1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	30
Seminar	15
Laboratorijske vježbe	15

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

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.

1. Nastavni materijali dostupni na stranicama kolegija, https://www.fkit.unizg.hr/predmet/not, H. Kušić, A. Lončarić Božić, M. Kovačić,
2. Chemical Degradation Methods for Wastes and Pollutants, M.A. Tarr, Marcel Dekker, New York, 2003.
3. Advanced Oxidation Processes for Water and Wastewater Treatment, S. Parsons, IWA Publishing, London, 2004.

Izborna grupa - Redovni studij - Ekoinženjerstvo