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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIAFACOLTA’ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE PER LA TUTELA DELL’AMBIENTE

CORSO INTEGRATO DI RIQUALIFICAZIONE AMBIENTALE – MODULO ASPETTI CHIMICI

ANNO ACCADEMICO 2011 – 2012

ORE: 48

CFU: 6

DOCENTE: FRANCESCO SARDO

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PRESENTAZIONE DEL CORSO

L’ambiente e le matrici ambientali: aria, acqua, suolo, territorio,

flora, fauna e le loro interazioni

L’influenza dell’uomo sull’ambiente: rifiuti, scarichi, emissioni in

atmosfera, uso di sostanze pericolose, rumore, incendi,

modificazioni alle specie animali, all’habitat e alla biodiversità;

sovrappopolazione

Il ciclo delle acque: il problema delle acque potabiliLe acque primarie: principali inquinanti (durezza, nitrati,

inquinamento organico)

I trattamenti di potabilizzazione: filtrazione, adsorbimento,

chiariflocculazione, disinfezione, addolcimento, rimozione Fe e Mn,

dissalazione – O.I.

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Le acque reflue: Tipologia – effetti sull’ambiente – bilancio di ossigeno –

l' eutrofizzazione - cenni sulla normativa europea – caratterizzazione

qualitativa e quantitativa

Le acque reflue: Depurazione delle acque reflue: sistemi di abbattimento

– impianti chimico fisici – recupero acque reflue – determinazioni

analitiche – incertezza di misura

Depurazione delle acque reflue: Trattamenti biologici – crescita

batterica – impianti a fanghi attivi – trattamenti terziari – smaltimento dei

fanghi

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•I rifiuti solidi: Tipologia – effetti sull’ambiente – cenni sulla normativa

europea – modalità di smaltimento – discariche, biogas e percolato –

incenerimento – inertizzazione – recupero – caratterizzazione –

determinazioni analitiche

•Le emissioni in atmosfera: Tipologia – effetti sull’ambiente – cenni

sulla normativa europea – gas ad effetto serra e protocollo di Kyoto –

meccanismo dell’ Emission Trading – sistemi di abbattimento –

determinazioni analitiche


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L’utilizzo di sostanze pericolose: tipologia – quantificazione della

tossicità – tossicità dei metalli pesanti - i siti inquinati – prevenzione

(nelle attività produttive e nei trasporti) - bonifica

Esercitazioni e visita impianti

Qualità del dato: metodi standard, incertezza di misura e taratura

degli strumenti

6

SVILUPPO SOSTENIBILE:

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SVILUPPO SOSTENIBILE:Uno sviluppo economico che non condizioni lo sviluppo e le scelte delle generazioni successive in termini di:- Qualità dell’ambiente- Disponibilità di risorse(Dichiarazione di Rio, 1992)

L’ambiente ci è dato in uso,

non è una nostra proprietà.

Dovremo lasciarlo ai nostri

figli

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LE MATRICI AMBIENTALI

• Aria (atmosfera, stratosfera, strato di ozono)• Acqua (corsi d’acqua, falde sotterranee, mare)• Suolo (siti inquinati)• Territorio (rifiuti, urbanizzazione, disboscamento,

coltivazioni)• Flora, fauna e loro interazioni (depauperamento,

riduzione della biodiversità)

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PER OGNI MATRICE AMBIENTALE VERRANNO VISTI:

• Aspetti chimici dell’inquinamento• Inquinanti ed effetti dell’inquinamento• Normativa comunitaria e nazionale• Tecniche di prevenzione, disinquinamento, recupero• Determinazione analitica e monitoraggio del livello di

inquinamento – “caratterizzazione”

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INFLUENZA DELL’UOMO SULL’AMBIENTE - IMPATTI

• Rifiuti• Emissioni in atmosfera• Scarichi liquidi• Uso di sostanze pericolose

Sovrappopolazione e sviluppo industriale – in conseguenza:

(impatti “chimici”)

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INFLUENZA DELL’UOMO SULL’AMBIENTE - IMPATTI

• Rumore• Incendi• Modificazioni dell’habitat: urbanizzazione,

disboscamento, colture• Modificazioni alle specie animali e alla biodiversità

Sovrappopolazione e sviluppo industriale – in conseguenza:

(impatti “non chimici”)

