Sustainable Building Engineering - Ingegneria per l'Edilizia Sostenibile (sede di Rieti)

Stechiometria e cinetica delle reazioni chimiche. Ordine delle reazioni. Reazione di saturazione. Determinazione dell’ordine delle reazioni (metodo integrale e metodo differenziale). Dipendenza della velocità di reazione dalla temperatura. Impostazione dell’equazione generale di bilancio di materia. (10h) I reattori. Reattori isotermi ideali (batch, CFSTR, PFR). Analisi della risposta del CFSTR e del PFR al transitorio ed allo stato stazionario, ad un segnale in ingresso di tipo a gradino e ad impulso. Analisi dei reattori CFSTR e PFR in serie. Effetto del ricircolo sul reattore PFR e sul reattore CFSTR. Confronti. Reattori a volume variabile (equalizzazione; reattori sequenziali discontinui). (20h) Parametri di caratterizzazione del comparto acque. Biochemical Oxygen Demand (BOD) (metodo di Thomas e differenziale). Composti dell’azoto. Chemical Oxygen Demand (COD). Solidi. Composti del fosforo. (10h) Cinetica biologica. Classificazione delle specie microbiche. Tipi di metabolismo. Crescita batterica. Equazioni della cinetica biologica. Reazioni catalizzate da enzima (Equazione di Michaelis-Menten). Velocità e tasso di crescita. Equazione di Monod. Bilanci dei microrganismi e del substrato applicati a: (1) reattore CFSTR a biomassa sospesa senza e con ricircolo (con spurgo dal reattore e dalla linea di ricircolo), (2) reattore PFR a biomassa sospesa con ricircolo, (3) reattore SBR. Tempo medio di residenza cellulare. Tempo minimo di residenza cellulare. Dipendenza dei principali parametri dal tempo medio di residenza cellulare. Tempo di residenza idraulica. Confronto di efficienza fra reattore CFSTR, reattore PFR e reattore SBR. Fattore di carico organico e volumetrico. Richiesta di ossigeno. Processo di nitrificazione. Sludge Volume Index. (30h) Operazioni Unitarie. Sedimentazione di tipo I, II, III e IV. Teoria del flusso solido. Adsorbimento. Scambio ionico. (20h).

Lo studente deve essere in possesso della conoscenza dei principi di chimica, biologica, analisi 1 e 2, fisica, idraulica e costruzioni idrauliche.

P. Sirini, Ingegneria Sanitaria-Ambientale. Principi, teorie e metodi di rappresentazione, McGraw-Hill, Milano. Audiolezioni del corso e diapositive in pdf disponibili sulla pagina di Google classroom.

Il corso si articola in una serie di lezioni teoriche e di lezioni ove si svolgono esercitazioni numeriche sugli argomenti della teoria.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma fortemente consigliata.

La valutazione viene effettuata a mezzo di una prova scritta e di una prova orale, con il voto finale determinato come media delle votazioni ricevute alle due prove. La prova scritta è articolata in una serie di esercizi (da 2 a 4) su argomenti del programma di studio, e del tipo di quelli svolti nelle esercitazioni del corso. Alla prova orale si può accedere solo se la prova scritta ha conseguito una votazione uguale o superiore a 18/30. La prova orale consiste in una o più domande su argomenti del programma di studio.

P. Sirini, Ingegneria Sanitaria-Ambientale. Principi, teorie e metodi di rappresentazione, McGraw-Hill, Milano. J. E. Bailey, D. Ollis, Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw-Hill, Inc., USA. L. D. Benefield, J. F. Judkins, B. L., Weand, Process chemistry for water and wastewater treatment, Prentice Hall, Inc., USA. R. E. Treybal, Mass transfer operations, McGraw-Hill, Inc., USA.

Il corso si articola in una serie di lezioni teoriche e di lezioni ove si svolgono esercitazioni numeriche sugli argomenti della teoria.