Biblioteca Mario Rostoni

 
 

Ingegneria sanitaria ambientale

Biblioteca M. Rostoni

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Ingegneria sanitaria ambientale

: processi e impianti / Massimo Raboni, Vincenzo Torretta, Giordano Urbini. - [Palermo] : Flaccovio, 2015. - 876 p. ; 24 cm. - ISBN 978-88-579-0352-1.

il volume tratta gli argomenti centrali dell’ingegneria sanitaria-ambientale (acqua, rifiuti e aria) con un approccio rivolto alla descrizione dei processi e ai criteri di calcolo. Come tale, ha un carattere tecnico-scientifico e progettuale, ma sviluppato con la necessaria gradualità al fine di renderlo facilmente comprensibile anche a studenti e giovani ingegneri.

Per quanto riguarda il settore dell’acqua si è cercato di caratterizzare le acque da un punto di vista qualitativo e quantitativo per poi trattare i vari processi biologici e chimico-fisici. Ampia attenzione è dedicata al ricicio delle acque e alla prevenzione dei fenomeni di inquinamento dei corpi idrici superficiali.

Nel settore dei rifiuti sono trattati gli argomenti che contribuiscono alla soluzione integrata di recupero/trattamento/smaltimento dei rifiuti urbani. Uno specifico capitolo è stato dedicato al trattamento dei rifiuti industriali.

Nel settore aria la trattazione parte dall’analisi degli inquinanti e dei relativi effetti sull’uomo e sull’ambiente fino a rappresentare i diversi processi oggi disponibili per il trattamento delle emissioni.

È stata cura degli Autori sviluppare i vari argomenti ponendo attenzione al vigente assetto normativo nazionale e internazionale.

 

