Inženjerstvo otpadnih voda

NAZIV PREDMETA

Kod

KTC201

Godina studija

Nositelj/i predmeta

Prof. dr. sc. Nediljka Vukojević Medvidović

Bodovna vrijednost (ECTS)

6.5

Suradnici

Doc. dr. sc. Ivona Nuić

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P	S	V	T
30	15	30	0

Status predmeta

Obvezni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Studenti će steći znanja iz područja inženjerstva otpadnih voda. Upoznat će se s proračunima stanja vodnog ekosustava uslijed ispusta otpadne vode, proračunima tereta onečišćenja, odabirom postupka i metode obrade otpadnih voda, utjecajem različitih čimbenika na vođenje procesa, izračunavanjem potrebnog kapaciteta uređaja.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

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

Očekuje se da će ishod učenja osigurati znanja o:
- utjecaju onečišćenja na zbivanja u vodnom ekosustavu
- izračunavanju kritičnog vremena i mjesta ispusta efluenta, te kritičnog manjka kisika
- izvorima i karakteristikama otpadnih voda, klasifikaciji štetne tvari, proračunu tereta onečišćenja
- određivanju moguće uštede svježe vode i nastanak otpadne vode korištenjem water pinch analize
- odabiru postupka i metode obrade otpadnih voda
- stabilnosti i destabilizaciji koloida, te mehanizmima koagulacije/flokulacije
- primjeni aeracije, neutralizacije, oksidacije/redukcije i kemijskog taloženje u obradi otpadnih voda
- mehanizmu i kinetici aerobne biološke obrade otpadnih voda
- izračunavanju osnovnih parametara vođenja procesa s povratom biomase aktivnog mulja
- postupcima obrade biološkog mulja
- primjeni i značenju naprednih postupaka obrade otpadnih voda

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Uvodno predavanje. Uporaba vode. Hidrološki ciklus. Upravljanje kakvoćom vode. Voda i održivi razvoj.
2. tjedan: Vodni ekosustav. Zbivanja u vodnom ekosustavu. Posljedice onečišćenja. Stanje kisika u vodi. Kinetika aerobne razgradnje organske tvari u vodi. Numerički primjeri.
3. tjedan: Otpadne vode. Podrijetlo otpadnih voda. Onečišćenja i zagađenja prirodnih voda. Klasifikacija štetnih tvari. Specifični i nespecifični pokazatelji kakvoće. Metodologija uzorkovanja. Teret onečišćenja. Numerički primjeri.
4. tjedan: Ljestvica prioriteta u postupanju s otpadnim vodama. Hijerarhijski pristup. Holistički pristup. Procesi integracije. Water pinch. Grafička metoda. Numerički primjeri.
5. tjedan: Pročišćavanje otpadnih voda. Izbor postupka i metode obrade. Numerički primjeri.
6. tjedan: Prethodni stupanj pročišćavanja. Rešetanje, usitnjavanje, izjednačavanje i flotacija u obradi otpadni voda.
7. tjedan: Uklanjanje raspršenih i koloidnih čestica. Odvajanje raspršenih tvari iz otpadnih voda gravitacijskim taloženjem. Projektiranje taložnika. Koagulacija i flokulacija u pročišćavanju otpadnih voda. Koloidni sustavi. Stabilnost i destabilizacija koloida. Mehanizmi flokulacije. Numerički primjeri.
8. tjedan: Primjena aeracije u obradi otpadnih voda. Neutralizacija, oksidacija / redukcija i kemijsko taloženje u obradi otpadnih voda. Numerički primjeri.
9. tjedan: Biološki procesi obrade otpadnih voda. Čimbenici biološke aktivnosti mikroorganizama. Vrste mikroorganizama. Mehanizam i kinetika aerobne biološke obrade otpadnih voda. Izračunavanje parametara vođenja procesa s aktivnim muljem. Numerički primjeri.
10. tjedan: Dezinfekcija u obradi otpadnih voda. Obrada mulja. Numerički primjeri.
11. tjedan: Napredni procesi pročišćavanja otpadnih voda. Primjena adsorpcije u obradi otpadnih voda. Numerički primjeri.
12. tjedan: Primjena ionske izmjene u obradi otpadnih voda. Numerički primjeri.
13. tjedan: Primjena membranskih procesa u obradi otpadnih voda. Primjena naprednih oksidacijskih procesa u obradi otpadnih voda.
14. tjedan: Biološki procesi uklanjanja dušika i fosfora.
15. tjedan: Biljni uređaji.
Laboratorijske vježbe:
Vježba 1. Uklanjanje cinka iz otpadne vode neutralizacijom i kemijskim taloženjem. Konstrukcija dijagrama topljivosti za sustav Zn(OH)2 – H2O i određivanje optimalne pH vrijednosti za taloženje Zn(OH)2.
Vježba 2. Uklanjanje cinka iz otpadne vode neutralizacijom i kemijskim taloženjem. Proračun dodatka hidratiziranog vapna i postavljanje bilance materijala.
Vježba 3. Uklanjanje željeza iz otpadne vode kemijskom oksidacijom I kemijskim taloženjem. Određivanje konstante brzine procesa oksidacije Fe(II).
Vježba 4. Uklanjanje koloidno dispergiranih čestica u vodi koagulacijom/flokulacijom. Ispitivanje koagulacije/flokulacije koloidno dispergiranih čestica u vodi JAR testom. Određivanje optimalnog dodatka koagulansa/flokulansa.
Vježba 5. Karakterizacija otpadne vode preko kisika kao pokazatelja. Određivanje kemijske potrošnje kisika bikromatnom metodom. Određivanje biokemijske potrošnje kisika metodom razrjeđivanja po Winkleru.
Vježba 6. Kinetika biokemijske razgradnje organske tvari. Izračunavanje konstante brzine razgradnje i početne koncentracije organske tvari u otpadnoj vodi.
Terenska nastava (posjet uređajima za obradu otpadnih voda).

