Risposte a domande aperte dei vecchi esami di Ingegneria sanitaria ambientale

INVERNO

In inverno la densità dell’acqua diminuisce per un ulteriore raffreddamento

(densità max è a 4°C sotto i 4°C diminuisce invece che aumentare), ho una

stratificazione inversa. Stato superficiale più freddo e uno strato inferiore +

denso a 4°C. Il ghiaccio rende stabile la stratificazione termica inversa e si

produce così la stratificazione invernale.

In invernotanti nutrienti non usati P aumenta, F, Z e L diminuiscono.

14. Quando si puo' verificare una sovrasaturazione dell'ossigeno?

Durante il giorno, quando la luce solare è abbondante, le piante acquatiche e le

alghe nel lago possono svolgere l'attività fotosintetica in modo molto intenso

(soprattutto durante il bloom primaverile/autunnale). Durante la fotosintesi, le

piante acquatiche e le alghe assorbono anidride carbonica (CO2) dall'acqua e

rilasciano ossigeno (O2) come prodotto di scarto. In condizioni ottimali, questa

produzione di ossigeno può superare il tasso di consumo di ossigeno da parte

degli organismi acquatici, portando a una sovrasaturazione dell'ossigeno

nell'acqua.

15. Definire i trattamenti a membrana per le acque ed elencare i

diversi processi utilizzabili

I trattamenti a membrana per le acque sono processi di purificazione dell'acqua

che sfruttano membrane semipermeabili per separare particelle, soluti e

contaminanti dall'acqua. Questi trattamenti sono ampiamente utilizzati in vari

settori, compresi quelli industriale, municipale e domestico, per produrre acqua

potabile di alta qualità e trattare gli effluenti.

I principali processi di trattamento a membrana per le acque includono:

Osmosi inversa (RO - Reverse Osmosis): In questo processo, l'acqua viene

costretta attraverso una membrana semipermeabile sotto pressione. La

membrana blocca efficacemente i soluti, i contaminanti e le particelle più

grandi, consentendo all'acqua purificata di passare attraverso. È uno dei

metodi più efficaci per rimuovere sali, ioni, contaminanti organici e microbi

dall'acqua.

Ultrafiltrazione (UF): Questo processo utilizza membrane con pori più grandi

rispetto alla osmosi inversa, che consentono di rimuovere particelle, batteri,

virus, colloidi e macromolecole dall'acqua. L'ultrafiltrazione è efficace per la

rimozione di solidi sospesi, coloranti e contaminanti organici, ma non è in grado

di rimuovere completamente i soluti dissolti.

Microfiltrazione (MF): Simile all'ultrafiltrazione, ma con membrane con pori

ancora più grandi. La microfiltrazione è efficace per la rimozione di particelle

sospese, batteri e protozoi, ma non è in grado di rimuovere virus o molecole

più piccole.

Nanofiltrazione (NF): Questo processo utilizza membrane con pori più piccoli

rispetto alla microfiltrazione, ma più grandi rispetto all'osmosi inversa. La

nanofiltrazione è efficace per la rimozione di sali divalenti, metalli pesanti e

contaminanti organici a basso peso molecolare, mantenendo

contemporaneamente una parte significativa degli ioni nella soluzione.

Elettrodialisi (ED): In questo processo, ioni e sali sono rimossi dall'acqua

utilizzando membrane cariche e applicando un campo elettrico. Gli ioni positivi

(cationi) vengono respinti da membrane cariche negativamente (catodi),

mentre gli ioni negativi (anioni) vengono respinti da membrane cariche

positivamente (anodi).

16. Indicare e descrivere i parametri qualitativi e quantitativi dei

rifiuti, necessari per definire le diverse possibilità di smaltimento

dei rifiuti

Caratteristiche quantitative:

-quantità di rifiuti pro capite

Caratteristiche qualitative dei rifiuti:

Parametri fisico-chimici:

1. Umidità: L'umidità si riferisce al contenuto di acqua presente nei rifiuti.

Questo parametro è importante perché influenza i trattamenti in

inceneritore.

2. Sostanza Volatili (SV): Le sostanze volatili sono i componenti dei rifiuti

che possono evaporare a temperatura ambiente. Questo parametro è

utile per valutare il potenziale di emissioni gassose e di odori sgradevoli

provenienti dai rifiuti.

3. Potere calorifico: Il potere calorifico si riferisce alla quantità di calore

prodotta dalla combustione dei rifiuti. Questo parametro è importante per

valutare il potenziale dei rifiuti come fonte di energia tramite

l'incenerimento o altre tecnologie di recupero energetico.

4. Densità: La densità dei rifiuti indica la quantità di massa presente in un

dato volume di rifiuti. Questo parametro è importante per la

progettazione e la gestione delle infrastrutture di stoccaggio e trasporto

dei rifiuti.

5. Capacità di campo: La capacità di campo si riferisce alla capacità dei

rifiuti di trattenere l’acqua

Parametri biologici:

1. Indice respirometrico: L’indice respirometrico è una misura di quanto

ossigeno viene consumato per degradare la sostanza organica. L’IRD è il

risultato della prova respirometrica dinamica che misura il consumo

orario di ossigeno utilizzato per l’ossidazione biochimica dei composti

facilmente biodegradabili contenuti in una matrice organica in condizioni

di insufflazione forzata di aria nel campione. La metodica tende a

riprodurre in laboratorio le condizioni che si verificano nella realtà

impiantistica di trattamento delle matrici organiche e a valutare la

stabilità biologica dei prodotti in base alla loro destinazione d’uso. Più l’IR

è alto più la sostanza è putrescibile

2. Test di fermentazione: Il test di fermentazione è utile per capire

quanto biogas produce il rifiuto.

