Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Procesy oczyszczania cieczy 2

Koordynator przedmiotu:

prof. dr. hab. inż. Arkadiusz Moskal

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Inzynieria Chemiczna i Procesowa

Grupa przedmiotów:

obowiązkowe

Kod przedmiotu:

1070-ICIOS-MSP-202

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2019/2020

Liczba punktów ECTS:

6

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 75 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 15 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 65 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 20 Sumaryczny nakład pracy studenta 175

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

-

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

-

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium45h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Zaliczenie wykładu: Procesy oczyszczania cieczy 1.

Limit liczby studentów:

-

Cel przedmiotu:

1. Zapoznanie studentów z procesami biologicznymi, chemicznymi i fizykochemicznymi stosowanymi do oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych oraz do uzdatniania wody. 2. Zdobycie przez studenta umiejętność przewidywania efektów usuwania zanieczyszczeń w tych procesach i projektowania urządzeń. 3. Praktyczne zapoznanie studentów z procesami stosowanymi do oczyszczania cieczy w ramach wykonywanych ćwiczeń laboratoryjnych.

Treści kształcenia:

Wykład 1. Adsorpcja w układzie: ciecz - gaz. 2. Równanie adsorpcji powierzchniowej Gibbsa. 3. Rodzaje pian, ich trwałość i odciekanie. 4. Separacja pianowa w kolumnach. 5. Adsorpcja w układzie ciecz - ciało stałe. 6. Rodzaje adsorbentów 7. Równania izoterm adsorpcji. 8. Dynamika adsorpcji w kolumnie 9. Wymiana jonowa. 10. Rodzaje jonitów, wielkości je charakteryzujące 11. Kolumny jonitowe w uzdatnianiu wody 12. Utlenianie chemiczne zanieczyszczeń w ściekach. 13. Chlorowanie, ozonowanie, utlenianie zaawansowane 14. Metody dezynfekcji ścieków i wody. 15. Podstawy utleniania biologicznego zanieczyszczeń 16. Metoda złoża biologicznego i metoda osadu czynnego. 17. Membranowe procesy rozdzielania w odnowie wody 18. Filtracja membranowa: mikro-, ultra-, nanofiltracja, osmoza odwrócona. 19. Elektrodializa. Laboratorium 1. Wprowadzenie do ćwiczeń laboratoryjnych. Przedstawienie programu ćwiczeń, sposobu wykonywania ćwiczeń, przygotowania sprawozdania oraz samej metodyki pracy badawczej w ramach ćwiczeń, specyfiki pracowni, lokalizacji poszczególnych instalacji a także warunków BHP i regulaminu pracowni. Ponadto dokonanie podziału na grupy ćwiczeniowe. 2. Ćwiczenie: Dializa Wykonanie badania w przemysłowym module dialitycznym rozdzielania dwóch składników surówki: elektrolit i nieelektrolit. Wykonanie krzywej wzorcowej. Ocena wielkości współczynnika podziału. 3. Ćwiczenie: Wyznaczanie ChZT Wyznaczenia wartości ChZT metodą nadmanganianową dla przygotowanej przez prowadzącego próbki wody. Przygotowanie roztworów, reakcja oraz analiza próbek drogą miareczkowania wobec wskaźnika (klasyczna technika wyznaczania ChZT). Obliczenie ChZT zadanej próbki na podstawie wyników analizy. 4. Ćwiczenie: Elektroflotacja Zbadanie procesu separacji zawiesin różnych wodorotlenków w obecności strumienia drobnych pęcherzy gazów elektrolitycznych. Badanie wpływu natężenia prądu, dodatku detergentów i rodzaju materiału samej zawiesiny na końcową klarowność słupa oczyszczanej cieczy, ocena stabilności wytworzonej piany (kożucha). 5. Ćwiczenie: Separacja pianowa Zbadanie procesu wydzielania detergentu z wyjściowej surówki w strumieniu piany w kolumnie pianowej. Wykonanie krzywej wzorcowej stężenia detergentu w wodzie. Wykonanie bilansu masowego detergentu w badanym układzie i obliczenie współczynnika podziału detergentu 6. Ćwiczenie: Wymiana jonowa Wykonanie badań w kolumnie jonitowej nad separacją jonu wapniowego z surówki o zadanym stężeniu. Wyznaczenie momentu przebicia kolumny jonitowej i obliczenie pojemności jonowymiennej złoża. Regeneracja złoża roztworem soli kuchennej. 7. Ćwiczenie: Flokulacja Badanie wpływu ilości i typu zastosowanego flokulanta na strącanie cząstek wyjściowej zawiesiny wodorotlenku magnezowego. 8. Ćwiczenie: Ozonowanie Zbadanie stopnia przekształcenia się tlenu z powietrza w ozon w stosowanym w ćwiczeniu generatorze ozonu z cichymi wyładowaniami elektrycznymi metodą miareczkową. Wykorzystanie ozonu do uzdatniania wody. 9. Ćwiczenie: Flotacja ciśnieniowa Wyznaczenie stopnia oczyszczenia zawiesiny wyjściowej talku w wodzie wobec zadanej ilości flokulanta i koagulanta w komorze flotacyjnej w warunkach ciągłego prowadzenia procesu. 10. Ćwiczenie: Sedymentacja Badanie szybkości sedymentacji wybranego rodzaju zawiesiny w kolumnie sedymentacyjnej. Wyznaczenie krzywej sedymentacyjnej oraz wielkości cząstek na podstawie zebranych danych pomiarowych. 11. Ćwiczenie: Odwrócona osmoza Wyznaczenie wydajności procesu odwróconej osmozy pod względem ilości wytwarzanej wody zdemineralizowanej w zależności od stosowanego ciśnienia a także ocena czystości jonowej wody zdemineralizowanej poprzez pomiar jej przewodnictwa elektrycznego. 12. Ćwiczenie: Filtracja wgłębna Wyznaczenie przedziałowych skuteczności filtracji wgłębnej dla cząstek zawiesiny badawczej na polipropylenowym wkładzie filtracyjnym. Wyznaczenie ogólnej skuteczności filtracji oraz spadku ciśnienia na filtrze w funkcji natężenia przepływu wody i w miarę obładowania wkładu. 13. Ćwiczenie: Sorpcja Badanie procesu odbarwiania surówki zawierającej barwnik przez węgiel aktywny oraz na naturalnym sorbencie w warunkach pracy okresowej. Ocena chłonności złoża, efektywności odbarwiania w zależności od stosowanego sorbentu. 14. Termin dodatkowy. 15. Termin dodatkowy.

