Сучасні процеси у технології неорганічних речовин та водоочищення

Спеціальність: Хімічні технології неорганічних речовин і водоочищення
Код дисципліни: 7.161.01.O.006
Кількість кредитів: 10.00
Кафедра: Хімії і технології неорганічних речовин
Лектор: професор Знак Зеновій Орестович доцент Буклів Роксоляна Любомирівна
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Засвоєння студентами сучасних методів інтенсифікації хіміко-технологічних процесів і систем для їх використання у практичній діяльності майбутнього фахівця з технології неорганічних речовин та водоочищення. Формування у магістрів знань теоретичних основ і наукового підходу до вирішення проблем технологій неорганічних речовин і водоочищення та розроблення відповідних нових перспективних технологій, вибору оптимальних процесів, режиму, апаратури та обладнання з метою їх використання у практичній діяльності для вирішення конкретних завдань.
Завдання: загальних: Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різ¬них джерел. фахових: Здатність досліджувати, класифікувати та аналізувати показники якості хімічної продукції, технологічних процесів і обладнання хімічних виробництв; Здатність використовувати результати наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок для вдосконалення існуючих та/або розробки нових технологій і обладнання хімічних виробництв; Здатність використовувати інноваційні досягнення хімічних технологій для вдосконалення виробництв неорганічних речовин і матеріалів та наноматеріалів.
Результати навчання: Критично осмислювати наукові концепції та сучасні теорії хімічних процесів та хімічної інженерії, застосовувати їх під час проведення наукових досліджень та створенні інноваційних процесів. Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, підготовки та очищення вод, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію. Вільно спілкуватися державною та іноземною мовами усно і письмово для обговорення і презентації результатів професійної діяльності, досліджень та проектів. Здійснювати у науково-технічній літературі, патентах, базах даних, інших джерелах пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, і аналізувати та оцінювати відповідну інформацію. Розробляти та модернізувати процеси виробництв неорганічних речовин і матеріалів та наноматеріалів відповідно до сучасних інноваційних технологій. Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен знати і вміти: - знати основні характеристики методів передачі різних видів енергії хіміко- технологічним системам та їх технологічні, екологічні і економічні показники; - знати фізико-хімічні основи процесів, що відбуваються у хіміко-технологічних системах, під впливом різних видів енергії; - знати принципи застосування методів передачі енергії хіміко-технологічним системам під час розроблення та оптимізації технологічних процесів хімічної технології та охорони довкілля; - знати загальні конструкції пристроїв для підведення різних видів енергії у хіміко- технологічні системи; - вміти аналізувати існуючі технологічні процеси та аргументовано вибирати оптимальний спосіб їх інтенсифікації зі застосуванням інноваційних методів передачі енергії; - вміти застосовувати сучасні методи передачі енергії хіміко-технологічним системам для вирішення конкретних виробничих завдань. - нові перспективні технології водоочищення; - теоретичні закономірності та вплив різних чинників на перебіг процесів перспективних технологій водоочищення; - основні етапи розроблення нових технологій неорганічних речовин і водоочищення;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Хіміко-технологічні процеси у підготовці природних вод Хімія та технології наноматеріалів Методологія наукових досліджень
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна охоплює теоретичні засади, технологічні аспекти, апаратурне оформлення для здійснення сучасних інноваційних процесів у технологіях неорганічних продуктів та охорони навколишнього середовища, зокрема, акустичних, електромагнітних, плазмохімічних, мембранних тощо, а також приклади застосування цих процесів у реальних технологіях. Вивчення та комплексна оцінка існуючих і перспективних технологій водоочищення. Визначення найбільш доцільних пріоритетних шляхів водоочищення та їх технологічних і енергетичних проблем. Способи утилізації та знешкодження відходів водоочищення, маловідходні та безвідходні технології.