SOMMARIO

Parte Prima
Acqua
Introduzione. L'acqua (la risorsa vitale e fattore di crisi27
Capitolo I. Caratteristiche Delle acque
1. Ciclo delle acque e inquinamento31
1.1.1. Ciclo idrologico naturale delle acque31
1.1.2. Modificazioni indotte dalle attività antropiche33
1.2. Caratterizzazione qualitativa delle acque35
1.2.1. Parametri di qualità35
1.2.1. I Parametri fisici e organolettici35
1.2.1.1.1. Solidi totali, sospesi e disciolti35
1.2.1.1.2. Torbidità38
1.2.1.1.3. Colore40
1.2.l.1.4. Odoree sapore40
1.2.1.1.5. Temperatura43
1.2.1.1.6. Conducibilità elettrica specifica43
1.2.1.2. Parametri chimici e biochimici44
1.2.1.2.1. Domanda biologica di ossigeno (BOD)44
1.2.1.2.1.1. Definizione di BOD44
1.2.1.2.1.2. La cinetica nel test del BOD44
1.2.1.2.1.3. Tecniche di misura del BOD46
1.2.1.2.1.4. Inoculo e acclimatamento49
1.2.1.2.2. Domanda chimica di ossigeno (COD)50
1.2.1.2.3. Carbonio organico totale (TOC)51
1.2.1.2.4. Nutrienti52
1.2.1.2.5. Durezza54
1.2.1.2.6. Alcalinità55
1.2.1.2.7. pH56
1.2.1.2.8. Altri composti chimici57
1.2.1.3. Parametri microbiologici58
1.2.1.4. Campionamento delle acque61
1.2.2. Qualità delle acque63
1.2.2.1. Acque naturali e di approvvigionamento63
1.2.2.2. Acque reflue civili64
1.2.2.2.1. Sostanza organica (BOD e COD)64
1.2.2.2.2. Nutrienti (azoto e fosforo)65
1.2.2.2.3. Solidi66
1.2.2.2.4. Altri inquinanti66
1.2.2.2.5. Concentrazioni tipiche67
1.2.2.3. Acque reflue industriali67
1.3. Caratterizzazione quantitativa delle acque70
l.3.1. Acque reflue civili70
1.3.1.1. Portata giornaliera70
1.3.1.2. Portate orarie71
1.3.2. Liquami industriali72
Capitolo 2. Operazioni unitarie e definizione dei processi di trattamento
2.1. Obiettivi della depurazione75
2.2. Operazioni unitarie di trattamento e scelta dci processi di trattamento75
2.2.1. Operazioni unitarie75
2.2.2. Definizione dei processi di trattamento77
Capitolo 3. Trattanienti meccanici preliminari e sollevamento
3.1. Scopo e tipologia dei trattamenti meccanici preliminari81
3.2. Grigliatura/Stacciatura81
3.2.1. Tipologie e caratteristiche81
3.2.2. Dimensionamento85
3.3. Dissabbiatura e disoleatura85
3.3.1. Dissabiatori a canale85
3.3.2. Dissabbiatori a vortice86
3.3.3. Dissabbiatori aerati87
3.4. Equalizzazione-omogeneizzazione88
3.4.1. Obiettivi e campi di impiego88
3.4.2. Sistemi di agitazione-aerazione89
3.4.3. Dimensionamento92
3.5. Sollevamento95
Capitolo 4. Sedimentazione
4.1. Obiettivi della sedimentazione e campi di impiego97
4.2. Sedimentazione isolata97
4.2.1. Teoria97
4.2.2. Criterio di calcolo100
4.3. Sedimentazione flocculenta101
4.4. Sedimentazione dì massa. Teoria del flusso solido102
4.5. Tipologie di sedimentatori105
4.6. Criteri di dimensionamento110
Capitolo 5. Processi biologici per la depurazione: aspetti generali e classificazione
5.1. Cenni di microbiologia e biochimica delle acque113
5.1.1. Ruolo dei microrganismi113
5.1.2. Microrganismi di interesse nei sistemi di trattamento dei liquami114
5.1.3. Biochimica dei batteri117
5.2. Principi generali dei processi biologici118
5.2.1. Degradazione batterica controllata118
5.2.2. Processi aerobici e anaerobici118
5.3. Cinetica delle reazioni biologiche124
5.3.1. Crescita cellulare124
5.3.2. Rimozione del substrato128
5.3.3. Consumo dell'ossigeno in processi aerobici129
5.3.4. Fattori che influenzano la cinetica dei processi biologici129
5.3.4.1. Ambito di validità della cinetica di Monod129
5.3.4.2. Temperatura130
5.3.4.3. Ossigeno disciolto131
5.3.4.4. Carenza di elementi nutritivi132
5.3.4.5. Qualità dell'ambiente chimico-fisico132
5.4. Classificazione generale dei processi di depurazione134
Capitolo 6. Processo biologico a fanghi attivi
6.1. Descrizione del processo137
6.2. Modelli idrodinamici dei reattori139
6.3. Carico del fango e curva teorica di conversione del substrato141
6.3.1. Reattore a miscelazione completa141
6.3.2. Reatore con flusso a pistone146
6.4. Curva di conversione reale e criterio di calcolo del volume del reattore biologico147
6.5. Produzione di fango di supero148
6.6. Consumo di ossigeno150
6.7. Fabbisogno di nutrienti151
6.8. Nitrificazione153
6.8.1. Principi della nitrificazione biologica153
6.8.2. Cinetica della nitrificazione154
6.8.3. Verifica della nitrificazione155
6.8.4. Nitrificazione in impianti a due stadi157
6.8.5. Produzione di biomassa in impianti con nitrificazione157
6.9. Frazione attiva delle SSV158
6.10. Grado di stabilizzazione del fango di supero159
6.11. Dimensionamento del processo160
6.11.1. Calcolo del volume della vasca diossidazione160
6.11.2. Calcolo della portata di ricircolo164
6.11.3. Produzione di fango di supero164
6.11.4. Fornitura di ossigeno165
6.11.4.1. Insuffiazione d'aria mediante diffusori a bolle167
6.11.4.2. Aerazione meccanica mediante turbine superficiali168
6.11.5. Verifica dell'input di potenza169
6.12. Controllo dcl processo169
6.12.1. SVI Sludge volume index170
6.12.2. Attività del fango171
6.12.3. Osservazioni microbiologiche172
6.13. Problemi di esercizio173
6.13.1. Carenza di ossigeno disciolto174
6.13.2. Cattiva sedimentabilità del fango174
6.13.3. Formazione di schiume176
6.13.4. Sovraccarico organico e sovraccarico idraulico176
6.13.5. Shock tossici176
6.13.6. Shock termici177
Capitolo 7. Schemi di impianti completi e varianti dcl processo a fanghi attivi
7.1. Ammissione delle acque di pioggia al trattamento179
7.2. Impianti di depurazione di grande potenzialità181
7.2.1. Schema generale181
7.2.2. Linea liquame182
7.2.3. Linea fanghi183
7.2.3.1. Pre-ispessimento184
7.2.3.2. Digestione anaerobica185
7.2.3.3. Post-ispessimento190
7.2.3.4. Disidratazione meccanica190
7.2,4. Smaltirnento finale dei fanghi193
