1. ASIGNATURA / COURSE TITTLE

Transcripción

1 1. ASIGNATURA / COURSE TITTLE Diseño de Instalaciones de Tratamiento de Agua / Water and Wastewater Treatment Plant Design 1.1. Código / Course number Materia / Content area Intensificación Tecnológica / Technological Intensification 1.3. Tipo / Course type Optativa / Elective subject 1.4. Nivel / Course level Grado / Bachelor (first cycle) 1.5. Curso / Year 4º / 4 th 1.6. Semestre / Semester 2º / 2 nd (Fall semester) 1.7. Idioma / Language Español. Se emplea también Inglés en material docente / In addition to Spanish, English is also extensively used in teaching material 1.8. Requisitos Previos / Prerequisites Recomendable haber superado las asignaturas Fundamentos de Ingeniería Química, Ingeniería de la Reacción Química, Ingeniería Ambiental, Operaciones de Separación, Ingeniería de Fluidos / Chemical Engineering Basis, Chemical Reaction Engineering, Environmental Engineering, Separation Processes, Fluids Engineering. 1 de 7

2 1.9. Requisitos mínimos de asistencia a las sesiones presenciales / Minimum attendance requirement La asistencia es obligatoria, se permitirá un 20% de faltas no justificadas / Attendance at a minimum of 80% of in-class sessions is mandatory La asistencia a las clases prácticas/tutorías/trabajo de campo es obligatoria / Attendance of the seminars/tutorials/fieldwork is mandatory Datos del equipo docente / Faculty Data Coordinador: Docente(s) / Lecturer(s): Juan José Rodriguez Jimenez Departamento de Química Física Aplicada/ Department of Applied Physical Chemistry Facultad de Ciencias/ Faculty of Sciences Despacho / Office : Módulo 8, Despacho 605 Teléfono / Phone: Correo electrónico/ juanjo.rodriguez@uam.es Página web/website: Horario de atención al alumnado/office hours: No hay un horario fijado. Solicitud vía correo electrónico / There is no a fixed office hours. Tutorship must be requested by Objetivos del Curso / Course objetives Objetivos Los contenidos de la materia se programan y organizan para transmitir al estudiante los conocimientos necesarios para calibrar la magnitud e importancia de los problemas de contaminación hídrica y la significación actual del factor ambiental en las actividades humanas. Se tratan las soluciones técnicas empleadas para el control de la contaminación de las aguas. Competencias - Conocer los sistemas de potabilización y tratamiento de aguas. - Diseñar sistemas de eliminación de materia en suspensión. - Diseñar reactores biológicos de fangos activos. - Diseñar sistemas de tratamiento terciario aplicados a aguas potables y residuales. - Conocer sistemas de desinfección. - Diseñar los sistemas de acondicionamiento y tratamiento de lodos. 2 de 7

3 1.12. Contenidos del Programa / Course Contents Tema 1. Introducción al tratamiento de aguas. El agua como recurso. Disponibilidad de recursos hídricos. La calidad de las aguas en relación con sus aplicaciones. Aguas residuales. Tipos y características. Definición de un problema de contaminación de aguas La depuradora como sistema industrial. Tipos de depuradoras. Esquema general de una EDAR. Consideraciones básicas sobre la depuración de aguas residuales industriales. Plantas potabilizadoras. Tema 2. Pretratamiento. Desbaste. Desarenado. Desengrasado. Aliviaderos. Medidores de caudal. Tema 3. Tratamiento primario. Operaciones físicas. La sedimentación: Tipos y aplicaciones. Sedimentación libre. Sedimentación floculante. Bases para el diseño del sedimentador primario. Sedimentación zonal: Cálculos básicos. Coagulación-floculación. La filtración a través de lechos porosos. Tema 4. Tratamiento secundario. Métodos de tratamiento biológico. Procesos aerobios: Sistemas de lodos activos. Reactores discontinuos secuenciales. Reactores biológicos de membranas. Filtros biológicos. Cálculo del sedimentador secundario. Contactores rotatorios. Sistemas anaerobios: Fundamentos. Aplicaciones y tipos de reactores. Eliminación de nutrientes mediante procesos biológicos. Tema 5. Sistemas de tratamiento terciario. Eliminación de nutrientes. Intercambio iónico. Ultrafiltración. Osmosis inversa. Arrastre con aire. Campos de aplicación en el tratamiento de aguas. Bases para el diseño. La adsorción en el tratamiento de las aguas. Aplicaciones. Adsorbentes empleados. El carbón activo. Formas de contacto. Sistemas de mezcla con agitación. Adsorción en columna. Oxidación química. Oxidantes empleados. Oxidación húmeda. Procesos de oxidación avanzada. Otros métodos de oxidación química. Eliminación de metales pesados de las aguas. Métodos. Precipitación: Agentes empleados. Configuración de una instalación de precipitación. Otras aplicaciones de la precipitación en el tratamiento de las aguas. Tecnologías avanzadas para la eliminación de metales pesados. 3 de 7