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I RIFIUTI SOLIDI

Definizione

D. Lgs 152/06 – parte IV

Tipologie: urbani, assimilati, speciali, speciali pericolosi

Il codice CER

Le voci a specchio

La definizione di “pericoloso”

Effetti sull’ambiente

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7%13%

27%14%4%

8%

27%

tessili e legno

sottovaglio

mater cellulosici

mater plastici

metalli

vetro e inerti

organico e varie

acqua ≅ 30%

incombustibili ≅ 30%

combustibili ≅ 40%

PCI 2000 - 2500 Kcal/kg

composizione merceologica RSU in Italia

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I RIFIUTI SOLIDI

Cenni sulla normativa

• La caratterizzazione (attribuzione del codice, v. avanti)

•Registri di c/s – Formulari

•Autorizzazione trasportatori e smaltitori

•Modalità di smaltimento (recupero, discariche,

incenerimento)

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I RIFIUTI SOLIDI

Caratterizzazione

• Attribuzione del codice CER (v. avanti)

• Attribuzione della qualità di “pericoloso” (all.to alla parte IV del

T.U. e scheda rifiuto)

•Ammissibilità in discarica (DM 27.09.2010)

•Modalità di analisi – eluato (DM 27.09.2010)

•Esempi

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I RIFIUTI SOLIDI

01 00 00 Rifiuti derivanti da prospezione, estrazione da miniera o cava, nonché dal trattamento

fisico o chimico di minerali

02 00 00 Rifiuti prodotti da agricoltura, orticoltura, acquacoltura, selvicoltura, caccia e pesca,

trattamento e preparazione di alimenti

03 00 00 Rifiuti della lavorazione del legno e della produzione di pannelli, mobili, polpa, carta e

cartone

04 00 00 Rifiuti della lavorazione di pelli e pellicce e dell'industria tessile

05 00 00 Rifiuti della raffinazione del petrolio, purificazione del gas naturale e trattamento pirolitico

del carbone

06 00 00 Rifiuti dei processi chimici inorganici

07 00 00 Rifiuti dei processi chimici organici

08 00 00 Rifiuti della produzione, formulazione, fornitura ed uso di rivestimenti (pitture, vernici e

smalti vetrati), adesivi, sigillanti, e inchiostri per stampa

09 00 00 Rifiuti dell'industria fotografica

10 00 00 Rifiuti provenienti da processi termici

11 00 00 Rifiuti provenienti dal trattamento chimico superficiale e dal rivestimento di metalli ed altri

materiali; idrometallurgia non ferrosa

12 00 00 Rifiuti prodotti dalla lavorazione e dal trattamento fisico e meccanico superficiale di

metalli e plastiche

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I RIFIUTI SOLIDI

13 00 00 Oli esauriti e residui di combustibili liquidi (tranne oli commestibili, 05 00 00 e

12 00 00)

14 00 00 Solventi organici, refrigeranti e propellenti di scarto (tranne le voci 07 00 00 e

08 00 00)

15 00 00 Rifiuti di imballaggio; assorbenti; stracci, materiali filtranti e indumenti protettivi

(non specificati altrimenti)

16 00 00 Rifiuti non specificati altrimenti nell'elenco

17 00 00 Rifiuti delle operazioni di costruzione e demolizione (compreso il terreno

proveniente da siti contaminati)

18 00 00 Rifiuti prodotti dal settore sanitario e veterinario o da attività di ricerca collegate

(tranne i rifiuti di cucina e di ristorazione che non derivino direttamente da trattamento

terapeutico)

19 00 00 Rifiuti prodotti da impianti di trattamento rifiuti, impianti di trattamento delle

acque reflue fuori sito, nonché dalla potabilizzazione dell'acqua e dalla sua preparazione

per uso industriale

20 00 00 Rifiuti urbani (rifiuti domestici e assimilabili prodotti da attività commerciali e

industriali nonché dalle istituzioni) inclusi i rifiuti della raccolta differenziata

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I RIFIUTI PERICOLOSI

- punto di infiammabilità < o = 55 °C,

- una o più sostanze classificate[**] come molto tossiche in concentrazione totale > o = 0,1%,

- una o più sostanze classificate come tossiche in concentrazione totale > o = 3%,

- una o più sostanze classificate come nocive in concentrazione totale > o = 25%,

- una o più sostanze corrosive classificate come R35 in concentrazione totale > o = 1%,

- una o più sostanze corrosive classificate come R34 in concentrazione totale > o = 5%,

