İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Kimyasal Arıtma Proseslerinin Modellenmesi Course Name Modeling of Chemical Treatment Processes Kodu (Code) CBM 606 Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) Ders Seviyesi (Course Level) AKTS Kredisi (ECTS Credits) 3.0 7.5 Doktora (Ph.D.) Çevre Bilimleri ve Mühendisliği (Environmental Science and Engineering) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) Türkçe (Turkish) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Çevre mühendisliğinde uygulanan kimyasal prosesler; Modellemede temel kavramlar ve esasları: reaktör hidroliği, kararlı hal, açık ve kapalı sistemler; İyonik güç düzeltmesi; Bilgisayar uygulamalı proses modelleme ve optimizasyon yöntemleri; Kimyasal proseslerin modellenmesi ve tasarımı: havayla amonyak sıyırması, siyanür oksidasyonu, sülfür oksidasyonu, krom (6+) indirgeme, strüvit çöktürmesi; karbonat çöktürmesi, sülfat çöktürmesi, ağır metal çöktürmesi, florür çöktürmesi Chemical processes applied in environmental engineering; Basic concepts and basis of modeling: reactor hydraulics, steady state approach, open and closed systems; Ionic strength corrections; Computer aided process modeling and optimization; Modeling and design of chemical processes: air stripping of ammonia; cyanide oxidation, sulfide oxidation, hexavalent chromium reduction, struvite precipitation; carbonate precipitation, sulfate precipitation, heavy metal precipitation, fluoride precipitation 1. Proses modellemesinin temel kavramlarının verilmesi 2. Çevre Mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan kimyasal proseslerin modellenmesinde kapsamlı bilgi ve beceri kazandırılması 3. Çevre Mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan kimyasal proseslerin tasarımı ve işletimi hakkında kapsamlı bilgi ve beceri kazandırılması 1. To introduce the basic concepts of process modeling 2. To present detailed information about modeling of commonly employed chemical processes in environmental engineering 3. To present detailed information about design and operation of commonly employed chemical processes in environmental engineering Bu dersi başarıyla tamamlayan doktora öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; I. Kimyasal proseslerin analizi ve tasarımı ile ilgili teorik ve uygulama prensipleri (bilgi) II. Bilgisayar uygulamalı proses modelleme ve optimizasyon yöntemleri (beceri) III. Havayla amonyak sıyırmasının modellenmesi ve tasarımı (beceri ve öğrenme yetkinliği) IV. Kimyasal oksidasyon/redüksiyon proseslerinin modellenmesi ve tasarımı (beceri ve öğrenme yetkinliği) V. Kimyasal çöktürme uygulamalarının modellenmesi ve tasarımı (beceri ve öğrenme yetkinliği) Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skills and proficiency in the following subjects I. Theoretical approaches of chemical process analysis and design on an application basis (knowledge) II. Computer aided modeling design and optimization methods (skill) III. Design and modeling of air stripping of ammonia (skill and learning competence) IV. Design and modeling of chemical oxidation/ reduction processes (skill and learning competence) V. Design and modeling of chemical precipitation (skill and learning competence)
Kaynaklar (References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (1.) Stumm, W., ve Morgan, J. J., 1996. Aquatic Chemistry Introduction Emphasizing Chemical Equilibrium Natural Waters, John Wiley&Sons Inc., Canada. (2.) Snoyeink, V. L. ve Jenkins D., 1980. Water Chemistry, John Wiley&Sons Inc., Canada. (3.) Faust, D. S. ve Aly O. M., 1998. Chemistry of Water Treatment, 2 nd edition, CRC Press LLC, Florida, USA. (4.) Alloway, B. J. ve Ayres, D. C., 1997. Chemical Principles of Environmental Pollution, 2 nd edition, Chapman & Hall, Suffolk, UK. (5.) Myers, R. H., Montgomery, D. C. ve. Anderson-Cook, C. M., 2009. Response Surface Methodology: Process And Product Optimization Using Designed Experiments, 3 th edition, John Wiley & Sons Inc., New Jersey, USA. Öğrencilerin dersi daha iyi öğrenmelerine yardım etmesi amacıyla dönem boyunca 5 tane haftalık ödev verilecek ve bunlar bir hafta sonra toplanacaktır. To help students for learning and comprehending the course material better, 5 problem sets should be assigned throughout the semester, and their solutions should be returned back in the subsequent week. (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar Proseslerin modelleme ve optimizasyon çalışmaları lisanslı bilgisayar programlarının kullanımı ile gerçekleştirilecektir. Process modeling and optimization studies carried out with the use of licensed computer programs. (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) (Assessment Criteria) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) 5 % 60 (60 %) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) 1 % 40 (40 %) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur (veya: Gerekli Görüldüğü Takdirde Arttırılabilir).