4 Tema 6. Desinfección. Objeto y campos de aplicación. Desinfección con cloro. Empleo de otros agentes químicos. Métodos físicos. Tema 7. Tratamiento de los lodos resultantes de las operaciones de depuración de aguas. Esquemas conceptuales. Espesamiento por gravedad. Flotación. Estabilización. Digestión aerobia. Digestión anaerobia: Fundamentos y criterios de diseño. Deshidratación de los lodos. Filtración. Centrifugación. Vías de gestión de los sólidos. Compostaje. Incineración. Tema 8. Bases para el uso sostenible del agua. Racionalización del consumo: Criterios y oportunidades. El reuso de las aguas tratadas: Campos de aplicación y requisitos de calidad. Reutilización del agua en la industria Referencias de Consulta / Course bibliography APHA, AWWA, WPCF Métodos Normalizados para el Análisis de Aguas Potables y Residuales. Madrid, Ed. Díaz de Santos, BUENO, J.L.; SASTRE, H. y LAVIN, A.G. Contaminación e Ingeniería Ambiental. FICYT, KIELY, G. Ingeniería Ambiental. Ed. McGraw-Hill, METCALF & EDDY Inc. Ingeniería Sanitaria: Tratamiento, Evaluación y Reutilización de las Aguas Residuales (3ªed). Labor RAMALHO, M.S. Tratamiento de Aguas Residuales. Ed. Reverté, RAO, C.S. Environmental Pollution Control Engineering. John Wiley & Sons, Svarovsky, L. Solid-Liquid Separation. Butterworh-Heinemann, Oxford, WEBER, W.J. Procesos Físico-químicos para el Control de la Calidad de las Aguas. Ed. Reverté Métodos Docentes / Teaching methodology Actividades presenciales - Clases teóricas: consistirán de forma prioritaria en lecciones magistrales en las que se expondrá de forma ordenada y sistemática el temario de la asignatura. Se utilizarán de manera habitual materiales multimedia que estarán a disposición de los alumnos en la página virtual de la asignatura. - Clases prácticas de resolución de problemas numéricos: resolución por parte de los alumnos de ejercicios y casos prácticos propuestos por el profesor. 4 de 7

5 Los estudiantes que conforman el grupo se dividirán en grupos de 20. Se contemplan cuatro tipos de clases prácticas: a) Corrección de ejercicios: exposición oral por parte de los alumnos de ejercicios resueltos durante el tiempo de estudio personal. b) Talleres de ejercicios: realización de ejercicios en el aula bajo la supervisión del profesor. Los alumnos podrán utilizar el material teórico de que dispongan. c) Controles: pruebas breves de conocimiento para evaluar el grado de aprendizaje de la materia en distintos momentos del semestre. d) Prácticas con medios informáticos: aplicación de la plataforma WEST para la simulación y optimización de unidades de tratamiento de aguas residuales. La asignatura recoge prácticas de laboratorio (Determinación de parámetros de Calidad de las Aguas, Filtración, Coagulación/Floculación, Sistema de lodos activos y Adsorción). Además, se realizará una visita a una estación depuradora de aguas residuales. Actividades no presenciales: Entrega de problemas y casos de estudio. Docencia en red: materiales didácticos y problemas resueltos. Tutorías y foro de discusión virtuales. En el desarrollo de las actividades no presenciales se aprovecharán las prestaciones que brinda la página moodle de la asignatura para la presentación de contenidos (transparencias, hojas de problemas, ejemplos, problemas resueltos, etc.) y en la comunicación entre los profesores y los estudiantes y entre los propios estudiantes. 3 Tiempo de trabajo del estudiante / Studend workload Presencial Nº de horas Porcentaje Clases teóricas (44 h) Clases prácticas (6 h) 58 h (38,8%) 70 horas Prácticas de laboratorio (8 h) (47%) Prácticas de campo 8 h (5,4%) Actividades de evaluación 4 h (2,8%) 5 de 7