- una o più sostanze irritanti classificate come R41 in concentrazione totale > o = 10%,

- una o più sostanze irritanti classificate come R36, R37, R38 in concentrazione totale > o = 20%,

- una sostanza riconosciuta come cancerogena (categorie 1 o 2) in concentrazione > o = 0,1%,

- una sostanza riconosciuta come cancerogena (categoria 3) in concentrazione > o = 1%,

- una sostanza riconosciuta come tossica per il ciclo riproduttivo (categorie 1 o 2) classificata

come R60 o R61 in concentrazione > o = 0,5%,

- una sostanza riconosciuta come tossica per il ciclo riproduttivo (categoria 3) classificata come

R62 o R63 in concentrazione > o = 5%,

- una sostanza riconosciuta mutagena (categoria 1 o 2) classificata come R46 in concentrazione >

o = 0,1%,

- una sostanza riconosciuta mutagena (categoria 3) classificata come R40 in concentrazione > o =

1%.

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struttura dei codici CER

00 00 00

classe di attivitàsottoclasse

tipologia rifiutoesempio

lavorazione pelli, pellicce e industria tessilelavorazione pelli e pellicce

carniccio, frammenti calce

04 01 01

IL CODICE CER

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la discarica

accumulo di rifiuti in un luogo prescelto che comporta la degradazione degli stessi rifiuti ad opera degli agenti naturali

dimensioni minime abitanti comprensorio 50.000 abitantivolume utile minimo 1.000.000 mcdurata minima esercizio 10 anni

emissionibiogas (55 - 60 % vol. CH4 resto CO2, N2,NH3, H2S)percolato (inizialmente COD 18.000 mg/l - BOD5 10.000 mg/l - pH 6)

DISCARICA

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I RIFIUTI SOLIDI

Discariche

• Struttura di una discarica

• Biogas – captazione e riutilizzo a fini energetici

•Percolato – captazione e smaltimento

•Caratteristiche chimiche del biogas e del percolato

•Gestione “post mortem”

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23

24

25

I RIFIUTI SOLIDICOMPOSIZIONE MEDIA DEL PERCOLATO DI DISCARICA

26

I RIFIUTI SOLIDICOMPOSIZIONE MEDIA DEL BIOGAS DI DISCARICA

27

28

29

30

I RIFIUTI SOLIDI

Incenerimento

• Rifiuti ammessi all’incenerimento (DIRETTIVA 2000/76/CE del 4/12/2000)

• Modalità di incenerimento (T°)

•Ceneri e fumi

•Monitoraggio in continuo

•Recupero energetico

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l’incenerimento

combustione: processo di ossidazione di sostanze contenenti C, Hcondotto per ottenere energia termica

combustibile + comburente

gas di combustione + calore

parametri di controllo: 3T

tempi di contatto - temperature -turbolenza

32

33

34

35

tipologie di forni

a griglia– i più diffusi per RSU

a tamburo rotante– flessibilità di utilizzo (rifiuti solidi, liquidi, fusti)– combustione non efficiente

a letto fluido– poco sperimentati per RSU– rammollimento delle ceneri

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I RIFIUTI SOLIDI

Inertizzazione

• Rifiuti inertizzabili

• Modalità di inertizzazione

•Verifica dell’inertizzazione

•Recapito finale

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I RIFIUTI SOLIDI

Recupero

• Rifiuti recuperabili: specifiche tecniche del rifiuto e del

prodotto – Il DM 5.2.98

•Raccolta differenziata

• Modalità di recupero per carta, plastica, vetro, oli minerali e

alimentari, metalli, accumulatori al piombo, umido

•Compostaggio (v. avanti)

•Modalità amministrative del recupero (autorizzazione,

ingresso come rifiuto, uscita come MPS)

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il compostaggio

processo biologico di decomposizione e stabilizzazione aerobica delle sostanze organiche presenti nei materiali di scarto originari, finalizzato all’ottenimento di un prodotto finale riutilizzabile (“compost”)

I fase (termofila): batteri aerobi (temperature 50 - 60°C)II fase: lenta maturazione (90 - 120 giorni)

•SOSTANZE FERMENTABILI (CONCIME, FANGHI DI DEPURAZIONE,

FRAZIONE UMIDA DEI RIFIUTI URBANI)

•MATERIALE DI SUPPORTO (POTATURA, SFALCIO)

