- Nazwa przedmiotu:
- Technologia uzdatniania wody
- Koordynator przedmiotu:
- doc. dr inż. Jacek Wąsowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Środowiska
- Grupa przedmiotów:
- Kierunkowe i Specjalizacyjne
- Kod przedmiotu:
- 1110-ISISW-ISP-4301
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2017/2018
- Liczba punktów ECTS:
- 6
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Obecność na wykładach - 30 h,
Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych - 45 h,
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą - 15 h,
Przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych - 20 h,
Przygotowanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych - 20 h,
Przygotowanie do egzaminu, obecność na egzaminie - 20 h,
Razem - 150 h
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 3
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 4
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium45h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Chemia, Biologia i ekologia
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Poznanie składu i podstawowych właściwości surowca służącego do produkcji wody, wymagań stawianych wodzie przeznaczonej do picia i na cele gospodarcze oraz operacji jednostkowych umożliwiających oczyszczanie wody. Efektem kształcenia będzie rozumienie procesów zachodzących w urządzeniach do oczyszczania wody oraz opanowanie zasad tworzenia koncepcji technologicznej uzdatniania wody.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Podział domieszek i zanieczyszczeń występujących w wodach naturalnych. Ogólna klasyfikacja i charakterystyka procesów uzdatniania wody.
2. Skład i właściwości wód powierzchniowych, infiltracyjnych i podziemnych. Istota analiz fizycznych, chemicznych i biologicznych wody. Klasy czystości wód w zależności od ich zanieczyszczenia. 3. Wymagania stawiane wodzie przeznaczonej do spożycia i na cele gospodarcze w aspekcie przepisów krajowych i Unii Europejskiej. Ogólne zasady prowadzenia badań technologicznych oraz wyboru sposobu uzdatniania wody zależnie od rodzaju uzdatnianej wody, jej jakości, zapotrzebowania i przeznaczenia. Przykłady układów technologicznych stacji uzdatniania wody. 4. Usuwanie z wody zanieczyszczeń powodujących jej barwę i zmętnienie. Właściwości koloidów. Budowa cząstki koloidalnej. Potencjał elektrokinetyczny. Układ sił elektrostatycznych w cząstce koloidalnej. Koagulacja. Mechanizm i chemizm procesu koagulacji. Stosowane koagulanty i ich właściwości. Substancje wspomagające koagulację. Koagulacja objętościowa, kontaktowa i powierzchniowa. Wpływ jakości wody oraz parametrów procesowych na efektywność koagulacji. 5. Usuwanie zawiesin z wody. Sedymentacja. Swobodne i skupione opadanie cząstek. Prędkość opadania. Czynniki rzutujące na prędkość opadania. Skuteczność sedymentacji. Flotacja ciśnieniowa. Układy procesu flotacji. Parametry technologiczne. Efektywność procesu w oczyszczaniu wody. Filtracja. Mechanizm filtracji. Materiały i złoża filtracyjne. Czynniki wpływające na stratę ciśnienia i długość cyklu filtracji. Płukanie złóż filtracyjnych. Filtracja powolna i pospieszna. Parametry technologiczne i uzyskiwane efekty oczyszczania wody w procesie filtracji. 6. Sposoby poprawy organoleptycznych cech wody oraz usuwanie rozpuszczonej materii organicznej i mikrozanieczyszczeń. Utlenianie chemiczne. Rodzaj stosowanych utleniaczy, ich potencjał oksydacyjno-redukcyjny oraz miejsca stosowania w układzie technologicznym stacji uzdatniania wody. Czynniki wpływające na przebieg procesu. Uboczne produkty utleniania chemicznego. Stosowanie związków chloru, dwutlenku chloru i ozonu w technice uzdatniania wody. Zaawansowane procesy utleniania chemicznego (O3/H2O2, O3/UV, UV/H2O2 i in.). Sorpcja na węglach aktywnych. Zadania adsorpcji w uzdatnianiu wody. Teoria procesu. Stosowane sorbenty i ich charakterystyka. Miejsca stosowania węgla aktywnego w układzie technologicznym stacji uzdatniania wody. Parametry technologiczne i efektywność procesu. Usuwanie RWO z wody w systemie ozon – granulowany węgiel aktywny. 7. Usuwanie z wody związków żelaza i manganu (napowietrzanie, filtracja przez złoża piaskowe i katalityczno-utleniające, sucha filtracja, uzdatnianie wody w warstwie wodonośnej). Usuwanie z wody azotu amonowego (chlorowanie, wymiana jonowa, chemisorpcja na złożach o działaniu katalitycznym, nitryfikacja na filtrach piaskowych i biologicznie aktywnych złożach weglowych). Usuwanie z wody azotanów (odwrócona osmoza, wymiana jonowa, denitryfikacja hetero- i autotroficzna). Zasada procesów, parametry technologiczne i skuteczność oczyszczania wody. 8. Niszczenie mikroorganizmów zawartych w wodzie. Dezynfekcja metodami fizycznymi i chemicznymi. Zalety i wady stosowanych dezynfektantów. Wpływ składu wody na przebieg i skuteczność dezynfekcji. Kryteria wyboru najkorzystniejszego sposobu dezynfekcji wody.