7.3. Impianti di piccola-media potenzialità193
7.4. Varianti del processo a fanghi attivi195
7.4.1. Impianti a ossigeno puro195
7.4.1.1. Ossigeno puro a confronto con ossigeno atmosferico195
7.4.1.2. Vantaggi e limiti dell'impiego dell'ossigeno puro196
7.4.1.3. Reattori a fanghi attivi con ossigeno puro196
7.4.1.4. Reattori termofili a ossigeno puro197
7.4.2. Impianti con processi biologici a membrana (MBR)198
7.4.3. Processo a fanghi attivi tipo Sequencing Batch Reactor (SIIR)201
7.4.3.1. Processo SBR convenzionale201
7.4.3.2. Reattori biologici aerobici con biomassa granulare (AGSBR)202
7.4.4. Processo deep-shaft203
7.4.5. Processi a fanghi attivi per minimizzare la produzione di fango di supero204
7.5. Emplementazione con trattamenti di affinamento207
Capitolo 8. Processo biologico a fanghi attivi integrato con la rimozione dei nutrienti
8.1. Esigenza di rimozione dei nutrienti209
8.2. Processi di denitrifìcazione210
8.2.1. Rimozione chimica e biologica dell'azoto211
8.2.2. Microbiologia e biochimica della denitrificazione biologica212
8.2.3. Alternative impiantistiche per la denitrificazione biologica215
8.2.4. Fattori limitanti e cinetica della denitrificazione219
8.2.5. Criterio di dimensionamento220
8.2.5.1. Volume del reattore di denitrificazione220
8.2.5.2. Miscelazione221
8.2.5.3. Produzione di fango di supero221
8.2.6. Osservazioni finali221
8.3. Processi di defosfatazione222
8.3.1. Rimozione chimica del fosforo222
8.3.2. Pre-trattamento224
8.3.3. Post-precipitazione225
8.3.4. Trattamento simultaneo226
8.3.5. Rimozione biologica228
Capitolo 9. Impianti biologici a cotture adese
9.1. Processo a letti percolatori233
9.1.1. Principiooperativo233
9.1.2. Tipologie impiantistiche e criterio di dimensionamento237
9.1.2.1. Pcrcolatori tradizionali (a basso carico)239
9.1.2.1.1. Con riempimento di pietrisco239
9.1.2. 1.2. Con riempimento in materiale plastico240
9.1.2.2 Percolatori intensivi (ad alto carico)242
9.2. Biofiltrazione243
9.2.1. Principio di funzionamento243
9.2.2. Schema di processo244
9.2.3. Caratteristiche del mezzo di riempimento245
9.2.4. Lavaggio periodico245
9.2.5. Dimensionamento del letto biofiltrante446
9.2.6. Rimozione nutrienti247
9.2.7. Campi di applicazione248
9.3. Dischi biologici248
9.3.1. Caratteristiche generali248
9.3.2. Processi biologici MRBR (Moving Bed Biofilm Reactors)250
9.3.3. Processi biologici a fango attivo con letto sommerso fisso251
9.4. Letti fluidizzati252
Capitolo 10. Altri processi biologici
10.1. Processi anaerobici di depurazione dei liquami255
10.1.1. Alternative tecnologiche255
10.1.2. Campi di applicazione258
10.2. Processi biologici a doppio stadio258
10.2.1. Doppio stadio a fanghi attivi258
10.2.2. Doppio stadio a letti percolatori259
10.2.3. Doppio stadio misto: percolatore intensivo + fango attivo259
10.2.4. Doppio stadio misto: digestione anaerobica + fango attivo260
10.3. Impianti di depurazione per piccole comunità261
10.3.1. Tipologie di trattamenti261
10.3.2. Fosse settiche262
10.3.3. Vasche Imhoff263
10.3.4. Pozzi perdenti e altri sistemi di dispersione nel sottosuolo264
10.3.5. Stagni biologici265
10.3.5.1. Principi operativi e classificazione265
10.3.5.2. Tipologie di stagni biologici266
10.3.5.3. Produzione ed estrazione del fango268
10.3.5.4. Campi di applicazione268
10.3.6. Fitodepurazione269
10.3.6.1. Principio operativo e classificazione269
10.3.6.2. Criteri di progettazione271
10.3.6.3. Sistemi combinati272
Capitolo 11. Trattamento combinato di liquami urbani e industriali
11.1. Vantaggi del trattamento combinato275
11.2. Accettabilità degli scarichi industriali nella fognatura pubblica276
11.2.1. Criteri generali di accettabilità276
11.2.2. Compatibilità dello scarico con la fognatura277
11.2.3. Compatibilità dello scarico con l'impianto di depurazione279
11.2.4. Compatibilità dello scarico con il corpo idrico ricettore280
11.3. Verifica della trattabilità biologica dei liquami industriali281
11.3.1. Obiettivi e metodi di indagine281
11.3.2. Metodi in discontinuo281
11.3.2.1. Test per la valutazione degli indici di biodegradabilità281
11.3.2.2. Test per la valutazione dell'indice di inibizione285
11.3.2.3. Test per la valutazione degli effetti sull'attività biochimica286
11.3.3. Metodi in continuo (impianto pilota)287
11.3.3.1. Criteri di esercizio dell'esperienza pilota287
11.3.3.2. Considerazioni sulla dimensione dell'impianto pilota289
Capitolo 12. Chiari-flocculazione
12.1. Obiettivo della chiari-flocculazione291
12.2. Principi della coagulazione-flocculazione291
12.2.1. Natura delle particelle colloidali291
12.2.2. Repulsione elettrostatica dei colloidi293
12.2.3. Meccanismi chimico-fisici della coagulazione e flocculazione294
12.3. Processo di chiari-flocculazione e criteri di dimensionamento295
12.4. Reattivi coagulanti e criteri di scelta297
12.4.1. Reattivi commerciali297
12.4.1.1. Coagulazione con soLfato di alluminio297
12.4. 1.2. Coagulazione con sali di ferro298
12.4.1.3. Coagulazione con calce299
12.4.2.Provedijar-test300
12.5. Campi di applicazione301
Capitolo 13. Filtrazione SU mezzo granulare
13.1. Obiettivo della filtrazione305
13.2. Tipologie di filtri e classificazione del mezzo liltrante305
13.2.1. Tipologie di filtri305
13.2.2. Classificazione del mezzo filtrante307
13.2.3. Intasanienlo e controlavaggio dei filtri308
13.3. Criteri di dimensionamento309
13.4. Campi di applicazione310
Capitolo 14. Adsorbimento su carbone attivo
14.1. Obiettivi dell'adsorbirnento su carbone attivo311
14.2. Principi dell'adsorbimento su carbone attivo311
14.2.1. Isoterma di adsorbirnento311
14.2.2. Struttura e proprietà del carbone attivo312
14.2.3. Fattori chimico-fisici che influenzano I 'adsorbimento in fase liquida317