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40

LE EMISSIONI IN ATMOSFERA

Tipologia

• polveri

•sostanze inorganiche (es: SOx , NOx, HCl, etc)

• sostanze organiche (e caso particolare dei solventi)

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Origine

• Combustione

•Processi chimici

•Lavorazioni industriali (es: mulini, frantumazione inerti)

Effetti sull’ambiente

•Polveri e smog nell’aria

•Piogge acide

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Effetto serra

• Surriscaldamento globale

•Gas ad effetto serra: CO2, CH4, SF6, Freon

•Protocollo di Kyoto (+ accordi di Copenaghen)

•Meccanismo dell’Emission Trading

•Comitato, quote, comunicazione annuale e verifiche

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Normativa

• D. Lgs 152/2006

Limiti

• All.ti alla parte V – Es: vedi acetone

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•PORTATA, Nmc/h

•CONCENTRAZIONE: mg/Nmc (polveri), ppm (gas)

•FLUSSO DI MASSA: C x Q = gr/h

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SISTEMI DI ABBATTIMENTO

PARTE I: RIMOZIONE DELLE POLVERI

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CICLONI

CICLONI SEPARATORI

47

FILTRI PIANI

FILTRI PIANI

48

FILTRI A MANICHE/TASCHE

49

FILTRI ELETTROSTATICI

50


51


52


PARTE II: ABBATTIMENTO DI GAS E VAPORI

53

POST COMBUSTORI

POSTCOMBUSTORI

54

ASSORBIMENTO

55

ASSORBIMENTO

56

ADSORBIMENTO

ADSORBIMENTO

57

ADSORBIMENTO

58

SOSTANZE DANNOSE PER LO STRATO DI OZONO

• L. 549/93

• REGOLAM. CE 2037 E 2038/00

• DM 3/10/01

• DM 20/09/02

• DISMISSIONE?

• RABOCCO?

• DPR n. 147 15/2/06: SORVEGLIANZA SULLE FUGHE DI FREON

IDROCARBURI ALOGENATI

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Determinazioni analitiche

• Campionamento

•Determinazione delle polveri

•Determinazione degli inquinanti gassosi e dei solventi

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QUALITA’ DELL’ACQUA

• Durezza – Conducibilità - pH

• Sostanze inquinanti (chimiche e biologiche)

• Il problema dei nitrati – origine e limiti

• Potabilizzazione (addolcimento a calce soda e a resine,

filtrazione, adsorbimento, chiariflocculazione, rimozione

di Fe e Mn, osmosi inversa, disinfezione con cloro,

ossigeno nascente e UV)

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• D. Lgs n. 31 del 2 febbraio 2001

CARATTERISTICHE DELL’ACQUA PER USO UMANO

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• REFLUI DOMESTICI

• REFLUI INDUSTRIALI

• USO DI NITRATI IN AGRICOLTURA

PRINCIPALI FONTI DI INQUINAMENTO

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• DUREZZA: contenuto in Ca e Mg espresso come CaCO3

• 10 ppm CaCO3 = 1 °F

• effetti: incrostazioni

• CONDUCIBILITA’: capacità di condurre la corrente elettrica – in microSiemens/cm (µS/cm)• Proporzionale al contenuto salino TDS – 1000 µS/cm corrispondono all’incirca a 700 ppm TDS

• pH: - Log(H+); dipende da contenuto salino e CO2 disciolta. Acqua corrosiva o incrostante

DUREZZA – CONDUCIBILITA’ - pH

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• BOD5, NH3, Solidi sospesi

• nitrati, solfati, cloruri

• Metalli pesanti

• Fe, Mn, H2S

SOSTANZE INQUINANTI (CHIMICHE E BIOLOGICHE)

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• Sostituzione di Ca e Mg con Na

• mediante trattamento calce/soda

• mediante resine scambiatrici ioniche

ADDOLCIMENTO

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• Filtri a silice o a diatomee

• Filtri a gravità e a pressione

• Filtri a carbone attivo (rimozione cloro, odori, sapori, sost.

organiche

• Velocità di filtrazione

• Rigenerazione/controlavaggio

FILTRAZIONE E ADSORBIMENTO

67

QUALITA’ DELL’ACQUAFILTRAZIONE E ADSORBIMENTO

68


• dosaggio di coagulanti/flocculanti

• Ca(OH)2, AlCl3, Al2(SO4)3, FeCl3, FeSO4

• coadiuvanti di flocculazione (Polielettrolita)