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvovanje predavanjima u iznosu od 80 % ukupne satnice, a seminaru, vježbama i terenskoj nastavi 100% od ukupne satnice.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave	1.5	Istraživanje	0.0	Praktični rad	0.0
Eksperimentalni rad	1.5	Referat	0.2
Esej	0.0	Seminarski rad	1.5
Kolokviji	0.3	Usmeni ispit	0.4
Pismeni ispit	0.4	Projekt	0.0

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Uvjet pristupanja izradi svake vježbe jest položen usmeni kolokvij za svaku vježbu. Nakon izvođenja vježbe slijedi obrada eksperimentalnih rezultata i izrada referata.
Cjelokupni ispit može se položiti preko tri kolokvija tijekom semestra. Tri kolokvija su pismene provjere iz predavanja i seminara. Prag prolaznosti je 60%.
Studenti koji nisu položili ispit putem kolokvija polažu ispit preko pismene i usmene provjere u redovitim ispitnim rokovima. Prag prolaznosti je 60%.
Položeni jedan ili dva kolokvija (prethodna aktivnost) ne vrijede u ljetnom ispitnom roku.
Ocjene: 60%-70% - dovoljan, 70%-80% - dobar,80%-90% -vrlo dobar, 90%-100% - izvrstan.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov	Broj primjeraka u knjižnici	Dostupnost putem ostalih medija
D. Hendricks, Water Treatment Unit Processes, CRC Press, Roca Raton [etc.], 2006.	1
S. Tedeschi, Zaštita voda , HDGI, Zagreb, 1997.	1
J. M. Coulson, J. F. Richardson, J. R. Backhurst, J. H. Harker, Chemical Engineering, 5th ed., London, England, 2002.	1
Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering, McGraw-Hill, Inc., Boston [etc.], 1991.	1
L. D. Benefield, J. F. Judkins, B. L. Weand, Process Chemistry for Water and Wastewater Treatment, Prentice-Hall, Inc. London [etc.], 1982.	1

Dopunska literatura

J. Margeta, Oborinske i otpadne vode: teret onečišćenja i mjere zaštite, Sveučilište u Splitu, Građevinsko-arhitektonski fakultet, Split, 2007.
B. Tušar, Pročišćavanje otpadne vode, Kigen d.o.o. i Geotehnički fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 2009.
B. Tušar, Ispuštanje i pročišćavanje otpadne vode, Croatia knjiga, Zagreb, 2004.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

Praćenje kvalitete i uspješnosti obavljat će se na tri razine:(1) sveučilišnoj; (2) fakultetskoj, pomoću Povjerenstva za kontrolu kvalitete nastave; (3) nastavničkoj razini.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)

Praćenje sugestija i reakcija polaznika tijekom semestra.
Studentska anketa.