Ćwiczenia laboratoryjne:
1. Porównanie jakości wody podziemnej i wody powierzchniowej ujmowanej do zaopatrzenia w wodę do spożycia 2. Usuwanie z wód powierzchniowych domieszek wywołujących barwę i mętność metodą koagulacji objętościowej. 3. Usuwanie z wód klarownych domieszek wywołujących barwę metodą koagulacji w filtrze kontaktowym 4. Badanie sedymentacji zawiesin w wodzie 5. Zmiana jakości wody w wyniku utleniania chemicznego 6. Usuwanie mikrozanieczyszczeń metodą sorpcji na węglu aktywnym 7. Odżelazianie i odmanganianie wody metodą napowietrzania i dwustopniowej filtracji lub metodą napowietrzania, alkalizacji i jednostopniowej filtracji 8. Wyznaczanie zapotrzebowania na chlor podczas dezynfekcji wody.
- Metody oceny:
- 1. Wykład (W) : Zdanie egzaminu. Podstawową formą egzaminu jest praca pisemna.
2. Laboratoria (L) : Obecność na zajęciach i wykonanie wszystkich tematów ćwiczeń. Zaliczenie pisemnego sprawozdania z każdego ćwiczenia. Zaliczenie kolokwium pisemnego. Ocena z laboratorium = 0,5 • oceny ze sprawozdań + 0,5 • oceny z kolokwium
3. Ocena łączna - 0,6 • W + 0,4 • L
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. Kowal A., Świderska-Bróż M.: „Oczyszczanie wody”. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa, 1996.
2. Praca zbiorowa pod red. Nawrockiego J., Biłozora S.: „Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne”. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa - Poznań, 2000.
3. Montgomery J.,M.: „Water treatment. Principles and design”. John Wiley and Sons Inc., New York, 1985.
4. Hendricks D.: “Water treatment. Unit processes”. CRC Press Taylor and Francis Group, New York, 2006.
5. Praca zbior. pod red. J. Wąsowskiego: „Laboratorium z technologii wody”. Ofic. Wyd. PW, Warszawa, 1997.
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W01
- Posiada wiedzę w zakresie jakości wody ujmowanej do celów komunalnych, wymagań stawianych wodzie uzdatnionej, teorii procesów fizycznych i chemicznych stosowanych do usuwania zanieczyszczeń z wody, parametrów technologicznych i efektywności procesów, rodzajów i właściwości reagentów wykorzystywanych w technice uzdatniania wody oraz kierunków i sposobów modernizacji istniejących układów technologicznych stacji uzdatniania wody.
Weryfikacja: egzamin z wykładu, sprawozdania i kolokwium z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_W06, IS_W15
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W11
- Efekt W02
- Posiada wiedzę z zakresu sposobu prowadzenia badań procesów uzdatniania wody.
Weryfikacja: sprawozdania i kolokwium z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_W11
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U01
- Posiada umiejętność tworzenia koncepcji technologicznej uzdatniania wody, potrafi ocenić i opisać przebieg procesów zachodzących w urządzeniach do uzdatniania wody, potrafi analizować wpływ parametrów technologicznych na efektywność procesów.
Weryfikacja: egzamin z wykładu, sprawozdania i kolokwium z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_U12, IS_U16
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U09, T1A_U13, T1A_U14, T1A_U01, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U05
- Efekt U02
- Posiada umiejętność samodzielnego planowania i prowadzenia badań technologicznych nad uzdatnianiem wody,sporządzania raportów z tych badań.
Weryfikacja: sprawozdania i kolokwium z ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_U22
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U10
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt K01
- Rozumie potrzebę ciągłego podnoszenia kompetencji zawodowych
Weryfikacja: egzamin z wykładu, odpowiedź ustna podczas ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_K01
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K01
- Efekt K02
- Ma świadomość konieczności działania w sposób profesjonalny i etyczny zawodowo.
Weryfikacja: wspólne sprawozdanie z ćwiczeń wykonanych w zespole
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_K03
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K03
- Efekt K03
- Potrafi pracować w zespole i ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania
Weryfikacja: wspólne sprawozdanie z ćwiczeń wykonanych w zespole
Powiązane efekty kierunkowe:
IS_K04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K04