• Sedimentatori – scarico dei fanghi

• Velocità ascensionale

CHIARIFLOCCULAZIONE

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• Ossidazione con aria, KMnO4, H2O2, NaClO

• Fe2+ Fe3+

• Fe(OH)3 insolubile gelatinoso rossastro

• Filtrazione

RIMOZIONE DI Fe E Mn

70


• Osmosi: tendenza al passaggio di solvente da una soluzione meno concentrata ad una più concentrata. Genera pressione

• applicando una pressione superiore in direzione opposta, il solvente passa dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata

• membrane semipermeabili: filtrazione tangenziale

• pompe ad alta pressione

• pretrattamenti

• formazione di salamoia

• incrostazioni: trattamenti periodici

OSMOSI INVERSA

71

QUALITA’ DELL’ACQUAOSMOSI INVERSA

72

QUALITA’ DELL’ACQUAOSMOSI INVERSA

73


• CON CLORO (NaClO, Cl2, Cl02)

• CON RAGGI ULTRAVIOLETTI

• CON OSSIGENO NASCENTE (acido peracetico)

• Tempo di contatto

DISINFEZIONE

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LE ACQUE REFLUE

Tipologia

• Acque reflue domestiche e urbane

•Caratteristiche chimiche

•Acque reflue industriali

•Caratteristiche chimiche

•Esempi

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TIPICA ANALISI DI ACQUA DI SCARICO DOMESTICA

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IL BOD5

77

IL BOD5

•SIGNIFICATO BIOCHIMICO

•IL BOD20

IL COD

•SIGNIFICATO BIOCHIMICO

•METODICA

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TIPICA ANALISI DI ACQUA DI SCARICO INDUSTRIALE

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ANALISI DEI REFLUI

1,5 < COD/BOD < 2 (circa 1,8 per liquami total mente biodegradabili)

COD/BOD > 2 esistenza di una frazione non biodegra dabile

COD/BOD > 2,5 sconsigliabile il trattamento biolog ico

N-NH4

N-NO2 significatoN-NO3

METODOLOGIE: IRSA CNR (V. AVANTI)

TARATURA STRUMENTI: con campioni certificati

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L’EUTROFIZZAZIONE

•PER EFFETTO DEI NITRATI

•PER EFFETTO DEI FOSFATI

•RIMOZIONE DEI NITRATI: V. AVANTI

•RIMOZIONE DEI FOSFATI: V. AVANTI

•EFFETTI DELLA FERMENTAZIONE:

SOTTRAZIONE DI OSSIGENO

81

PORTATA MEDIA E PORTATA DI PUNTA

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ANDAMENTO GIORNALIERO

83

ESEMPIO PER 10.000 ABITANTI• Qg = 0,20 mc x 10.000 = 2000 mc al giorno

• Q24 =2000/24 = 83 mc/h• Qc = 2,6 x Q24 = 217 mc/h

• bilanciamento?

PORTATE DI SCARICO

84

LIMITI DI LEGGE

•D. Lgs. 152/2006 parte III

•Allegato, tab 3 (scarichi industriali)

•Limiti per acque reflue urbane:

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RIMOZIONE INQUINANTI DALLE ACQUE REFLUE

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Rischio inquinamento suolo e falde

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FOSSA IMHOFF E POZZO ASSORBENTE

88

CRESCITA BATTERICA

dN/dt = µµµµ N – KdN

(equazione logistica senza limiti di risorse) (µµµµ = coefficiente di crescita, Kd coeff. di scomparsa)

integrando:

N=No.e t(µµµµ -Kd)

10

60

110

160

210

260

310

360

410

460

510

0 5 10 15 20 25

Diff. finite

Calcolo analitico

89

CRESCITA BATTERICA

IN CASO DI SUBSTRATO LIMITATO:

dN/dt = aN – bN2

10

110

210

310

410

510

610

0 5 10 15 20 25

90

CARICO DEL FANGO

Cf = KgBOD/SS.giorno

Cf > 0,1: crescita illimitata (impianti ad alto carico)

Cf < 0,1: substrato limitato (starvation) (impianti a basso carico)

91

CARICO DEL FANGO

92

Fanghi attivi

93

Fanghi attivi

94

DIAGRAMMA DI FLUSSO

95

Depuratore monoblocco - sezione

96

Depuratore monoblocco - pianta

97

Vasca di ossidazione

98

Filtro percolatore tradizionale

99

Biofiltro “High rate”

