Мембранні технології очистки води

Мета дисципліни:

навчання бакалаврів елементам рішення наступних типових задач:
— розвиток компетенцій в розробці процесів проектування мембранних установок з використанням інформаційних технологій;
— висвітлення сучасних наукових та інженерних досягнень в галузі проектування з врахуванням техніко-економічних основ мембранних процесів;
— розвиток компетенцій в викладенні результатів сучасних наукових та інженерних досягнень при проектування мембранних установок в тепловій енергетиці.

Завдання дисципліни:
 
формування теоретичних знань та практичних навичок з таких питань та навчитися:
–визначати складність об'єкта та проектування, 
–розробляти алгоритми процесу проектування складних високоякісних мембранних установок;
–моделювати складні системи управління мембранними процесами;
–проводити аналіз якості функціонування мембранних апаратів та схем;
– проводити аналіз і використання розробок сучасного програмного та математичного забезпечення для автоматизованого проектування мембранних установок очищення води на ТЕС;
– використовувати програмні засоби для досліджування та прогнозування надійності мембранних установок (програми ROSA, WAWE тощо).
Основні результати навчання
 
Виявляти,  формулювати і  вирішувати інженерні  завдання у  теплоенергетиці; розуміти важливість нетехнічних (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка і промисловість) обмежень.
Розуміти  основні  методики  проектування  і  дослідження  в  теплоенергетиці,  а також їх обмеження.
Вміти проектувати теплоенергетичне обладнання та розробляти технологічні схеми у відповідності до технічних умов та нормативних документів.
Вміти проводити розрахунки та надавати рекомендації, що до ефективної роботи систем теплоенергетичної галузі.
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; Кз – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
 
Л1. Мембранні процеси та їх характеристика.
ПЗ 1. Визначення хімічного складу вихідної води для обробки на ультрамембранній установці
СРС. К.
 
2 тиждень
 
Л2. Застосування води різної якості в системах електростанцій. Методи тестування води.
СРС. К.
 
3 тиждень
 
Л3. Мембранні системи обробки води. Класифікація мембранних процесів
ПЗ2. Дослідження процесу ультрафільтрації води на лабораторній установці.
СРС. Кз. К.
 
4 тиждень
 
Л4. Метод зворотного осмосу. Розрахунок установок зворотного осмосу
СРС. К.
 
5 тиждень
 
Л5. Схеми з’єднання корпусів установок зворотного осмосу
ПЗ3. Дослідження процесу зворотного осмосу на лабораторній установці.
СРС. К.
 
6 тиждень
 
Л6. Теоретичні основи розрахунків схем і апаратів мембранних методів водопідготовки. 
СРС. К.
 
7 тиждень
 
Л7. Основи проектування багатоступнічастих установок зворотного осмосу.
ПЗ 4. Дослідження властивостей води перед її обробкою ультрафільтрацією та зворотним осмосом.
СРС. Кз. К.
 
8 тиждень
 
Л8. Практичне використання положень теорії мембранних процесів 
МКР1.
СРС. К.
 
9 тиждень
 
Л9. Аналіз та оптимізація установок зворотного осмосу. Схеми включення установок зворотного осмосу на ТЕС.
ПЗ 5. Дослідження підвищення ефективності процесу зворотного осмосу на лабораторній моделі.
СРС. К.
 
10 тиждень
 
Л10. Розрахунок одиничного елементу установок зворотного осмосу
Кз. СРС. К.
 
11 тиждень
 
Л11. Промислове використання технології зворотного осмосу та ультрафільтрації.
ПЗ6. Дослідження параметрів, які впливають на ефективність очищення води зворотним осмосом на лабораторній установці
СРС. К.
 
12 тиждень
 
Л12. Автоматизований розрахунок установок зворотного осмосу.
СРС. К.
 
13 тиждень
 
Л13. Методи розрахунку комплексних ВПУ.
ПЗ 7. Дослідження ефективності очищення води мембранними для прісної води.
СРС. К.
 
14 тиждень
 
Л14. Оцінка ефективності застосування мембранних методів у ВПУ ТЕС
СРС. Кз4. К.
 
15 тиждень
 
Л15. Новітні марки мембран, фірми-виробники. Особливості експлуатації мембран.
ПЗ 8. Дослідження ефективності очищення води мембранними для солоної води.
МКР2.
СРС. К.
 
 
Індивідуальна робота
 
Розрахунково-графічна робота. 
 
Мета РГР:
набуття загальних та спеціальних компетентностей майбутніх магістрів, поглиблення теоретичних знань з теми «Основи проектування мембранних апаратів та схем комплексних водопідготовчих установок» для придбання практичних навичок розрахунку елементів та комплексної схеми підготовки води ТЕС комбінованими схемами. 
 
1–7 тижні
Отримання завдання. Виконання розрахунків: одиничного модульного елементу, розрахунку схеми з рециркуляцією, розрахунку схеми одностадійної установки зворотного осмосу для знесолення морських і солонуватих вод з рециркуляцією і рекуперацією тиску скидного концентрату, розрахунок кількості стадій зворотного осмосу для води різного складу.
 
8–14 тижні
Виконання розрахунків: технологічний розрахунок установки зворотного осмосу за заданою продуктивністю та якістю води. Розрахунок зміни складу води по етапах обробки комплексними схемами. Оцінка ефективності комплексних схем. Висновки
 
15 тиждень
Захист роботи.
 
Виконується у вигляді рішення індивідуальних задач за тематикою практичних занять. 
 
Мета Кз:
 
Набуття загальних та спеціальних компетентностей майбутніх магістрів, поглиблення теоретичних знань та  придбання практичних навичок визначення основних показників функціонування мембранних установок обробки води та переробки радіоактивних середовищ на ТЕС. 
 
3,7 тиждень
Отримання завдання. Виконання розрахунків: хімічного складу води, зміни складу води внаслідок обробки природної води ультрафільтрацією, зворотним осмосом та електродеіонізацією. 

10,14 тиждень
Отримання завдання. Розв'язання  задач з розрахунку якості води перед її обробкою зворотним осмосом, визначення основних показників при обробці на лабораторному стенді зворотного осмосу, оцінка ефективності мембранних методів обробки води.
 
 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 89 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
 - підготовка до лекційних занять – 15 годин;
-  підготовка до практичних занять та до виконання індивідуальних контрольних завдань – разом 30 годин;
- виконання РГР – 14 годин;
-  підготовка до екзамену – 30 годин.
 
 
Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи та 4 індивідуальних контрольних завдання.
 
Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (4 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 5 балами. Правильне розв’язання задачі оцінюється в 10 балів.
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
Кз1. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 3 тиждень.
Кз2. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 5 тиждень.
ПЗ 1, 2, 3, 4 – виконання та їх захист  - 10 балів.
МКР1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
Кз3. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 10 тиждень.
Кз4. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 13 тиждень.
ПЗ 5, 6, 7, 8 – виконання та їх захист  - 10 балів.
МКР2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (4 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів. 
 
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів організовується за встановленим навчально-методичним відділом розкладом.
 
 
Політика освітнього процесу
 
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
 
Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Під час розв’язання задач на МКР та екзамені дозволяється користуватися хімічними довідниками.