incenerimento (lezioni 30-31). Tecniche di trattamento degli effluenti gassosi. Controllo del particolato solido (separatori per gravità, separatori centrifughi, precipitatori elettrostatici, filtrazione superficiale e profonda, scrubber). Controllo degli ossidi di zolfo. Controllo degli ossidi di azoto. Abbattimento dei gas acidi (lezione 32).

Per seguire con profitto l’insegnamento di Impianti di Trattamento dei Rifiuti Solidi e superarne la prova d’esame è indispensabile la conoscenza delle nozioni fondamentali delle seguenti discipline: • analisi matematica (in particolare per quanto attiene al calcolo differenziale ed integrale) • fisica (in particolare per quanto attiene ai concetti di base della termodinamica) • chimica e chimica per l'ingegneria (in particolare per quanto attiene alla stechiometria delle reazioni chimiche, ai concetti di equilibrio chimico in soluzione acquosa e ad alcune tipologie di reazioni chimiche [reazioni acido-base, reazioni redox], reattoristica chimica) • ingegneria sanitaria ambientale (in particolare per quanto attiene ai parametri di inquinamento dei comparti ambientali e ai principi dei processi di trattamento degli effluenti) • meccanica dei fluidi e idrologia (in particolare per quanto attiene al moto dei fluidi nei mezzi porosi, al trattamento dei dati idrologici e alle trasformazioni afflussi-deflussi) • geotecnica (in particolare per quanto attiene alle caratteristiche geotecniche e alle proprietà meccaniche dei terreni) Per sostenere l’esame non sono previste propedeuticità obbligatorie.

• Tchobanoglous G., Theisen H., Vigil A., Integrated Waste Management, McGraw-Hill Ed. • La Grega M.D., Buckingham P.L., Evans J.C., Hazardous Waste Management, McGraw-Hill Ed. • Niessen W.R., Combustion and Incineration Processes, Marcel Dekker, Inc., New York • Borman G.L., Ragland K.W., Combustion Engineering, McGraw-Hill Ed. • De Nevers N., Air Pollution Control Engineering, McGraw-Hill Ed. • Dispense a cura del docente

Le modalità di svolgimento del corso prevedono una combinazione di lezioni frontali ed esercitazioni pratiche di tipo numerico o progettuale. La conoscenza e la capacità di comprensione definite negli obiettivi dell’insegnamento vengono sviluppate essenzialmente nell’ambito delle lezioni frontali; la capacità di applicare conoscenza e comprensione viene sviluppata contestualmente nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni pratiche; le capacità trasversali (capacità di apprendimento autonomo) verranno invece sviluppate mediante la predisposizione dell’elaborato tecnico e lo studio individuale. La frequenza delle lezioni non è richiesta obbligatoriamente.

La frequenza delle lezioni non è richiesta obbligatoriamente.

La valutazione della preparazione degli allievi sarà svolta mediante una prova finale d'esame. Questa sarà effettuata tramite discussione orale dei principali argomenti trattati nel corso (di norma 3 argomenti selezionati dal docente al momento della prova), dei quali uno avente per oggetto le elaborazioni pratico/progettuali svolte in aula. La valutazione finale verrà effettuata tenendo conto prioritariamente (70-80%) della conoscenza e comprensione acquisite nonché delle capacità di applicare queste ultime, e per il restante 20-30% alla dimostrata autonomia di giudizio e alle capacità di apprendimento autonomo. Ciascuno di questi aspetti verrà valutato sui 3 argomenti selezionati dal docente al momento della prova d’esame

• R.C. Bailie, J.W. Everett, B.G. Lipták, D.H.F. Liu, F. Mack Rugg, M.S. Switzenbaum, Solid Waste, CRC Press Ed. • La Grega M.D., Buckingham P.L., Evans J.C., Hazardous Waste Management, McGraw-Hill Ed. • Borman G.L., Ragland K.W., Combustion Engineering, McGraw-Hill Ed. • De Nevers N., Air Pollution Control Engineering, McGraw-Hill Ed.

Le modalità di svolgimento del corso prevedono una combinazione di lezioni frontali ed esercitazioni pratiche di tipo numerico o progettuale. La conoscenza e la capacità di comprensione definite negli obiettivi dell’insegnamento vengono sviluppate essenzialmente nell’ambito delle lezioni frontali; la capacità di applicare conoscenza e comprensione viene sviluppata contestualmente nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni pratiche; le capacità trasversali (capacità di apprendimento autonomo) verranno invece sviluppate mediante la predisposizione dell’elaborato tecnico e lo studio individuale.