100

Biorulli

101

Biorulli

102

Sedimentatore rettangolare

103

Sedimentatore circolare

104

Sludge blanket

105

Fanghi attivi

106

Fanghi attivi

107

Caratteristiche e sedimentabilità dei fanghi attivi

INDICE DI VOLUME (SVI): 1/d = V/SS (cc/grammo) (dopo 30 minuti di sedimentazione in cilindro)

INDICE DI VOLUME DILUITO (DSVI): idem, ma normalizzato, con volume finale dei fanghi di 200 cc

Molto più significativo, perchè la velocità di sedimentazione dei fanghi dipende dalla concentrazione (V = V0 e -n.SS)

FLUSSO SOLIDO: SS(Qin + Qr) / A (KgSS/mq.h)

Il flusso solido massimo applicabile al sedimentatore non è un valore assoluto (6 - 8 Kg/mq.h) ma un valore che non può superare quello sopportabile dal sedimentatore stesso.

FSapp < FS lim

dove FSlim = V.SS + U.SSr(V = velocità di sedimentazione, SS = concentrazione dei fanghi in ossidaz., U velocità di richiamo dal fondo Qr/A, e SSr = concentr az. di fanghi nel ricircolo)

108

Curve di sedimentazione

109

Alterazioni dei fanghi attivi

BULKING (vedi)

RISING (denitrificazione)

PIN POINT (deflocculation)

FOAMING (Nocardia e altro)

110

Fanghi attivi alterati per

bulking

111

NITRIFICAZIONE:2 NH3 + 3 O2 = (nitrosomonas) 2 NO2- + 2H+ + 2 H2O2 NO2- + O2 = (nitrobacter) 2 NO3-

DENITRIFICAZIONE:2 NO3- = 3 O2 + N2 + 2 e-

112

DEFOSFATAZIONE:2 PO43- + 3 Ca++ = Ca3(PO4)2

113

DEFOSFATAZIONE:con pretrattamento anaerobico

114

Disinfezione (NaClO - CH3COOOH)

115

Depuratore prefabbricato per scarichi industriali

116

117

118

TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI

•PRECIPITAZIONE (PER FORMAZIONE DI UN PRODOTTO

INSOLUBILE)

•OSSIDO-RIDUZIONE

•FLOCCULAZIONE

1. PRECIPITAZIONE:

es: Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 + 3 CaSO4

119

2. OSSIDO-RIDUZIONE

OSSIDANTI:

•H2O2

•NaClO

•es: ossidazione di Fe e Mn

RIDUCENTI:

•NaHSO3

•FeSO4

•es: riduzione di Cr VI a Cr III

120

3. FLOCCULAZIONE

FLOCCULANTI:

•Ca(OH)2

•AlCl3

•Al2(SO4)3

•FeCl3

COADIUVANTI DI FLOCCULAZIONE:

•POLIELETTROLITA

121

DEPURATORE CHIMICO-FISICO

122

Depuratore prefabbricato di tipo chimico-fisico

123

Trattamento scarichi

industriali: industria

alimentare(estrazione succhi di agrumi)

124

Trattamento scarichi industriali: industria alimentare(estrazione succhi di agrumi)

125

IL TRATTAMENTO DEI FANGHI

•ISPESSIMENTO

•CONDIZIONAMENTO

•DISIDRATAZIONE SUI LETTI

•DISIDRATAZIONE CON CENTRIFUGHE

•DISIDRATAZIONE CON FILTRO PRESSA

•DISIDRATAZIONE CON FILTRO A NASTRO

•SMALTIMENTO FINALE

126

Stazione di trattamento fanghi

127

Ispessimento dei fanghi

128

Digestione anaerobica dei fanghi

129

Digestore anaerobico primario

130

Letti di essiccamento

131

Estrattore centrifugo

132

Filtropressa a nastro

133

Filtropressa tradizionale

134

IMPIANTI DI RECUPERO TOTALE

TRATTAMENTI TERZIARI:

•FILTRAZIONE

•DISINFEZIONE

•OSMOSI INVERSA

135

Trattamento scarichi industriali: recupero e riutilizzo

136

Trattamento scarichi industriali: recupero e riutilizzo con osmosi inversa “heavy duty”