3. Black Index si tratta di un parametro qualitativo che si ottiene in poche

ore mediante osservazione dell’annerimento di una cartina di acetato di

piombo per precipitazione di solfuri nel corso di un semplice test di

fermentazione. Il test del Black Index è molto economico e può essere

utilizzato come test preliminare per la valutazione della stabilità biologica

di un rifiuto: alti valori del BI sono tipici di rifiuti non biologicamente

stabili; tuttavia, l’incertezza permane nel caso di campioni con basso BI,

dato che il risultato potrebbe dipendere da basso tenore di zolfo e non

dalla effettiva stabilità biologica del campione.

4. Test di cessione: Il test di cessione è un metodo utilizzato per valutare

il potenziale rilascio di sostanze tossiche o contaminanti dai rifiuti.

Questo test viene eseguito immergendo i rifiuti in un liquido estrattore e

misurando la quantità e il tipo di sostanze che si sciolgono nell'estratto.

Questo parametro è importante per valutare il rischio di inquinamento

del suolo, delle acque sotterranee o dell'aria associato ai rifiuti,

soprattutto per i rifiuti pericolosi o contaminati, risulta fondamentale per

capire cosa otterremo poi nel percolato delle discariche.

17. Rappresentare schematicamente le diverse frazioni del COD e

definire il COD

Divisione tra S e Xil campione viene filtrato

Divisione tra biodegradabile e non biodegradabile è necessario un metodo

biologico (biochimico) (ad es. BOD o respirometria).

Xsè lentamente biodegradabile perché essendo particellata ha bisogno di

essere idrolizzata, il 30% viene eliminato durante la sedimentazione primaria.

Xs nel reattore biologico viene idrolizzato e diventa Ss che a sua volta si

trasforma in Xb (anabolismo).

XIviene fermato dalla grigliatura.

Ssvelocemente biodegradabile perché non ha bisogno di essere idrolizzata,

nel reattore biologico viene trasformato in sostanza particellata Xb

(anabolismo).

SIPer un impianto di depurazione il COD è inerte se non viene degradato nel

tempo in cui rimane all'interno dell'impianto. Pertanto, SI passa attraverso il

sistema senza modifiche. SI contribuisce al COD dell'effluente del WWTP. SI ha

come unica via di uscita il flusso dei fanghi di depurazione. Viene quindi

accumulato nell'impianto per un tempo pari al Sludge Retention Time (tempo

del fango) e contribuisce alla formazione della concentrazione di solidi nei

reattori anaerobici (trattamento dei fanghi).

In sed II rimuovo quello che rimane di Xb e Xs.

18. Processo di adsorbimento , descrivere riportando le formule note

processo chimico-fisico in cui le molecole di una sostanza detta adsorbato si

fissano ad una superficie solida porosa, detta adsorbente, concentrandosi

all’interfaccia di separazione tra le fasi coinvolte (fenomeno di superficie), è un

equilibrio dinamico (la quantità adsorbita è uguale a quella desorbita)

L’adsorbimento è di tipo fisico o chimico a seconda del tipo di legame che si

forma tra le molecole adsorbite ed il solido adsorbente:

L’adsorbimento fisico deriva dalla condensazione molecolare dell’adsorbato

nei pori capillari della superficie del solido ed è di tipo reversibile perché dato

dalle forze elettrostatiche (Van der Walls).

L’adsorbimento chimico avviene a causa di legami chimici tra adsorbente ed

adsorbato, per questo motivo è irreversibile.

L’assorbimento fisico non è sito-specifico, ovvero le molecole di adsorbato

possono ricoprire l’intera superficie disponibile, per quello chimico le molecole

si legano in alcuni siti specifici.

La quantità di soluto adsorbito, a temperatura costante, è funzione della

concentrazione del soluto all’equilibrio

isoterma di Freudlich nel trattamento delle acque o nelle

situazioni in cui la soluzione da depurare è molto diluita o ha

molte componenti.

isoterma di Langmuir utilizzato soprattutto per l’adsorbimento in fase gassosa.

19. Completare il bilancio di massa per le unità operative indicate

relative al trattamento dei rifiuti solidi, specificando la destinazione

finale di ogni flusso e, dove necessario, riportando le opportune

ipotesi.

5181 Digestione anaerobica

18.2 Bioessicazione

Esempio:

Ipotesi: frazione organica da raccolta differenziata

20. Definire il BOD e illustrare graficamente il significato del BOD 5

per liquami dalle seguenti caratteristiche e commentare: BOD =

tot

280 mg/L k = 0,1 d-1; k =0,23d-1; k =0,5d-1

e e e

La Domanda Biochimica di Ossigeno (BOD) è un test utilizzato per misurare il

contenuto di composti organici biodegradabili in un'acqua reflua. Si basa sul

fatto che i batteri utilizzano i composti organici biodegradabili come fonte di

cibo (donatore di elettroni) e usano l'ossigeno (O2) in condizioni aerobiche

come accettore finale di elettroni per ossidare i composti organici. L'unità di

misura della BOD è: Poiché per valutare il BOD di un'acqua reflua si utilizza un

processo biolog