Karta modułu

KARTA MODUŁU
Nazwa modułu:
Techniki membranowe
Membrane processes
Kierunek: IŚ IIº
Rok studiów: I
Semestr: 2
Rodzaj modułu: wybieralny
Punktacja ECTS: 2
Specjalność: IS
Kod modułu:
Jednostka realizująca moduł
Instytut Zaopatrzenia w Wodę i Ochrony Środowiska
Kierownik modułu
dr inż. Przemysław Kułakowski
Skład zespołu dydaktycznego
dr inż. Przemysław Kułakowski, dr inż. Stanisław M. Rybicki,
dr inż. Jerzy Mikosz
Struktura modułu:
• Wykłady:
15 godz/sem
• Laboratorium
15 godz/sem
• Praca własna studenta
30 godz/sem
Słowa kluczowe:
oczyszczanie ścieków, oczyszczanie ścieków; nanotechnologie, zrównoważony rozwój projektowanie,
Cele i efekty kształcenia Celem modułu jest poznanie przez studentów technologii membranowych
zastosowanych w oczyszczaniu wody i ścieków. Wykłady i ćwiczenia projektowe będą zogniskowane na
nabycie umiejętności wyboru właściwej technologii membranowej oraz umiejętność opracowania układów
technologicznych do zastosowania w pełnej skali technicznej. Efektem wymiernym kształcenia będzie
uzyskanie umiejętności wyboru właściwej technologii w zależności od jakości wody (ścieków) oraz
poznanie współczesnej metodyki doboru rozwiązań technicznych i technologicznych układów
membranowych. Program modułu obejmować będzie zarówno metody wyznaczania współczynników
empirycznych niezbędnych do projektowania takich układów (np. SDI oraz AOC) jak też zawierać będzie
projektowanie układu technologicznego dostosowanego do specyfiki składu fizyko-chemicznego ścieków i
osadów.
Integralną częścią modułu będą zagadnienia wykorzystania technik membranowych jako alternatywnych
procesów uzdatniania zgodnie z metodyką DPBR a w szczególności: zastąpienie dezynfekcji ultra i
nanofiltracją oraz zastąpienie odsalania termicznego i krystalizacyjnego przez technologię odwróconej
osmozy. Wykłady dotyczące technik podczyszczania oraz zagospodarowania cieczy zatężonej pozwolą
studentom na zdobycie umiejętności dostosowania technologii oczyszczania zgodnie z zasadą
zrównoważonego rozwoju. Po ukończeniu tego modułu studenci będą potrafili :
a.
W zakresie wiedzy ogólnej: będą potrafili scharakteryzować membrany a także będą
potrafili przeprowadzić dobór rodzaju membrany do charakterystyki jonu
zatrzymywanego; poznają zasady obliczeń indeksu SDI i jego wpływ na konstrukcję
układu technologicznego; zdobędą też wiedzę dotyczącą specyfiki zmian ciśnienia
transmembranowego podczas oczyszczania wody o różnym stopniu zanieczyszczenia.
Będą znali rozwiązania techniczne powstałe przy wdrażaniu tych technologii w
oczyszczalniach ścieków w Stanach Zjednoczonych i w krajach UE a także posiądą
umiejętność przeanalizowania ich zalet i wad w zależności od składu wody i ścieków.
b.
W zakresie zastosowań praktycznych w oczyszczaniu wody studenci zdobędą wiedzę w
zakresie doboru membran dla usuwania wybranych jonów oraz w zakresie zastosowania
technik membranowych jako alternatywy dla dezynfekcji wody; Poznają ogólne zasady
wytwarzania wody ultraczystej.
c.
W zakresie zastosowań praktycznych w oczyszczaniu ścieków studenci zdobędą
umiejętność wymiarowania reaktorów biomembranowych (MBR) jako rozwiązań
alternatywnych dla reaktorów wielofazowych oraz poznają rozwiązania technologii
membranowych w usuwaniu zanieczyszczeń specyficznych (np. endorfin)
Program wykładów:
• Podstawy teoretyczne procesów membranowych: osmoza, odwrócona osmoza, elektrodializa,
ultrafiltracja (2h).
• Charakterystyka membran, rodzaje membran wpływ procesu produkcji na trwałość eksploatacji;
ciśnienie transmembranowe (2h).
• Parametry technologiczne procesów: mikrofiltracji, ultrafiltracji, nanofiltracji i odwróconej
osmozy; Regeneracja membran (2h).
• Zasady i procesy przygotowania/podczyszczania wody przed układami membranowymi. Indeks
SDI (2h).
• Rozwiązania techniczne układów membranowych jedno i wielostopniowych (2h).
• Układy mikro i ultrafiltracyjne jako alternatywa procesów dezynfekcji. Problematyka skali
technicznej; Rola AOC w wyznaczaniu efektywności ultrafiltracji (2h).
• Reaktory biomembranowe w oczyszczaniu ścieków. Odsalanie wody (1h).
• Gospodarka produktami ubocznymi technik membranowych. Ocena kosztów inwestycyjnych i
eksploatacyjnych dla poszczególnych metod (2h).
Program pozostałych zajęć:
Ćwiczenia audytoryjne:
• Wykonanie obliczeń projektu układu membranowego, a w nim:
§ Bilans zanieczyszczeń (1h).
§ Obliczenia technologiczne w oparciu o indeks SDI wyznaczony w ramach ćwiczeń
laboratoryjnych (2h).
Ćwiczenia laboratoryjne:
• Wyznaczenie indeksu SDI dla wody surowej i koagulowanej (6h).
• Wyznaczenie AOC lub TOC dla wody prekoagulowanej (6h).
Program pracy własnej:
Wykonanie części obliczeniowej i szkiców układu do ćwiczenia audytoryjnego projektu układu
membranowego
Moduły, których zaliczenie warunkuje podjęcie przedmiotowego kursu:
Chemia, Technologia wody, Technologia ścieków, zalecane: Oczyszczanie wód i ścieków przemysłowych
Forma zaliczenia modułu:
• Wykładu
Zaliczenie pisemne po złożeniu z wynikiem pozytywnym projektu (60 % oceny)
• Pozostałych zajęć
Praca przedstawiona i zreferowana prowadzącemu ćwiczenie (40 % oceny)
Podręczniki, skrypty, pomoce dydaktyczne:
Literatura – miniskrypt opracowany przez autorów modułu (w jęz. polskim)
Dane techniczne rozwiązań typowych od producentów – dostępne w bibliotece Zakładu
Przykłady rozwiązań podanych na wykładach – strona www prowadzącego zajęcia,