Facoltà di Ingegneria. Le attività del Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio a venti anni dall istituzione

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Eduardo Marchesi
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Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Foto della torre di piazzale Tecchio Le attività del Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il

1 Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Foto della torre di piazzale Tecchio Le attività del Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio a venti anni dall istituzione Prof. Ing.. Giuseppe d Antoniod Ing. Luigi Frunzo Giovedì 23 Settembre 2010, ore 12,00 Napoli, Piazzale Tecchio,, Aula Scipione Bobbio

2 La Scuola di Ingegneria Sanitaria-Ambientale dell Università degli Studi di Napoli Federico II è la più antica d Italia, essendo stato attivato proprio nella nostra Facoltà di Ingegneria il primo insegnamento nella specifico settore. L offerta didattica nell ambito dei Corsi di Studio in Ingegneria per l Ambiente riguarda gli insegnamenti di: Ingegneria Sanitaria-Ambientale; Impianti di Trattamento delle Acque; Rifiuti Solidi e Bonifica dei Siti Contaminati; Gestione degli Impianti di Ingegneria Sanitaria-Ambientale; Procedure di Valutazione di Impatto Ambientale; Waste Disposal and Soil Remediation (corso in Inglese).

3 La scuola è da sempre impegnata nella didattica specialistica. Il primo corso di specializzazione risale al L attività è proseguita con diverse diciture fino ad oggi attraverso: 1. il coordinamento del Master di secondo livello in Ingegneria Sanitaria- Ambientale: Ciclo Integrato dei Rifiuti Solidi e Bonifica dei Siti Contaminati istituito annualmente presso il DIGA: (80 Allievi dal 2006); 2. la responsabilità di sede del Dottorato di Ricerca Internazionale Environmental Technology for Contaminated Soil, Sediment and Solid (ETeCoS3); 3. la partecipazione al Dottorato di Ricerca in Ingegneria dei Sistemi Idraulici, di Trasporto e Territoriali, afferente alla Scuola di Dottorato di Ingegneria Civile; 4. la partecipazione al Dottorato di Ricerca in Analisi dei Sistemi Ambientali, organizzato presso il Centro Interdipartimentale di Ricerca Ambientali (CIRAM).

Numerosi sono gli studenti dei Corsi di Studio in Ingegneria per l Ambiente che decidono di svolgere nelle discipline prima indicate il proprio lavoro di tesi, sia di laurea che di laurea

4 Numerosi sono gli studenti dei Corsi di Studio in Ingegneria per l Ambiente che decidono di svolgere nelle discipline prima indicate il proprio lavoro di tesi, sia di laurea che di laurea specialistica (oltre trenta nel solo ultimo anno). Queste ultime, in particolare, sono quasi sempre a carattere sperimentale svolte nel Laboratorio di Analisi e Ricerche Ambientali (LARA).

6 Le attività di ricerca del gruppo riguardano, prevalentemente, il trattamento di matrici ambientali per le quali si rendono necessari interventi volti al miglioramento delle caratteristiche di qualità ovvero alla decontaminazione, essendo state soprattutto incentrate nei campi: 1. DEL TRATTAMENTO DI ACQUE PRIMARIE E DI ACQUE REFLUE; 2. DELLA DECONTAMINAZIONE DI SUOLI E SEDIMENTI; 3. DEL TRATTAMENTO E DELLO SMALTIMENTO DI RIFIUTI SOLIDI.

Per quanto riguarda il primo tema, negli ultimi anni le ricerche sono state in larga misura indirizzate: da un lato, alla verifica delle prestazioni di sistemi di depurazione per via biologica, sia

7 Per quanto riguarda il primo tema, negli ultimi anni le ricerche sono state in larga misura indirizzate: da un lato, alla verifica delle prestazioni di sistemi di depurazione per via biologica, sia tradizionali che innovativi, alimentati con acque reflue urbane (per la rimozione di sostanza organica e composti azotati), industriali (rimozione di composti dello zolfo e di metalli pesanti) e miste; dall altro, all analisi delle cinetiche del processo di disinfezione, e della contestuale formazione di cosiddetti sottoprodotti. Per quanto riguarda i sistemi di depurazione innovativi, si è posta particolare attenzione ai sistemi a membrana (MBR). Sono attualmente in atto ricerche su due impianti sperimentali a membrane cave e membrane piane