14.3. Tecniche di impiego dei carboni attivi e criteri di dimensionamento319
14.3.1. Carbone attivo granulare319
14.3.2. Criteri dt dimensionamento delle colonne a carbone attivo granulare324
14.3.3. Carbone attivo in polvere326
14.3.4. Criteri di dimensionamento degli impianti a carbone attivo in polvere327
14.3.5. Prestazioni di carbone attivo in polvere e granulare328
14.4. Rigenerazione del carbone attivo329
14.5. Campi di applicazione332
Capitolo 15. Disinfezione
15.1. Concetto e ruolo della disinfezione333
15.2. Decadimento dei microrganismi enterici nelle acque naturali e nei sistemi di depurazione333
15.2.1. Decadimento in acque naturali333
15.2.2. Rimozione in impianti di trattamento acque e liquami334
15.3. Tecniche e cinetica della disinfezione336
15.3.1. Tecniche di disinfezione336
15.3.2. Cinetica dei processi di disinfezione336
15.4. Disinfezione con cloro e derivati337
l5.4.l. Cloro337
15.4.1.1. Comportamento del cloro in acqua337
15.4.1.2. Dosaggio del cloro e clorazione al breakpoint338
15.4.2. Ipoclorito di sodio340
15.4.3. Ipoclorito di calcio340
15.4.4. Biossido di cloro341
15.4.5. Sistemi di contatto342
15.4.6. Formazione di sottoprodotti343
15.4.6.1. Sottoprodotti della clorazione343
15.4.6.2. Sottoprodotti del biossido di cloro343
15.4.6.3. Rimozione del cloro residuo in eccesso344
15.5. Disinfezione con ozono344
I 5.5.1. Produzione e trattamento con ozono344
15.5.2. Sottoprodotti dell'ozonizzazione346
15.6. Disinfezione con acido peracetico347
15.7. Disinfezione con raggi UV347
15.8. Campi di applicazione della disinfezione350
15.8.1. Campi di applicazione350
15.8.1.1. Trattamento delle acque destinate all'uso potabile352
15.8.1.2. Trattamento delle acque reflue civili353
15.8.2. Standard di qualità microbiologici354
Capitolo 16. Impianti di potabilizzazione di acque superficiali
16.1. Fonti idriche di approvvigionamento355
16.2. Processi di trattamento delle acque sotterranee356
16.2.1. Acque di falda profonda senza specifici contarninanti356
16.2.2. Acque di falda cori Fe2+, Mn2+ e H2S357
16.2.3. Acque di falda con contaminanti organici357
16.2.4. Acque contaminate da arsenico358
16.3. Processi di potabilizzazione di acque superficiali358
16.3.1. Schema di trattamento358
16.3.2. La qualità delle acque potabili360
Capitolo 17. Altri processi chimico-fisici
17.1. Controllo dce pH367
17.1.1. Reazioni acido-base > 367
17.1.2. Schemi di processo. Criteri di dimensionamento368
17.1.3. Campi di applicazione370
17.2. Precipitazione chimica370
17.2.1. Prodotto di solubilità370
17.2.2. Schemi di processo. Criteri di dimensionamento373
17.2.3. Campi di applicazione374
17.2.3.1. Trattamento delle acque di approvvigionamento374
17.2.3.2. Trattamento delle acque di rifiuto375
17.3. Processi a scambio ionico378
17.3.1. Resine scambiatrici di ioni e reazioni di scambio378
17.3.2. Resine cationiche in ciclo sodico nei processi di addolcimento380
17.3.3. Ciclo operativo381
17.3.4. Criteri di dimensionamento dei processi a scambio ionico382
17.3.4.1. Scelta del processo382
17.3.4.2. Calcolo del volume di scambio386
17.3.5. Campi di applicazione389
17.4. Processi con membrane microporosc391
17.4.1. Classificazione generale dei processi con membrane microporose391
17.4.2. La filtrazione su membrane microporose392
I 7.4.2.1. Classificazione dei processi392
17.4.2.2. Tipologie di membrane utilizzate393
17.4.2.3. Osmosi inversa397
17.4.2.4. Campi di applicazione401
17.4.2.4.1. Acque di approvvigionamento401
17.4.2.4.2. Acque di rifiuto401
17.4.3. Processo di elettrodialisi401
17.5. Processi di ossidazione e riduzione chimica403
17.5.1. Principi dei processi di ossidazione-riduzione403
17.5.1.1. Reazioni redox403
17.5.1.2. Legge di Nersi. Potenziali di ossido-riduzione405
17.5.2. Reattivi ossidanti e riducenti e relativo campo di impiego411
17.5.2.1. Reattivi ossidanti411
17.5.2.2. Reattivi riducenti412
17.5.2.3. Misura del potere ossido-riducente di un'acqua413
17.5.2.4. Campi di applicazione415
17.5.2.4.1. Ossidazione chimica415
17.5.2.4.2. Riduzione chimica422
17.6. Altri processi (cenni)423
Capitolo 18. Risparmio e riuso delle acque
18.1. Scarsità di acqua sul pianeta425
18.2. Esigenza di un nuovo approccio alla gestione integrata delle acque426
18.3. Forme di riuso dei liquami e connessi limiti di qualità426
18.3.1. Forme di riuso426
18.3.2. Requisiti di qualità delle acque destinate al riuso428
18.3.2.1. Obiettivi generali428
18.3.2.2. Riuso irriguo428
18.3.2.2.1. Requisiti microbiologici429
18.3.2.2.2. Requisiti chimico-fisici431
18.3.2.3. Riuso industriale434
18.3.2.3.1, Riuso di effluenti esterni per scopi di raffreddamento434
18.3.2.3.2. Riciclo delle acque di processo nelle singole industrie443
18.3.2.3.3. Riciclo delle acque di processo mediante acquedotti industriali443
18.3.2.4. Riuso dei liquami civili per scopi potabili444
18.3.2.5. Processi di trattamento dei liquami civili per le diverse destinazioni d'uso449
Capitolo 19. Prevenzione e risanamento dei corpi idrici superficiali
19.1. Classificazione generale dei fenomeni di inquinamento452
19.2. Inquinamento estetico-organolettico452
19.2.1. Descrizione e cause452
19.2.2. Prevenzione e risanamento454
19.3. Deossigenazione delle acque455
19.3.1. Descrizione dcl fenomeno di inquinamento455
19.3.1.1. Ossigeno disciolto nei corpi idrici455
19.3.1.2. Bilancio dell'ossigeno (modello di Streeter & Phelps)457
19.3.1.2.1. Fattori che incidono sul bilancio457
19.3.1.2.2. Consumo biochimico dell'ossigeno459
19.3.1.2.3. Trasferimento dell'ossigeno (riossigenazione)461
19.3.1.2.4. Produzione netta di ossigeno dell'attività algale462
19.3.1.2.5. Consumo bentonico dell'ossigeno463
 
