Repozitorij
Anketa
Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!
Napredne oksidacijske tehnologije
Šifra: 21279
ECTS: 5.0
Nositelji: prof. dr. sc. Ana Lončarić Božić
izv. prof. dr. sc. Hrvoje Kušić
doc. dr. sc. Marin Kovačić
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Seminar 15
Laboratorijske vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
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. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: Ozon: svojstva, dobivanje i stabilnost. Direktni i indirektni mehanizam oksidacije organskih spojeva ozonom.
Seminar: zadatak 2
4. tjedan: 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. tjedan: 1. kolokvij.
6. tjedan: Osnove UV zračenja. Apsorpcija zračenja i energija disocijacije veze. Izvori UV zračenja i njihove karakteristike.
Seminar: zadatak 4
7. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: 2. kolokvij
11. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: 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. tjedan: 3. kolokvij

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.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
1. prisustvovanje na predavanjima
2. seminarski rad
3. laboratorijske vježbe

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Postotak urednog pohađanja predavanja (75%), odrađene laboratorijske vježbe i predaja seminarskog rada.

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

METODIČKI PREDUVJETI:


ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Definirati i grupirati napredne oksidacijske procese, te znati njihovu ulogu u zaštiti okoliša, područja primjene, prednosti i nedostatke
2. Razumjeti proces oksidacije slobodnim radikalima (mehanizam oksidativne razgradnje organskih spojeva)
3. Znati karakteristične kemijske reakcije i reakcijske mehanizme, parametre procesa, te primjenska obilježja kemijskih naprednih oksidacijskih procesa (Fenton proces, ozonacija/katalitička ozonacija, perokson proces)
4. razumjeti teorijsku osnovu i mehanizme procesa baziranih na UV zračenju (direktna fotoliza , UV/H2O2 i UV/TiO2)
5. opisati i demonstrirati utjecaj ključnih procesnih parametara na učinkovitost razgradnje onečišćivala
6. povezati strukturu poluvodiča i njihovu ulogu u fotokatalitičkim naprednim oksidacijskim procesima
7. razumjeti teorijsku osnovu ultrazvučnih valova (UZV)
8. upoznati se s primjenom UZV za napredne oksidacijske procese
9. povezati teorijske osnove procesa radiolize i visokonaponskog električnog pražnjenja s njihovom primjenom u tehnologijama obrade voda

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. temeljno profesionalno znanje iz područja primjene naprednih oksidacijskih tehnologija za obradu voda
2. sposobnost analize i optimiranja tehnologija obrade voda temeljenih na naprednim oksidacijskim procesima
3. prikupljanje i tumačenje informacija o procesu
4. rješavanje problema iz područja zaštita voda primjenom metodologije analitičkih postupaka i metodologije kemijskog inženjerstva

NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA:
Nastavna jedinica
1. Uvod i opći pojmovi, Kemijski napredni oksidacijski procesi
Ishodi učenja
- definirati i grupirati napredne oksidacijske procese, te znati njihovu ulogu u zaštiti okoliša, područja primjene, prednosti i nedostatke
- razumjeti proces oksidacije slobodnim radikalima (mehanizam oksidativne razgradnje organskih spojeva)
-znati karakteristične kemijske reakcije i reakcijske mehanizme, parametre procesa, te primjenska obilježja kemijskih naprednih oksidacijskih procesa (Fenton proces, ozonacija/katalitička ozonacija, Perokson proces)
Kriteriji vrednovanja
- definirati i klasificirati napredne oksidacijske procese
- znati ulogu naprednih oksidacijskih tehnologija u zaštiti okoliša (obradi voda) , područja primjene, prednosti i nedostatke
-znati karakteristične kemijske reakcije i reakcijske mehanizme, parametre, primjenska obilježja, te tipove Fenton procesa
- poznavati kemiju ozona i načine njegove proizvodnje
- opisati mehanizam raspada ozona u vodenom mediju, te prepoznati moguće inicijatore, promotore i inhibitore
- opisati direktni i indirektni mehanizam reakcija ozona s organskim spojevima,te znati kemijska i primjenska obilježja katalitičke ozonacije i perokson procesa
- dati primjer istraživanja kinetičkih parametara kemijskog procesa napredne oksidacije za razgradnju odabranog onečišćenja u otpadnim vodama

Nastavna jedinica
2. Fotokemijski i fotokatalitički napredni oksidacijski procesi
Ishodi učenja
- razumjeti teorijsku osnovu i mehanizme procesa baziranih na UV zračenju (direktna fotoliza , UV/H2O2 i UV/TiO2)
- opisati i demonstrirati utjecaj ključnih procesnih parametara na učinkovitost razgradnje onečišćivala
- povezati strukturu poluvodiča i njihovu ulogu u fotokatalitičkim naprednim oksidacijskim procesima
Kriteriji vrednovanja
- objasniti odnos energije i valne duljine zračenja
- primijeniti Lambert-Beerov zakon te I i II zakon fotokemije za opisivanje procesa direktne fotolize
- kemijskim jednadžbama opisati mehanizme razgradnje organske tvari UV, UV/H2O2 i UV/TiO2 procesima
- navesti glavne parametre pojedinih procesa te objasniti i demonstrirati njihov utjecaj
- opisati fenomene nastajanja parova elektron-šupljina na površini fotokatalizatora te s time povezane mehanizme razgradnje organske tvari
- navesti primjere primjene UV, UV/H2O2 i UV/TiO2 procesa, glavne karakteristike procesne opreme, te prednosti i nedostatke

Nastavna jedinica
3. Mehanički i električki napredni oksidacijski procesi
Ishodi učenja
- razumjeti teorijsku osnovu ultrazvučnih valova (UZV)
- upoznati se s primjenom UZV za napredne oksidacijske procese
- povezati teorijske osnove procesa radiolize i visokonaponskog električnog pražnjenja s njihovom primjenom u tehnologijama obrade voda
Kriteriji vrednovanja
- objasniti mehanizam kavitacije
-.prikazati ključne jednadžbe UZV procesa
- objasniti fenomene visokonaponskog električnog pražnjenja u vodi
- skicirati osnovne konfiguracije Corona reaktora
- opisati osnovne mehanizme radiolize vode
- dati primjere primjene procesa visokonaponskog električnog pražnjenja i radiolize za obradu voda
Literatura:
  1. 1. S. Papić, A. Lončarić Božić, H. Kušić, Nastavni materijali s predavanja dostupni na stranicama kolegija
    2. N. Koprivanac, S. Papić, A. Lončarić Božić, H. Kušić, D. Vujević, I Peternel, I. Grčić, Napredni oksidacijski procesi, Interna skripta, FKIT, 2009.
  2. 1. M. A. Tarr, Chemical Degradation Methods for Wastes and Pollutants, Marcel Dekker, New York, 2003.
    2. S. Parsons, Advanced Oxidation Processes for Water and Wastewater Treatment, IWA Publishing, London, 2004.
3. semestar
Izborna grupa - Redovni studij - Ekoinženjerstvo
Obavijesti

Obavještavaju se studenti koji slušaju kolegij Napredne oksidacijske tehnologije da će se prvi parcijalni ispit iz kolegija održati 12.11.2020. 12-13 h, u predavaonici P2KM-19.

 

Za kolegij:

Izv. prof. dr. sc. Hrvoje Kušić

Forum
Sortiraj prema: naslovu | vremenu zadnjeg odgovora | vremenu otvaranja teme
Naslov Odgovori Zadnji odg.
Česta pitanja