137

L’UTILIZZO DI SOSTANZE PERICOLOSE

•DEFINIZIONE DI SOSTANZA PERICOLOSA: D.LGS. 52/97 E

D.LGS. 65/03

•ESEMPI: ACIDI, BASI, OSSIDANTI E RIDUCENTI FORTI, OLI,

SOSTANZE TOSSICHE

•FORMAZIONE DI UN SITO INQUINATO

•PREVENZIONE DURANTE IL TRASPORTO: NORMATIVA ADR,

OBBLIGO TREMCARD

•PREVENZIONE DURANTE IL DEPOSITO E L’UTILIZZO: BACINI

DI CONTENIMENTO - LE SCHEDE DI SICUREZZA - ESEMPI

138

CASI PARTICOLARI DI SOSTANZE PERICOLOSE

• PESTICIDI

•DIOSSINE

•PCB/PCT

•IDROCARBURI POLICICLICI AROMATICI

139

•NORMATIVA: D. Lgs. 152/06 parte IV titolo V e allegati

I SITI INQUINATI

• INDAGINE PRELIMINARE PER VERIFICA SUPERAM. LIMITI (CSC, CONCENTRAZIONI SOGLIE DI CONTAMINAZIONE): ALL.TO V ALLA PARTE IV

• COMUNICAZIONE (ENTRO 24 ORE)• MESSA IN SICUREZZA

• PIANO DI CARATTERIZZAZIONE (All.to II alla parte IV)• SE SI SUPERANO LE CSR (CONCENTRAZIONI SOGLIE DI

RISCHIO), PRESENTAZ. PROGETTO OPERATIVO• AUTORIZZAZIONE REGIONALE• INTERVENTI

140

BONIFICA DEI SITI INQUINATI

PRINCIPALI TECNICHE DI BONIFICA:

•Trincee drenanti ed eventualmente filtranti

•Sistemi di ventilazione del sottosuolo e degli acquiferi ed estrazione dei

vapori

•Rimozione dei terreni inquinati e trasporto a discarica

•Bonifica biologica mediante inoculazione di Organismi Geneticamente

Modificati

•Pozzi di emungimento con pompaggio, trattamento (filtrazione,

trattamento chimico o estrazione) e reimmissione

141

DETERMINAZIONI ANALITICHE SUGLI SCARICHI

•METODICHE STANDARD IRSA (Istituto di Ricerca sulle Acque CNR)

METODO A1 – Metodo di ossidazione per via umida e determinazione mediante

spettrometria di assorbimento atomico a vapori freddi (CV-AAS)

1. Principio del metodo

Il metodo si avvale di una ossidazione chimica per via umida, che trasforma tutto il mercurio

a mercurio (II), seguita da una riduzione a mercurio metallico. Il mercurio elementare,

vaporizzato in un sistema a circolazione chiusa, attraversa una cella collocata lungo il

cammino ottico dello spettrofotometro di assorbimento atomico e viene determinato alla

lunghezza d’onda di 253,7 nm......

142

DETERMINAZIONI ANALITICHE SUGLI SCARICHI

METODICHE STANDARD IRSA (Istituto di Ricerca sulle Acque CNR)

PRINCIPALI METODI DI ANALISI:

•SPETTROFOTOMETRIA (OTTICA, UV, IR) – ASSORBIMENTO

ATOMICO

•GASCROMATOGRAFIA

•CROMATOGRAFIA IONICA

•SPETTROMETRIA DI MASSA

•SPETTROMETRIA OTTICA AD EMISSIONE (FORNETTO DI

GRAFITE)

•TITOLAZIONE

143

QUALITA’ DEL DATO, INCERTEZZA DELLE MISURE

E TARATURA DEGLI STRUMENTI

144

Misure ripetute: sempre diverse

• Tutte intorno ad un valore medio, più frequente;

• Valori tanto meno frequenti quanto più lontani dalla media

• Perché? Molte variabili casuali che agiscono

con la stessa probabilità in più o in meno

145

Esempio: quinconce o «bean table»

http://www.jcu.edu/math/isep/Quincunx/Quincunx.html

Perché maggiore probabilità al centro? Perchéci sono più strade per arrivarci

146

INCERTEZZE DI CATEGORIA “A”

147

CAMPIONAMENTI E CLASSI

148

CAMPIONAMENTI E CLASSI

149

x : E’ UNA STIMA DI µ (media di un numero

infinito di misure)