19.3.1.2.6. Modello di bilancio semplificato di Streeter e Phelps464
19.3.2. Prevenzione e risanamento468
19.4. Eutrofizzazione469
19.4.1. Cause ed effetti dell'eutrofizzazione469
19.4.2. Classificazione dei laghi in base allo stato trofico471
19.4,3. Stratificazione e ricircolazione: effetti sulla eutrofizzazione472
19.4.4. Controllo dell'eutrofizzazione471
19.4.5. Bilancio dei carichi di fosforo475
19.4.5.1. Carichi localizzati e carichi diffusi475
19.4.5.1.1. Carichi localizzati475
19.4.5.1.1.1. Liquami domestici475
19.4.5,1.1.2. Liquami zootecnici476
19.4.5.1.1.3. Liquami industriali476
19.4.5.1.2. Carichi diffusi477
19.4.5.1.2.1. Pioggia477
19.4.5.1.2.2. Residui organici naturali477
19.4.5.1.2.3. Drenaggio di suolo non coltivato477
19.4.5.1.2.4. Drenaggio di suolo coltivato477
19.4.5.1.2.5. Drenaggio di aree urbanizzate477
19.4.5.2. Iniziative per la limitazione dei carichi477
19.4.6. Carichi critici di fosforo. Modello di Vollenweider479
19.4.7. Tecniche di prevenzione e di risanamento482
19.4.7.1. Tecniche di prevenzione482
19.4.7.2. Tecniche di risanamento483
19.5. Inquinamento microbiologico486
19.5.1. Cause ed effetti486
19.5.2. Tecniche di prevenzione del rischio sanitario488
19.6. Inquinamento chimico496
19.6.1. Cause ed effetti496
19.6.2. Prevenzione e risanamento498
19.7. Inquinamento termico498
19.7.l.Cause ed effetti498
19.7.2. Prevenzione499
Parte Seconda
Rifiuti
Introduzione. Fvoluzione verso l'approccio integrato alla gestione Dei rifiuti ...505
Capitolo 20. Produzione, qualità e indirizzi di sniahiinermto dei rifiuti
20.1. Classificazione dei rifìuti507
20.1.1. Definizione di rifiuto e classificazione generale507
20.1.2. Rifiuti urbani507
20.1.3. Rifiuti speciali508
20.1.4. Codice CER e sotto-classificazione in rifiuti pericolosi e non pericolosi508
20.2. Caratterizzazioime dei rifiuti510
20.2.1. Parametri di qualità510
20.2.2. Qualità merceologica5 11
20.2.3. Qualità chimico-fisica511
20.2.3.!. Densità512
20.2.3.2. Distribuzione della dimensione delle particelle solide5 12
20.2.3.3. Umidità512
20.2.3.4. Materiale combustibile e ceneri512
20.2.3.5. Potere caloritico513
20.2.3.6. Analisi chimica514
20 20.2.4. Qualità biologica515
Prodazione di rifiuti urbani e rifiuti speciali515
20.3.1. Produzione di rifiuti urbani515
20.3.2. Produzione dei rifiuti speciali515
20.4. Indirizzi di smaltirnento516
20.4.1. Smaltimento dei rifiuti urbani516
20.4.2. Smaltimento dei rifiuti speciali518
20.5. Schema di ciclo integrato di gestione dei rifiuti urbani519
Capitolo 21. Compostaggio di matrici organiche
21.1. Introduzione521
21.1.1. Generalità sul compostaggio521
21.1.2. Evoluzione del compostaggio523
21.2. Processo di compostaggio525
21.2.1. Microbiologia e biochimica del compostaggio525
21.2.2. Cinetica e fattori che influenzano il processo biologico527
21.2.3. Criteri di dimensionamento del processo biologico532
21.3. Matrici compostabili e produzione di compost532
21.3.1. Matrici compostabili532
21.3.2. Produzione di compost536
21.4. Tecnologie di compostaggio537
21.4.1. Schemi di processo537
21.4.2. Tecnologie di pretrattamento540
21.4.2.1. Triturazione-sfibratura540
21.4.2.2. Vagliatura primaria542
21.4.2.3. Miscelazione543
21.4.3. Trattamento biologico543
21.4.3.1. Bio-ossidazione in cumuli all'aperto543
21.4.3.2. Bio-ossidazione accelerata in sistemi chiusi544
21.4.2.3. Maturazione548
21.4.4. Raffinazione548
21.5. Controllo del processo e della qualità dcl compost551
21.5.1. Controllo dell'andamento del processo551
21.5.2. Limiti di qualità del compost554
21.6. Presidi ambientali556
21.6.1. Controllo delle emissioni gassose556
21.6.2. Effluenti liquidi558
Capitolo 22. Digestione anaerobica di matrici organiche e recupero di energia
22.1. Considerazioni generali sulla digestione anaerobica55
22.1.1. Obiettivi dcl processo559
22.1.2. Matrici organiche destinabili alla digestione anaerobica559
22.2. Descrizione del processo565
22.2.1. Biochimica e microbiologica della digestione anaerobica565
22.2.1.1. Idrolisi enzimatica566
22.2.1.2. Fermentazione acida (acidogenesi + acetogenesi)566
22.2.1.3. Fermentazione metanigena (o metanogenesi)567
22.2.2. Cinetica e fattori di controllo del processo568
22.2.2.1. Cinetica568
22.2.2.2. Fattori di controllo569
22.3. Criteri di dimensionamento del processo574
22.3.1. Calcolo del volume di digestione574
22.3.2. Calcolo della produzione di biogas575