Metody oceny:

1. egzamin pisemny 2. sprawdzian pisemny 3. kolokwium 4. praca domowa 5. referat 6. sprawozdanie

Egzamin:

tak

Literatura:

1. B. Cywiński, S. Gdula, E. Kempa, J. Kurbiel, H. Płoszański, Oczyszczanie ścieków, tom 1. Arkady, Warszawa, 1983. 2. M. Roman, Kanalizacja oczyszczanie ścieków, tom 2, Arkady, Warszawa, 1986. 3. R. Gawroński, Procesy oczyszczania cieczy, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1999. 4. P. Grzybowski, T. Ciach, T. Sosnowski, B. Wrzesińska, Laboratorium procesów oczyszczania cieczy, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2000. 5. A. L. Kowal, M. Świderska-Bróż, Oczyszczanie wody, PWN, Warszawa, 1996. 6. M.A. Winkler, Biological treatment of waste-water, Ellis Horwood Ltd., Chichester, 1984. 7. Bartkiewicz, Oczyszczanie ścieków przemysłowych, PWN, Warszawa, 2002.

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

Wykład: Część wykładowa przedmiotu obejmuje 15 wykładów po 2 godz., na których obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku egzaminu pisemnego, którego terminy są wyznaczane w sesjach egzaminacyjnych. Po zakończeniu wykładów w semestrze zimowym organizowany jest egzamin dodatkowy, nie wliczany do limitu udziału studentów w egzaminach, zwany egzaminem „0”. Do tego egzaminu mogą przystąpić studenci, którzy uczestniczyli w co najmniej 7 wykładach, co zostało potwierdzone własnoręcznymi podpisami na listach wykładowych. Termin egzaminu „0” w danym roku akademickim jest podawany na pierwszym wykładzie. Na egzaminie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory. Warunkiem zaliczenia części wykładowej przedmiotu jest uzyskanie oceny pozytywnej z egzaminu zgodnie ze skalą ocen: < 26 pkt – 2; 26-30 pkt – 3; 31-35 pkt – 3,5; 36-40 pkt – 4; 41-45 pkt – 4,5; 46-50 pkt – 5. Laboratorium: Program zajęć laboratoryjnych obejmuje wykonanie w podgrupach 10 ćwiczeń laboratoryjnych. Składy zespołów oraz terminy wykonywania poszczególnych ćwiczeń w danym roku akademickim określa „Harmonogram zajęć laboratoryjnych”. Instrukcje do ćwiczeń są przekazywane studentom przez kierownika laboratorium najpóźniej na tydzień przed terminem ćwiczenia. Instrukcja do ćwiczenia zawiera podstawowe informacje teoretyczne dotyczące tematyki oraz sposobu wykonania danego ćwiczenia. Warunkiem dopuszczenia studenta do ćwiczenia jest oddanie sprawozdania z wykonania poprzedniego ćwiczenia oraz zaliczenie ustnego sprawdzianu wstępnego, którego zakres obejmuje treść instrukcji do aktualnie wykonywanego ćwiczenia. Zakres sprawozdania końcowego określa prowadzący po wykonaniu ćwiczenia. Warunkiem zaliczenia całego ćwiczenia laboratoryjnego jest jego prawidłowe wykonanie, oddanie sprawozdania oraz zaliczenie sprawdzianu końcowego nie później niż w terminie dwutygodniowym po wykonaniu ćwiczenia. Zaliczenie całego ćwiczenia jest oceniane w skali punktowej, przy czym za jedno ćwiczenie można otrzymać maksymalnie 10 punktów (do zaliczenia ćwiczenia wymagane jest uzyskanie 5 punktów) według następujących zasad: • kolokwium wstępne – na zaliczenie • wykonanie ćwiczenia – 0-1p. • sprawozdanie – 0-3p. • kolokwium końcowe – 0-6p. Do zaliczenia całości ćwiczeń laboratoryjnych wymagane jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń minimum na 5 punktów. Niewykonanie więcej niż dwóch z wymaganej liczby ćwiczeń