9 Per quanto riguarda, le tecniche di risanamento di matrici solide contaminate (suoli e sedimenti), sono state eseguite numerose campagne sperimentali volte alla valutazione dell efficacia, in diverse condizioni operative, di sistemi di lavaggio (washing) per l eliminazione dei metalli e di sistemi biologici (SS-SBR) per la rimozione dei composti organici lentamente biodegradabili. Ulteriori prove, ancora attualmente in corso, riguardano la messa a punto di tecniche per la valutazione della tossicità di taluni elementi e composti presenti nei suoli. Tra gli argomenti più recentemente affrontati nel campo dei rifiuti solidi rientra quello del trattamento biologico, in condizioni anaerobiche, della frazione organica.

10 FASI DELLA DIGESTIONE ANAEROBICA Sostanza organica complessa Carboidrati Proteine Lipidi Amminoacidi Acidi grassi Monosaccaridi disintegrazione idrolisi acidogenesi Acidi organici acetogenesi acetato CH4, CO2 H2,CO2 CH4 metanogenesi

11 DIGESTIONE ANAEROBICA: ENERGIA DAI RIFIUTI

12 Vantaggi della digestione anaerobica - Produzione di biogas; - Economicità della gestione; - Riduzione della produzione della CO 2 ; - Integrazione tra trattamento rifiuti e trattamento acque; - Possibilità di sfruttamento di impianti esistenti.

13 SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UN IMPIANTO DI DIGESTIONE ANAEROBICA

14 Alcune tra le principali attività di ricerca 1. Stima della produzione di metano ottenibile da rifiuti organici di diversa natura e provenienza (prove di bio-metanazione); 2. Ottimizzazione della composizione della miscela da digerire; 3. Messa a punto di modelli matematici per il dimensionamento, la verifica ed il controllo del funzionamento degli impianti; 4. Trattamento delle frazioni residue (liquida e secca) del processo; 5. Messa a punto di configurazioni impiantistiche innovative.

15 Bottiglie di misura Fango + FORSU FORSU Sintetica

16 Test di biometanazione Hanno riguardato diversi substrati organici: 1. FORSU da raccolta differenziata; 2. Rifiuto mercatale; 3. Reflui zootecnici (liquame bufalino, suino ed avicolo); 4. Colture energetiche; 5. Frazioni solide con composizione nota in termini di carboidrati, proteine e lipidi; 6. Miscele dei rifiuti sopra citati

17 MODELLAZIONE MATEMATICA (POTENZIALITÀ) DIMENSIONAMENTO DI NUOVI IMPIANTI DI DIGESTIONE ANAEROBICA VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO DI IMPIANTI ESISTENTI STRUMENTO DI CONTROLLO E GESTIONE DI IMPIANTI ESISTENTI STRUMENTO DI VALUTAZIONE, NEGLI IMPIANTI ESISTENTI, DEGLI EFFETTI CONSEGUENTI A VARIAZIONI DELLE CONDIZIONI OPERATIVE.

0.4 0.7 0.35 0.6 0.3 0.5 [mol] 0.25 0.2 0.15 0.1 Prevalenza carboidrati [mol] 0.4 0.3 0.2 Prevalenza Lipidi 0.05 0.

18 [mol] Prevalenza carboidrati [mol] Prevalenza Lipidi time[d] curva teorica dati sperimentali time[d] curva teorica dati sperimentali Risultati Calibrazione [mol] Percentuali omogenee fl = 0,4 fv = 0,6 K SBK = 0,3 [Kg m -2 d -1 ] time[d] curva teorica dati sperimentali

19 Reattore anaerobico in scala da laboratorio in funzione presso il LARA

20 Impianto di digestione anaerobica sperimentale in scala reale.

21 Impianto di digestione anaerobica a scala reale per la produzione di energia elettrica della potenza nominale di 1MW. Porto Viro (RO)

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