22.3.3. Bilanci di materia e di energia576
22.4. Tecnologie di digestione anaerobica577
22.4.1. Tecniche di digestione577
22.4.1.1. Temperatura di processo adottata577
22.4.1.2. Livello di diluizione in acqua della matrice organica sottoposta al processo578
22.4.2. Sistemi a due stadi e sistemi batch580
22.4.2.1. Sistemi a due stadi580
22.4.2.2. Sistemi batch581
22.4.3. Schemi di processo581
22.4.3.1. Fanghi organici di depurazione581
22.4.3.2. Acque reflue concentrate582
22.4.3.3. Frazione organica dei rifiuti solidi urbani584
22.4.3.4. Liquami zootecnici587
22.4.3.5. Matrici organiche composite (co-digestione)587
22.5. Produzione di biogas e recupero di energia589
22.5.1. Produzione, depurazione, stoccaggio del biogas589
22.5.1.1. Produzione589
22.5.1.2. Depurazione e stoccaggio591
22.5.2. Utilizzo energetico del bìogas593
22.6. Controllo del processo594
22.7. Presidi ambientali e di sicurezza595
22.7.1. Presidi ambientali595
22.7.1.1. Emissioni gassose595
22.7.1.2. F.ffluenti liquidi596
22.7.2. Presidi di sicurezza597
Capitolo 23. Termodistruzione dei rifiuti e recupero di energia
23.1. Incenerimento e pirolisi599
23.2. Campi di applicazione600
23.2.1. Vantaggi e limiti della termodistruzione600
23.2.2. Uso del combustibile solido secondario (CSS)602
23.3. Tipologie di forni di tcrmnodistriizione604
23.3.1. Classificazione generale604
23.3.2. Forni a griglia604
23.3.3, Forni a tamburo rotante608
23.3.4. Forni a piani multipli609
23.3.5. Forni a letto fluido613
23.3.6. Forni per rifiuti liquidi616
23.3.7. Altri sistemi di termodistruzione618
23.3.7.1. Forni elettrici618
23.3.7.2. Forni a suola rotante618
23.3.7.3. Forni al plasma619
23.3.7.4. Reattori di ossidazione a umido (wet air oxidation)620
23.3.8. Forni di gassificazione622
23.4. Sezioni di un impianto di termodistruzione624
23.4.1. Ricevimento e stoccaggio rifiuti625
23.4.2. Sezione di combustione625
23.4.3. Sezione di recupero energia626
23.4.4. Sezione di depurazione fumi626
23.4.5. Opere complementari e accessorie627
23.5. Dimensionamento delle sezioni di combustione e di recupero energetico628
23.5.1. Sezione di combustione628
23.5.1.1. Parametri della combustione628
23.5.1.2. Camera di combustione primaria630
23.5.1.3. Camera di posi-combustione632
23.5.1.4. Efficienza di combustione633
23.5.1.5. Produzione di scorie e ceneri volanti634
23.5.1.6. Bilanci di materia ed energia: calcolo delle portate di aria e fumi634
23.5.2. Sezione di recupero energetico640
23.5.2.1. Recupero di vapore in caldaia640
23.5.2.2. Recupero di energia elettrica641
23.6. Fattori di impatto ambientale652
23.6.1. Diverse forme di impatto ambientaLe652
23.6.2. Emissioni inquinanti in atmosfera653
23.6.2.1. Classificazione generale degli inquinanti653
23.6.2.2. Emissioni di macroinquinanti dalla termodistruzione dei RU654
23.6.2.2.1. Polveri654
23.6.2.2.2. Acidi alogenidrici655
23.6.2.2.3. Ossidi di zolfo e azoto656
23.6.2.3. Emissioni di microinquinanti inorganici dalla termodistruzione dei RU657
23.6.2.4. Emissioni di microinquinanti organici dall' incenerimento deiRU661
23.6.2.4.1. Microinquinanti organici diversi dalle diossine661
23.6.2.4.2. Diossine662
23.6.2.4.2.1. Chimica ambientale delle diossine662
23.6.2.4.2.2. Fonti di diossine664
23.6.2.4.2.3. Emissioni dall' incenerimento dei rifiuti666
23.6.2.4.2.3.1. Ruolo dei precursori666
23.6.2.4.2.3.2. Ruolo dei parametri della combustione667
23.6.2.4.2.3.3. Ruolo della post-combustione668
23.6.2.4.2.3.4. Possibilità di riformazione delle diossine nelle ceneri volanti a valle della combustione670
23.6.2.4.2.3.5. Fattori di emissione671
23.7. Tecnologie di depurazione fumi671
23.7.1. Limiti all'emissione671
23.7.2. Rimozione del particolato672
23.7.3. Rimozione dei gas acidi674
23.7.4. Rimozione fine di mercurio e diossine675
23.7.5. Rimozione di NO677
23.7.6. Schema generale di trattamento fumi negli inceneritori di RU678
Capitolo 24. Trattamento Dei rifiuti industriali
24.1. Opzioni di trattamento683
24.2. Sistema organizzativo dei centri specializzati nel trattamento dei rifiuti industriali685
24.3. Controllo di qualità dei rifiuti686
24.4. Stoccaggio dei rifiuti e preparazione al trattamento688
24.4.1. Operazione di stoccaggio688
24.4.2. Preparazione dei rifiuti al trattamento690
24.5. Trattamenti chimico-fisici690
24.5.1. Trattamenti di immobilizzazione di rifiuti solidi e fanghi690