powoduje niezaliczenie Laboratorium Procesów rozdzielania i oczyszczania cieczy. W przypadku nieobecności usprawiedliwionej, po uzyskaniu akceptacji prowadzącego ćwiczenia, możliwe jest wcześniejsze odrobienie ćwiczenia w semestrze, w którym realizowane jest laboratorium. Po zakończeniu cyklu ćwiczeń dopuszcza się poprawę jednego ćwiczenia, które zostało ocenione najsłabiej. Spóźnienie na ćwiczenia więcej niż 10 minut traktowane jest jak nieobecność. Dopuszcza się jednokrotne spóźnienie na ćwiczenia. Kolejne spóźnienie na ćwiczenia powoduje obniżenie oceny końcowej z laboratorium o pół stopnia. Podczas sprawdzianów studenci nie mogą korzystać z żadnych materiałów i urządzeń. Warunkiem zaliczenia części laboratoryjnej przedmiotu jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń przewidzianych w programie zajęć. Ocenę z części laboratoryjnej określa się zgodnie ze skalą ocen: <50 pkt –2,0; 50÷59 –3,0; ,60÷69 –3,5; 70÷79 –4,0; 80÷89 –4,5; 90÷100 –5,0. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnych ocen z części wykładowej i laboratoryjnej. Ocenę końcową z przedmiotu Procesy rozdzielania i oczyszczania cieczy stanowi średnia ważona ocen uzyskanych z części wykładowej, projektowej i laboratoryjnej, przy czym waga oceny z części wykładowej wynosi 0,3, części projektowej 0,2 zaś z części laboratoryjnej - 0,5. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć, przy czym powtórzeniu podlega jedynie ta część przedmiotu (wykład i/lub laboratorium), z której student nie uzyskał oceny pozytywnej.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1

Posiada wiedzę o procesach biologicznych, chemicznych i fizyko-chemicznych oczyszczania ścieków i uzdatniania wody.
Weryfikacja: egzamin pisemny, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W02, K2_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, I.P7S_WK

Charakterystyka W2

Ma rozszerzoną wiedzę niezbędną do zrozumienia podstaw fizycznych i chemicznych procesów oczyszczania cieczy.
Weryfikacja: egzamin pisemny, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1

Potrafi zaproponować rozwiązania w zakresie usuwania zanieczyszczeń rozpuszczonych w wodzie zgodnie z wymogami ekologii i ochrony środowiska
Weryfikacja: egzamin pisemny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Charakterystyka U2

Potrafi planować i prowadzić badania doświadczalne korzystać z przyrządów pomiarowych oraz interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski.
Weryfikacja: egzamin pisemny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Charakterystyka U3

Potrafi stosować różne techniki procesów rozdzielania roztworów.
Weryfikacja: egzamin pisemny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U17, K2_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Charakterystyka U4

Ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym i kierowania zespołami, potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne funkcje.
Weryfikacja: praca domowa, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UO

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1

Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. Posiada świadomość konieczności ochrony środowiska wodnego.
Weryfikacja: egzamin pisemny, praca domowa, referat, sprawozdanie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO