CILJ KOLEGIJA:
Upoznavanje s naprednim oksidacijskim tehnologijama primijenjenim za pročišćavanje voda i otpadnih voda. Stjecanje znanja o karakterističnim kemijskim radikalskim reakcijama, reakcijskim mehanizmima, procesnim parametrima i reaktorskim sustavima pojedinih naprednih oksidacijskih procesa.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. Uvodno o naprednim oksidacijskim procesima: osnovna obilježja, oksidacija slobodnim radikalima (mehanizam oksidativne razgradnje organskih spojeva). Tipovi procesa, primjena i prednosti nad konvencionalnim procesima obrade voda.
Seminar: Studenti u grupama sami obrađuju teme seminarskih zadataka zadanih od strane predmetnih nastavnika i asistenata prilikom čega se upoznaju sa raznim tipovima naprednih oksidacijskih tehnologija za obradu voda na primjeru pročišćavanja različitih organskih onečišćivala.
Laboratorijske vježbe: Studenti u grupama izvode vježbe iz primjene naprednih oksidacijskih tehnologija za obradu modelnih otpadnih voda.
2. Homogeni i heterogeni procesi Fentonovog tipa. Teorijska osnova, kemijske reakcije, reakcijski mehanizmi, procesni parametri, reaktorski sustavi i primjenska obilježja. Foto-Fenton procesi.
Seminar: zadatak 1
3. Ozon: svojstva, dobivanje i stabilnost. Direktni i indirektni mehanizam oksidacije organskih spojeva ozonom.
Seminar: zadatak 2
4. Ozonacija, katalitička ozonacija i perokson proces: kemijske reakcije, reakcijski mehanizmi, procesni parametri, reaktorski sustavi i primjenska obilježja. Poboljšanje djelotvornosti procesa UV zračenjem.
Seminar: zadatak 3
5. 1. kolokvij.
6. Osnove UV zračenja. Apsorpcija zračenja i energija disocijacije veze. Izvori UV zračenja i njihove karakteristike.
Seminar: zadatak 4
7. Osnove UV fotolize. Aktinometrija. Molarni apsorpcijski koeficijent i doseg kvanta zračenja. Direktna fotoliza. Utjecaj inhibirajućeg svojstva medija na djelotvornost razgradnje.
Laboratorijske vježbe: vježba 1
8. Napredni oksidacijski procesi uz UV zračenje; fotokemijski procesi. Tipični oksidansi te njihove alternative. Utjecaj procesnih uvjeta i inhibirajućeg svojstva medija na djelotvornost razgradnje.
Seminar: zadatak 5
9. Napredni oksidacijski procesi uz UV zračenje; fotokatalitički procesi. Tipični katalizatori te njihove alternative. Utjecaj procesnih uvjeta i inhibirajućeg svojstva medija na djelotvornost razgradnje.
Laboratorijske vježbe: vježba 2
10. 2. kolokvij
11. Procesi temeljeni na električnom izboju; principi i ograničenja. Tipovi električnog polja; utjecaj na učinkovitost procesa. Visokonaponski električni izboj; učinak reaktorske konfiguracije na kemizam procesa.
Laboratorijske vježbe: vježba 3
12. Ultrazvučni procesi; principi sono-kemije i akustička kavitacija. Homogene (kapljevita faza) i heterogene (čvrsta površina-kapljevina, čestica-kapljevina, kapljevina-kapljevina) reakcije.
Konfiguracije reaktora; šaržni i protočni sustavi. Primjena ultrazvuka u kombinaciji sa ozonom i/ili UV zračenjem; sinergistički i antagonistički učinci.
Seminar: zadatak 6
13. Radioliza vode; osnove, nastajanje reaktivnih vrsta i ograničenja. Kinetika reakcija reaktivnih vrsta nastalih procesom radiolize vode i prisutnih organskih onečišćivala. Utjecaj prisutnosti prirodnih organskih spojeva na učinkovitost radiolize vode.
Laboratorijske vježbe: vježba 4
14. Različiti pristupi modeliranja za simulaciju djelotvornosti naprednih oksidacijskih procesa. Primjena metode odzivnih površina za optimiranje naprednih oksidacijskih procesa. Primjena mehanističkog modeliranja za predviđanje učinkovitosti primjene naprednih oksidacijskih procesa; kinetika i razgradni mehanizmi.
Seminar: zadatak 7
15. 3. kolokvij
PREDUVJETI ZA UPIS PREDMETA:
-
PREDUVJETI ZA POLAGANJE PREDMETA:
Izloženi seminarski zadaci i predani izvještaji s laboratorijskih vježbi
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Znanje iz područja primjene naprednih oksidacijskih tehnologija za obradu voda. Sposobnost analize i optimiranja tehnologija obrade voda temeljenih na naprednim oksidacijskim procesima. Rješavanje ekoloških problema zaštite voda primjenom metodologije kemijskog inženjerstva i analitičkih postupaka.
OBVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
1. prisustvovanje na predavanjima
2. seminarski rad
3. laboratorijske vježbe
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja, laboratorijske vježbe i izlaganja seminarskih radova
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
3 kolokvija, pismeni ispit i/ili usmeni ispit
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Argumentirati prednosti i nedostatke različitih grupa naprednih oksidacijskih procesa (NOT-a) za obradu voda te njihovu primjenu u tehnologijama zaštite okoliša.
2. Prosuditi učinkovitost oksidativne razgradnje onečišćujućih organskih tvari u vodama obzirom na karakteristične kemijske reakcije i reakcijske mehanizme, parametre procesa, te primjenska obilježja različitih procesa iz grupe kemijskih NOTa.
3. Argumentirati povećanje učinkovitosti različiti NOT-a potpomognutim UV zračenjem povezujući teorijsku osnovu i mehanizme razgradnje s praktičnim aspektima procesa obrade.
4. Utvrditi vezu između strukture poluvodiča i njihove uloge u fotokatalitičkim naprednim oksidacijskim procesima
5. Kritički prosuditi održivost primjene naprednih oksidacijskih procesa obrade voda uz primjenu UZV.
6. Povezati teorijske osnove procesa radiolize i visokonaponskog električnog pražnjenja s njihovom primjenom u tehnologijama obrade voda.
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET PRIDONOSI:
1. Prepoznati problem integriranom primjenom temeljnih znanosti u području zaštite okoliša
2. Planirati pokuse i provedbu eksperimenata radi potvrđivanja postavljene hipoteze
3. Primijeniti različite analitičke tehnike, analitičke i numeričke metode i programske alate u rješavanju inženjerskih problema
4. Pokazati neovisnost i pouzdanost u samostalnom radu te učinkovitost, pouzdanost i prilagodljivost u timskom radu.
|
-
Nastavni materijali dostupni na stranicama kolegija, https://www.fkit.unizg.hr/predmet/not, H. Kušić, A. Lončarić Božić, M. Kovačić,
-
Chemical Degradation Methods for Wastes and Pollutants, M.A. Tarr, Marcel Dekker, New York, 2003.
-
Advanced Oxidation Processes for Water and Wastewater Treatment, S. Parsons, IWA Publishing, London, 2004.
|
Pristupačnost