6 Realización de actividades prácticas 15 h (10,0%) No Estudio semanal (14 semanas x 3 h/semana) 42 h (28,0%) presencial Preparación del examen 23 h (15,3%) Carga total de horas de trabajo: 150 h 80 horas (53%) 4 Métodos de evaluación y porcentaje en la calificación final / Evaluation procedures and weight of components in the final grade Examen parcial y final (65%). Participación en clases prácticas (15%) Repertorio de problemas propuestos (10%). Prácticas de laboratorio (10%). El 65 % de la calificación de la asignatura corresponderá a un examen final de la asignatura. Este examen recogerá toda la asignatura (teoría y problemas) y se realizará al finalizar el semestre, en la fecha establecida por la Facultad. Se realizará un examen parcial liberatorio de materia a la mitad del semestre. Para superar la asignatura el alumno deberá obtener una calificación mínima de 4,0 sobre 10 en el examen final. El aprendizaje y la formación adquirida por el estudiante serán evaluados a lo largo del curso. En este sentido, se tendrá en cuenta la participación activa de los alumnos en las clases prácticas obligatorias y la entrega de supuestos prácticos, donde se profundizará en el conocimiento de los conceptos desarrollados en cada uno de los bloques temáticos. La valoración de estas actividades supondrá el 15 % de la calificación final del alumno. Durante el curso se propondrán ejercicios para realizar como actividad no presencial. La valoración de estos ejercicios supondrá el 10 % de la calificación final del alumno. Las prácticas de laboratorio supondrán un 10% de la calificación final de la asignatura. Los estudiantes entregarán un guión que recoja los resultados y la discusión de los mismos. El estudiante que haya participado en menos de un 20% de las actividades de evaluación, será calificado en la convocatoria ordinaria como No evaluado. 6 de 7

7 En la convocatoria extraordinaria se evaluarán únicamente aquellas actividades no superadas en la convocatoria ordinaria. Los estudiantes que no hayan superado la parte de entrega de supuestos prácticos tendrán la posibilidad de presentarlos para ser evaluados. 5 Cronograma* / Course calendar Bloque Temático Tema 1. Introducción al tratamiento de aguas. Tema 2. Pretratamiento. Tema 3. Tratamiento primario. Tema 4. Tratamiento secundario. Examen Parcial Tema 5. Sistemas de tratamiento terciario. Tema 6. Desinfección. Tema 7. Tratamiento de los lodos resultantes de las operaciones de depuración de aguas. Tema 8. Bases para el uso sostenible del agua. Clases Clases teóricas en aula: 3 horas Clases teóricas en aula: 2 horas Clases de problemas en aula: 1 hora Clases prácticas en aula: 1 hora Clases teóricas en aula: 4 horas Clases de problemas en aula: 2 horas Clases prácticas en aula: 2 horas Clases de laboratorio: 8 horas Clases teóricas en aula: 4 horas Clases de problemas en aula: 5 horas Clases prácticas en aula: 1 hora Clases de laboratorio: 4 horas 4 horas Clases teóricas en aula: 10 horas Clases de problemas en aula: 5 horas Clases prácticas en aula: 1 hora Clases de laboratorio: 4 horas Clases teóricas en aula: 3 horas Clases de problemas en aula: 1 hora Clases prácticas en aula: 1 hora Clases teóricas en aula: 2 horas Clases de problemas en aula: 1 hora Clases teóricas en aula: 1 hora 7 de 7

8 Tutorías en grupo (10 estudiantes) Examen Final. Convocatoria de Mayo 4 horas 4 horas Examen Final. Convocatoria de Junio *Este cronograma tiene carácter orientativo 4 horas 8 de 7