•INDICATORI DI POSIZIONE

150

•SCARTO TIPO (O DEVIAZIONE STANDARD) DI

UNA SERIE DI MISURE

•σx: E’ UNA STIMA DI σ (scarto tipo della popolazione, ovvero

su un numero infinito di misure)

•QUANTIFICA L’INCERTEZZA DELLA SINGOLA MISURA

•INDICATORI DI DISPERSIONE

σx

151

DISTRIBUZIONE NORMALE O GAUSSIANA

152

ex

xf2

2

1 )(2

1)( σ

µ

πσ

−= −

153

SE INVECE ESTRAIAMO UN CAMPIONE DI AMPIEZZA n DA

UNA POPOLAZIONE INFINITA (ES: 9 PROVE RIPETUTE DI UN

‘ANALISI) LO SCARTO TIPO DELLA MEDIA DEL CAMPIONE

SARA’:

ESSO QUANTIFICA L’INCERTEZZA CON CUI x STIMA µ,

ED E’ TANTO MINORE QUANTO MAGGIORE E’ IL NUMERO

DELLE MISURE

154

INCERTEZZA DI MISURA• PARAMETRO ASSOCIATO AD UNA MISURA CHE

ESPRIME LA DISPERSIONE DEI VALORI RAGIONEVOLMENTE (=PROBABILISTICAMENTE) ATTRIBUIBILI AL MISURANDO

• MOLTO ELEVATA NELLE MISURE ANALITICHE (ANCHE SUPERIORE AL 20%)

INCERTEZZA DI MISURA

155

•OCCORRE RICORDARE CHE PER CONVENZIONE SI

ASSUME COME “VALORE VERO” DEL MISURANDO LA MEDIA SU UN NUMERO INFINITO DI MISURE, µ

156

METODI STANDARDIZZATI (ES: IRSA)

157

INCERTEZZE DI CATEGORIA A E DI CATEGORIA B

• QUALI INCERTEZZE SONO VALUTABILI MEDIANTE MISURE DI RIPETIBILITA’ E QUALI NO?

• TARATURA BILANCIA, TARATURA STRUMENTO, TARATURA VETRERIA E RECUPERO SONO DI CAT.B

INCERTEZZE DI CATEGORIA A

Valutazioni derivanti da elaborazione statistica (direttamente in laboratorio) di una serie di misurazioni ripetute in condizioni controllateINCERTEZZE DI CATEGORIA B

Le valutazioni di incertezza effettuate in modo diverso da quello basato su serie di osservazioni ripetute, si definiscono di categoria B

158

INCERTEZZE NELLE MISURE ANALITICHE

• CAMPIONAMENTO• CONSERVAZIONE CAMPIONI• RECUPERO• PUREZZA DEI REAGENTI• TARATURA STRUMENTAZIONE (ES.

BILANCIA, SPETTROFOTOMETRO)• MR/MCR• DILUIZIONE / VETRERIA• SOFTWARE

INCERTEZZE DI CATEGORIA “B”

159

PRINCIPI DI BASE

• LA GESTIONE AMBIENTALE E’ BASATA SULLE MISURE• NESSUNA MISURA PERMETTE DI CONOSCERE IL VALORE

“VERO” DI UNA GRANDEZZA• LA MISURA PUO’ CONSIDERARSI UN CAMPIONAMENTO DA

UNA POPOLAZIONE INFINITA• LA STATISTICA CI PERMETTE DI “INFERIRE” (DEDURRE)

INFORMAZIONI SULLA POPOLAZIONE DAI DATI DI UN CAMPIONE

• COME VALORE “VERO” SI ASSUME QUELLO PIU’ PROBABILE, CIOE’ LA MEDIA DI PIU’ MISURE

• L’UNICA COSA CERTA E’ L’INCERTEZZA

PRINCIPI DI BASE

160

PRINCIPI DI BASE

• TARATURA: CONFRONTO CON UNO STANDARD O CON UNO STRUMENTO DI MAGGIORE ACCURATEZZA

• CALIBRAZIONE: REGOLAZIONE DELLO STRUMENTO SULLA BASE DEL CONFRONTO DI CUI SOPRA

• CAMPIONE PRIMARIO• CATENA METROLOGICA• NON APPLICABILE NELLE MISURE CHIMICHE E BIOLOGICHE

TARTURA DEGLI STRUMENTI

161

RETTA DI TARATURA DI UNO SPETTROFOTOMETRO

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 5 10 15 20 25 30

concentrazione MR, ppm

asso

rban

za

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