Опис: Системний підхід до задач інтенсифікації ХТП. Сепарація у технологіях неорганічних речовин і водоочищення. Мембранні процеси. Механізми мембранного масоперенесення. Сучасні мікро-, ультра-, нанофільтрація та зворотний осмос у технологічних процесах. Нанопоруваті матеріали для очищення води. Мембрани з додатковими функціональними властивостями Біполярний мембранний електродіаліз (BMED). Інженерні аспекти мембранного розділення. Біологічні методи очищення: аеробні біологічні процеси, що містять традиційні процеси активного мулу, секвенування партійних реакторів (SBRs), біологічний фільтр рухомих реакторів та анаеробні біологічні процеси. Технологія мембранного біореактора (біологічне очищення та мембранна сепарація). Характеристика акустичних методів інтенсифікації ХТП. Звук і ультразвук. Удар і ударні хвилі. Явище кавітації. Кавітація як система фізичних і хімічних процесів. Енергетичний баланс кавітаційного процесу. Кавітаційні методи очищення вод. Нетрадиційні способи обробки стічних вод: електрофізичні процеси, інфрачервоне випромінювання, електроконтактний нагрів, обробка в електростатичному полі, електроіскровий розряд в рідині Електромагнітні методи інтенсифікації ХТП. Електромагнітні безрозрядні ХТП. Дія ЕМВ на речовину. Генерування ЕМВ, типове обладнання, принцип дії. Плазмохімічні ХТП. Види плазми та її характеристика. Класифікація плазмотронів. Схема типового плазмохімічного процесу: підготовка сировини, збудження плазми та плазмохімічна реакція, загартування продуктів плазмолізу, розділення процесів плазмолізу. Дугові плазмотрони. ВЧ та НВЧ плазмотрони Плазмохімічне очищення вод Радіаційно-хімічні процеси у ТНРіВ. Радіоліз, стадії радіолізу. Радіаційно-хімічний вихід. Електрохімічне очищення вод Фотохімічні ХТП. Стадії та характеристика фотохімічних ХТП. Пристрої для реалізації фотохімічних ХТП: газорозрядні лампи, лазери. Теоретичні основи застосування ультрафіолетового випромінювання для знешкодження мікроорганізмів у воді. Процеси Фентона та фотофентона. Advanced Oxidation Processes. Адсорбція у сучасних технологіях водоочищення. Адсорбенти з додатковими функціональними властивостями. Використання окисників з фізичними методами: Advanced Oxidation Processes. Застосування сучасних процесів інтенсифікації ХТП у ХТНР і водоочищенні. Аналіз відповідності українських інноваційних пріоритетів перспективним світовим науковим та технологічним напрямам у технологіях неорганічних речовин і водоочищення.
Методи та критерії оцінювання: • усне опитування, виконання самостійних робіт (30%); • підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, іспит): письмова форма 50% - усна форма 20%
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) - 30 балів Екзаменаційний контроль - 70 балів Разом за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–00 балів – («незадовільно» ) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Знак З.О., Гелеш А.Б. Інноваційні процеси у хімічних технологіях. Частина І.: Навчальний посібник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 208 с. 2. Т. А. Донцова. Інноваційні неорганічні технології : підручник для студ. спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» / КПІ ім. Ігоря Сікорського ; уклад.– Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. – 291 с. 3. Донцова Т. А Сучасні проблемні питання хімічної технології неорганічних речовин: навч. посіб. / Т. А. Донцова, І. М. Астрелін. — Київ : НТУУ «КПІ», 2011. — 146 с. 4. Знак З.О., Сухацький Ю.В., Мних Р.В., Зінь О.І. Гідродинамічна кавітація. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. – 2020. – 232 с. 5. Півоваров О.А., Скиба М.І. Використання нерівноважної низькотемпературної плазми в гідрометалургійній промисловості: монографія. – Дніпропетровськ: Акцент ПП, 2016. –206 с. 6. Шевчук Л.І. Кавітація. Фізичні, хімічні, біологічні та технологічні аспекти. : монографія / Шевчук Л.І., Старчевський В.Л. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2014.- 450 с 7. Вітенько Т.М. Гідродинамічна кавітація у масообмінних, хімічних і біологічних процесах: монографія / Вітенько Т.М.– Тернопіль, (видавництво ТДТУ ім. Івана Полюя). 2009. – 224 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).