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Çevre mühendisliğinde uygulanan kimyasal prosesler I 2 Modellemede temel kavramlar ve esaslar I 3 Reaktör hidroliği ve kararlı hal, açık ve kapalı sistemler I 4 İyonik güç düzeltmesi I, II 5 Bilgisayar uygulamalı proses modelleme ve optimizasyon yöntemleri I, II 6 Havayla amonyak sıyırmasının modellenmesi ve tasarımı I, II, III 7 Siyanür oksidasyonunun modellenmesi ve tasarımı I, II, IV 8 Sülfür oksidasyonunun modellenmesi ve tasarımı I, II, IV 9 Krom (6+) indirgemesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, IV 10 Strüvit çöktürmesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, V 11 Karbonat çöktürmesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, V 12 Sülfat çöktürmesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, V 13 Ağır metal çöktürmesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, V 14 Florür çöktürmesinin modellenmesi ve tasarımı I, II, V COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Chemical processes applied in environmental engineering I 2 Basic concepts and basis of modeling I 3 Reactor hydraulics, steady state approach, open and closed systems I 4 Ionic strength corrections I, II 5 Computer aided modeling design and optimization methods I, II 6 Air stripping of ammonia I, II, III 7 Cyanide oxidation I, II, IV 8 Sulfide oxidation I, II, IV 9 Hexavalent chromium reduction I, II, IV 10 Struvite precipitation I, II, V 11 Carbonate precipitation I, II, V 12 Sulfate precipitation I, II, V 13 Heavy metal precipitation I, II, V 14 Fluoride precipitation I, II, V
1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam Dersin Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Yüksek lisans yeterliliklerine dayalı olarak, alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve/veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirebilme, derinleştirebilme ve alanına yenilik getirecek özgün tanımlara ulaşabilme (bilgi). ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinlerarası etkileşimi kavrayabilme; yeni ve karmaşık fikirleri analiz, sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşabilme (bilgi). Katkı Seviyesi 1 2 3 iii. Alanındaki yeni bilgileri sistematik bir yaklaşımla değerlendirebilme ve kullanabilme (beceri). iv. Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştirebilme ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayabilme, özgün bir konuyu araştırabilme, kavrayabilme tasarlayabilme, uyarlayabilme ve uygulayabilme (beceri). v. Yeni ve karmaşık düşüncelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapabilme (beceri). vi. Alanı ile ilgili çalışmalarda araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler kazanmış olma (beceri). vii. Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştiren ya da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayan özgün bir çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirerek alanındaki ilerlemeye katkıda bulunabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). viii. Alanı ile ilgili en az birer adet bilimsel makaleyi ulusal ve uluslararası hakemli dergilerde yayınlayarak veya özgün bir yapıt üreterek ya da yorumlayarak alanındaki bilginin sınırlarını genişletebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). ix. Özgün ve disiplinlerarası sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). x. Yaratıcı ve eleştirel düşünme, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri xi. xii. xiii. xiv. xv. xvi. kullanarak alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirebilme (Öğrenme Yetkinliği). Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmeye yönelik eylemleri yönetebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Uluslararası platformlarda, uzman kişiler ile alanındaki konuların tartışılmasında özgün görüşlerini savunabilme ve alanındaki yetkinliğini gösteren etkili bir iletişim kurabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyi nde kullanarak ileri düzeyde yazılı, sözlü ve görsel iletişim kurabilme ve tartışabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). Alanındaki bilimsel, teknolojik sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtarak, yaşadığı toplumun bilgi toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunların çözümünde stratejik karar verme süreçlerini kullanarak işlevsel etkileşim kurabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Alanı ile ilgili konularda karşılaşılan toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne katkıda bulunabilme ve bu değerlerin gelişimini destekleyebilme (Alana Özgü Yetkinlik).
Relationship between the Course and Environmental Science and Engineering Curriculum Program Outcomes i. Developing and intensifying the current and high-level knowledge in the area with the use of original thinking and/or research processes and in a specialistic level, based upon the competency in M.S. level (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area; reaching original results by using the specialistic knowledge in analyzing, synthesizing and evaluating new and complex ideas (knowledge). Level of Contribution 1 2 3 iii. The ability to evaluate and use new information in the area with a systematical approach (skill). iv. Developing a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment; researching, grasping, designing and applying an original subject (skill). v. The ability to critically analyze, synthesize and evaluate the new and complex ideas (skill). vi. Acquiring the most developed skills about using the research methods in studies in the related area (skill). vii. Contributing to the progress in the area by independently carrying out a study which uses a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment (Competence to work independently and take responsibility). viii. ix. Expanding the limits of knowledge in the area by publishing at least one scientific article in an international peer reviewed journal and/or creating or interpreting an original work (Competence to work independently and take responsibility). Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the original and inter-disciplinary problems (Competence to work independently and take responsibility). x. Developing area-related new ideas and methods by making use of high level intellectual processes such as creative and critical thinking, problem solving and decision making (Learning Competence). xi. xii. xiii. xiv. xv. xvi. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to direct the actions to change these when necessary. (Communication and Social Competency). The ability to establish effective communication with experts in the international environments to discuss the area-related subjects and to defend original opinions, showing one s competency in the area (Communication and Social Competency). Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio C1 Level- and establishing written, oral and visual communication and developing argumentation skills with that language (Communication and Social Competency). Contributing to the society s state and progress towards being an information society by announcing and promoting the technological, scientific and social developments in one s area (Area Specific Competency). Ability to establish effective communication in the solving of the problems faced in the area, by using the strategic decision making processes (Area Specific Competency). Contributing to the solution of area-related social, scientific, cultural and ethical problems and promoting the development of these values (Area Specific Competency). 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Olcay Tünay Prof. Dr. N. Işık Kabdaşlı Doç. Dr. Tuğba Ölmez-Hancı Tarih (Date) 20 Şubat 2012 İmza (Signature)