Procesno inženjerstvo u zaštiti okoliša

Kod

Nositelj/i predmeta

Suradnici

Status predmeta

Ciljevi predmeta

Studenti se upoznaju s teorijskim postavkama i primjenom jediničnih operacija procesnog inženjerstva u zaštiti okoliša, a koje su neophodne pri sustavnom rješavanju problema vezanih uz postupke obrade otpadnih tvari. Stečeno znanje im omogućava procjenu i odabir optimalnog procesa odvajanja te ih uvodi u osnove dimenzioniranja opreme s posebnim naglaskom na optimiranje radnih uvjeta procesa.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog ispita od studenta se očekuje:
- da razumije koncept održivog razvitka te da zna povezati uzroke onečišćenja u okolišu i mogućnosti smanjenja tog onečišćenja primjenom određenih specifičnih operacija procesnog ekoinženjerstva
- da je usvojio temeljna teorijska znanja o naprednim procesima odvajanja koji se primjenjuju u zaštiti okoliša
- da zna primijeniti temeljne metodologije kemijskog inženjerstva neophodne pri odabiru procesa i uređaja koji se primjenjuju u zaštiti okoliša te definirati i optimirati procesne parametre ciljem povećanja učinkovitosti procesa
- da ima razvijen kritički pristup prema određenim postupcima procesnog ekoinženjerstva u smislu njihova odabira, prednosti, nedostataka i primjene.
- da je usvojio metodološki pristup pri dimenzioniranju uređaja koji se koriste u procesnom inženjerstvu u zaštiti okoliša.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Uzroci onečišćenja okoliša (prirodni i antropogeni). Pojam okoliša. Uloga procesnog inženjerstva u zaštiti okoliša. Odrednice trajno održivog razvoja.
2. tjedan: Procesi odvajanja (separacije) u zaštiti okoliša. Temeljne postavke operacija odvajanja. Mehanički separacijski procesi. Separacijski procesi u kojima je zastupljen prijenos tvari i energije.
3. tjedan: Disperzni sustavi i njihova karakterizacija. Definiranje stanja izmješanosti i stanja disperznosti. Definiranje djelotvornosti odvajala (separatora). Krivulja frakcijske djelotvornosti.
4. tjedan: Gravitacijsko taloženje. Brzina taloženja. Režimi taloženja tj. specifične zone u gravitacijskim taložnicima. Sedimentacijski test. Uređaji za gravitacijsko taloženje i njihovo dimenzioniranje.
5. tjedan: Pjeskolovi i njihovo dimenzioniranje. Rešetkanje i uređaji za njegovu provedbu. Isplivavanje. Uređaji za prirodno i izazvano isplivavanje (mastolovi).
6. tjedan: Teorijske postavke centrifugalnog taloženja. Uređaji s rotirajućom stjenkom (sedimentacijske centrifuge) te uređaji s nepokretnom stjenkom (hidrocikloni). Filtracijske centrifuge. Odabir centrifuga.
7. tjedan: Odstranjivanje ulja s vodenih površina. Ponašanje ulja na vodenim površinama. Sprječavanje širenja uljnih mrlja. Konstrukcija i princip djelovanja brana s komprimiranim zrakom, plutajućih, adsorbirajućih i improviziranih brana.
8. tjedan: Mehaničke metode odstranjivanja ulja s vodenih površina te uređaji za njihovu provedbu (skimeri). Fizikalno-kemijski i kemijski postupci odstranjivanja ulja s vodenih površina.
9. tjedan: Aeracija. Teorijske postavke međufaznog prijenosa kisika kod procesa aeracije. Primjene aeracije kod pročišćavanja otpadnih voda. Egalizacija.
10. tjedan: Biološka filtracija i uređaji za njenu provedbu. Uređaji za provedbu aeracije kod biološke aerobne obrade otpadnih voda. Procesni parametri pri optimizaciji aeracije otpadnih voda.
11. tjedan: Otprašivanje. Uređaji za procese odvajanja u sustavima čvrsto/plinovito (uređaji za suho i mokro otprašivanje). Princip rada i dimenzioniranje ciklona. Filtri za plinove. Princip rada i dimenzioniranje elektrofiltara. Mokro otprašivanje i uređaji za njegovu provedbu (skruberi).
12. tjedan: Teorijske postavke adsorpcije i njena primjena u zaštiti okoliša. Fizička i kemijska adsorpcija. Kinetika adsorpcije. Uređaji za provedbu adsorpcije.
13. tjedan: Kristalizacija - temelje postavke. Kinetika nukleacije i rasta kristala. Utjecaj procesnih parametara na karakteristike finalnog produkta. Uređaji za provedbu kristalizacije.
14. tjedan: Membranski postupci odvajanja u kemijskom inženjerstvu. Prednosti i nedostaci primjene membranskih procesa. Selektivnost membrana (faktori zadržavanja i odjeljivanja). Karakterizacija membrana. Građa i podjela membrana. Mehanizmi odvijanja prijenosa tvari kroz membrane.
15. tjedan: Membranski moduli. Membranske strukture i tokovi unutar membranskih separatora. Pojave koncentracijske polarizacije i začepljenja pora membrana. Osnovne postavke procesa ultrafiltracije, elektrodijalize i reverzne osmoze.
Laboratorijske vježbe: Primjena analitičkih funkcija pri granulometrijskoj analizi grubodisperznih sustava. Određivanje brzine taloženja: sedimentacijski test i dimenzioniranje gravitacijskog taložnika. Određivanje brzine međufaznog prijenosa kisika kod dubinske aeracije. Utjecaj procesnih parametara na produkt šaržne kristalizacije. Membranski procesi: demineralizacija vode primjenom reverzne osmoze.
Terenske vježbe: Optimizacija radnih uvjeta pjeskolova-mastolova s prozračivanjem (postrojenje za obradu otpadnih voda Stupe - Stobreč). Određivanje protoka suspenzije u centrifugi s pužnim transporterom (postrojenje za obradu zauljenih voda Cian - Solin). Uklanjanje ulja s vodenih površina (postrojenje za obradu zauljenih voda Cian - Solin). Gravitacijski taložnici (postrojenje za obradu otpadnih voda Sinj i Trilj). Aeracija i njena primjena kod biološke obrade otpadnih voda (postrojenje za obradu otpadnih voda Trilj ). Otprašivanje: kontrola rada vrećastih filtara i elektrofiltra (CEMEX - Kaštel Sućurac)

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvovanje predavanjima i seminarima u iznosu od 80 % ukupne satnice, laboratorijske vježbe 100 %.