24.5.l.l. Scopo dei processi di immobilizzazione e classificazione690
24.5.1.2. Processi con leganti inorganici691
24.5. 1.2.1. Processi a base di cemento o cemento/silicati691
24.5.1.2.1.1. Meccanismi di immobilizzazione691
24.5.1.2.1.2. Rifiuti trattabili692
24.5.1.2.1.3. Processi brevettati692
24.5.1.2.2. Processi a base di calce/silicati693
24.5.1.2.3. Processi a base di argilla694
24.5.1.3. Processo di vetrificazione695
24.5.1.4. Processi con leganti organici699
24.5.1.4.1. Uso di leganti termoplastici699
24.5.1.4.2. Uso di leganti polimerici termoindurenti700
24.5.1.5. Riutilizzo dei rifiuti immobilizzati700
24.5.1.5.1. Aspetti generali del riutilizzo700
24.5.1.5.2. Esempio di recupero delle scorie di incenerirnento come conglomerato cementizio701
24.5.2. Trattamenti di rifiuti e tetre contaminate da composti organici alogenati704
24.5.3. Altri trattamenti chimico-fisici per rifiuti solidi e fanghi706
24.5.4. Trattamenti chimico-fisici di rifiuti liquidi709
24.6. Trattamenti termici711
24.6.1. Classificazione generale dei trattamenti termici711
24.6.2. Termodistruzione712
24.6.3. Essiccamento termico715
24.6.4. Wet-oxidation e supercritical water oxidation719
24.6.5. Evaporazione e distillazione722
24.6.5.1. Recupero di solventi esausti722
24.6.5.2. Recupero del mercurio metallico da fanghi, terre contaminate e rifiuti solidi722
24.6.6. Altri processi termici724
24.6.6.1. Dcsorbimento termico724
24.6.6.2. Estrazione in corrente di vapore724
24.7. Trattamenti biologici724
24.8. Trattamenti speciali725
24.8.1. 1'rattamento di apparecchiature contaminate da PCB726
24.8.1.1. Caratteristiche dci PCB e campi di impiego726
24.8. 1.2. Tecniche di decontaminazione delle apparecchiature728
24.8.1.2.1. Sostituzione dcl liquido isolante729
24.8.1.2.2. Processi di dealogenazione chimica729
24.8.1.3. Altri processi di dealogenazione731
24.8.1.4. Smaltimento degli apparecchi contaminati a fine ciclo di vita732
24.8.2. Trattamento dei RAEE734
24.8.2.1. Classificazione dei RAEE e nuovo sistema di gestione734
24.8.2.2. Trattamento dei RAIiE: le componenti pericolose735
24.8.2.3. Trattamento dei RAEE: il processo di recupero-riciclaggio737
24.8.2.3.1. Raccolta e accettazione nei centri di trattamento/smaltimento738
24.8.2.3.2. Selezione delle parti pericolose738
24.8.2.3.3. Smontaggio dei RAEE con recupero delle frazioni macro, destinabili al riciclaggio739
24.8.3. Trattamento e smaltimento di pile e batterie esauste740
24.8.4. Recupero dei tifiuti siderurgici per la produzione di conglomerato cementizi743
24.8.5. Recupero e smaltimento di oli lubrificanti esausti745
24.8.5.1. Recupero e riciclaggio come lubrificante746
24.8.5.2. Uso come combustibile747
24.8.5.3. Produzione di gasolio e altri idrocarburi447
24.8.5.4. Rigenerazione748
24.8.5.5. Termodistruzione750
24.8.6. Recupero e smaltimento degli oli vegetali esausti750
Capitolo 25. La discarica controllata di rifiuti
25.1. Obiettivi del sistema di smaltimento753
25.2. Classificazione delle discariche753
25.3. Indagini preliminari alla progettazione755
25.3.1. Vincoli relativi al sito755
25.3.2. Indagini geologiche e idrogeologiche756
25.3.3. Studio idrografico. idrologico e meteorologico758
25.3.4. Aspetti urbanistici. paesaggistici e naturalistici758
25.4. Tecniche alternative di costruzione759
25.4.1. Sistema a trincea759
25.4.2. Sistema a deposito progressivo760
25.5. Criteri di progettazione762
25.5.1. Impermeabilizzazione762
25.5.2. Drenaggio e recupero del percolato766
2 5.5.2. 1. Produzione di percolato766
25.5.2.2. Qualità del percolato in discariche di RLJ769
25.5.2.3. Drenaggio e recupero del percolato770
25.5.2.4. Riciclo del percolato772
25.5.2.5. Depurazione del percolato773
25.5.3. Produzione, captazione e qualità del biogas774
25.5.3.1. Principi di biodegradazione dei rifiuti774
25.5.3.2. Produzione specifica di biogas775
25.5,3.3. Cinetica di produzione del biogas776
25.5.3.4. Produzione cumulativa di biogas777
25.5.3.5. Captazione dcl biogas778
25.5.3.6. Qualità del biogas781
25.5.3.6.1. Principali componenti781
25.5.3.6.2. Microcomposti organici781
25.5.4. Utilizzo energetico del biogas784
25.5.4.1. Depurazione del biogas784
25.5.4.2. Forme di utilizzo energetico785
25.5.5. Sistemi di copertura e recupero della superficie delle discariche786
25.5.5.1. Copertura definitiva786
25.5.5.2. Coperture giornaliere e coperture provvisorie788
25.5.5.3. Recupero della superficie788
25.5.6. Altre opere e infrasrutture788
25.6. Gestione post-chiusura789
25.6.1. Monitoraggio ambientale789
25.6.1.1. Obiettivi generali del monitoraggio789
25.6.1.2. Monitoraggio delle acque790
25.6.1.3. Monitoraggio dell'aria791
25.6.1.4. Altre forme di monitoraggio792
25.6.2. Verifica di compatibilità di rifiuti speciali diversi793
Parte Terza
Aria
Introduzione. Un'aria più salubre con le nuove strategie e le innovazioni tecnologiche797
Capitolo 26. Inquinamento atmosferico
26.1. Richiami normativi799
26.1.1. Emissioni799
26.1.2. Qualità dell'aria800
26.2. Monitoraggio della qualità dell'aria805
26.2.1. Classificazione delle stazioni805
26.2.2. Individuazione dei punti di campionamento806
26.2.2.1. Stazioni per la valutazione dell'esposizione della popolazione negli agglomerati807
26.2.2.2. Stazioni per la valutazione dell'esposizione della popolazione in aree esterne agli agglomerati809
26.2.2.3. Stazioni per la valutazione dell'esposizione degli ecosistemi e della vegetazione810
26.2.3. Posizionamento su microscala811
26.2.4. Sensori da posizionare in funzione della tipologia di campionamento812
Capitolo 27. Modellistica di settore
27.1. Introduzione815
27.2. Scenario I Dispersione di inquinanti rilasciati da sorgenti lineari, sorgenti areali, sorgenti puntiformi non isolate815
27.2.1. Impiego e campodi applicabilità815
27.2.2. Scala spaziale e ambito territoriale816
27.2.3. Scala temporale816
27.2.4. Tipologia di sorgenti816
27.2.5. Tipologia di inquinante816
27.2.6. Tipologie dì modelli applicabili817
27.3. Scenario 2 Dispersione di inquinanti rilasciati da sorgenti puntiformi anche isolate, areali e lineari relative al traffico extraurbano818
27.3.1. Impiego e campo di applicabilità818
27.3.2. Scala spaziale e ambito territoriale818
27.3.3. Scala temporale818
27.3.4. Tipologia di sorgenti819
27.3.5. Tipologia di inquinante819
27.3.6. Tipologie di modelli applicabili819
27.4. Scenario 3 - Formazione e dispersione di inquinanti secondari821
27.4.1. Impiego e campo di applicabilità82
27.4.2. Scala spaziale e ambito territoriale821
27.4.3. Scala temporale821
27.4.4. Tipologie di sorgente822
27.4.5. Tipologia di inquinante822
27.4.6. Tipologie di modelli applicabili822
Capitolo 28. Trattamento delle emissioni
28. 1. Classificazione delle tecniche di abbattimento823
28.2. Depolverazione823
28.2.1. Depolveratori gravitazionali e inerziali823
28.2.2. Depolveratori centrifughi824
28.2.3. Depolveratori a umido828
28.2.3.1. Scrubber a vortice (ciclonici)829
28.2.3.2. Scrubber Venturi830
28.2.3.3. Torri a spruzzo831
28.2.3.4. Scrubber a riempimento o a piatti forati832
28.2.3.5. Scrubber filtrante832
28.2.3.6. Parametri operativi dei depolveratori a umido833
28.2.4. Precipitatori elettrostatici833
28.2.4.1. Principio di funzionamento833
28.2.4.2. Tipi di precipitatori elettrostatici837
28.2.4.3. Dimensionamento840
28.2.5. Filtri a tessuto842
28.2.5.1. Descrizione842
28.2.5.2. Perdite di carico e pulizia dei filtri843
28.2.5.3. Tipologie di tessuti846
28.2.5.4. Dimensionamento della superficie filtrante847
28.3. Rimozione gas acidi e vapori inorganici847
28.3.1. Rimozione di anidride solforosa (SO2)847
28.3.1.1. Assorbimento chimico a umido847
28.3.1.2. Assorbimento chimico a secco o semisecco849
28.3.2. Rimozione di acidi alogenidrici850
28.3.2.1. Assorbimento a umido (fisico e chimico)850
28.3.2.2. Assorbimento chimico a secco e a semi-secco853
28.3.3. Rimozione di acido cianidrico854
28.3.4. Rimozione di idrogeno solforato855
28.3.5. Rimozione di ammoniaca857
28.3.6. Rimozione degli NO857
28.3.6.1. Riduzione selettiva con e senza catalizzatori857
28.3.6.1.1. Riduzione selettiva degli ossidi di azoto con processi non catalitici (SNCR)858
28.3.6.1.2. Riduzione selettiva degli ossidi di azoto con processi catalitici (SCR)860
28.6.3.2 Ossidazione con clorito di sodio861
28.3.7. Rimozione di vapori organici861
28.3.7.1. Classificazione generale dei processi utilizzabili861
28.3.7.1.1. Rimozione per adsorbirnento862
28.3.7.2. Combustione termica catalitica864
28.3.7.2.1. Combustione termica864
28.3.7.2.2. Combustione catalitica866
28.3.7.3. Condensazione867
28.3.7.4. Filtrazione biologica869
Appendice A. Limiti di emissione degli scarichi idrici definiti dal D.Lgs. 152/2006873
 
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