İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Çevre Biyoteknolojisinin Esasları II Course Name Fundamentals of Environmental Biotechnology II Kodu (Code) ENB 504E / ENB 504 Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) 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 Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) 3 7.5 YL (M.Sc) Çevre Biyoteknolojisi Environmental Biotechnology Zorunlu Dersin Dili İngilizce/Türkçe (Compulsory) (Course Language) (English/Turkish) Aerobik Askıda Çoğalan Aktif Çamur Sistemleri: Kinetik ve stokiyometrik karateristiği, modifikasyonları, temel tasarım parametreleri ve modelleme esasları; Biyolojik Besi Maddesi (Nütrient) Giderimi: Biyolojik Azot Giderimi: Kinetik ve stokiyometrik özellikleri ve modelleme esasları, biyolojik azot giderimine yönelik proses uygulamaları/yeni yöntemler, Biyolojik Fosfor Giderimi, Kinetik ve stokiyometrik özellikleri ve modelleme esasları; Anaerobik Arıtma Prosesleri; Aerobik Biofilm Prosesleri Suspended Growth Aerobic Activated Sludge Processes: Kinetics and stoichiometric characteristics, modifications, fundamental design parameters and principles of modelling; Biological Nutrient Removal: Biological Nitrogen Removal: Kinetics and stoichiometric characteristics and principles of modeling, process modifications for biological nitrogen removal/emerging techniques; Biological Nitrogen Removal: Kinetics and stoichiometric characteristics and principles of modeling, Anaerobic Treatment Processes, Aerobic Biofilm Processes Dersin temel amaçları: 1. Mikrobiyal çoğalma stokiyometrisi ve kinetiğini kavrayarak biyolojik atıksu arıtımı esaslarını mühendislik uygulamalarına aktarabilme becerisinin kazandırılması 2. Biyolojik atıksu proseslerinin kavramsal tasarımının yapılması becerisinin kazandırılması The main objectives of the course are; 1. to develop skills for the application of the wastewater treatment principles in engineering practices with understanding the stoichiometry and kinetics of microbial growth 2. to develop skills for the conceptual design of the biological wastewater and sludge treatment processes. Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri kazanırlar; i. Aerobik askıda çoğalan aktif çamur sistemlerde kullanılan biyolojik arıtım esasları; kinetik ve stokiyometrik karateristiği, sistem modifikasyonları (kademeli besleme, kademeli havalandırma, kontakt stabilizasyon sistemi, uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi, vb.), proses modelleme esasları; model bileşenleri; proses hız ifadeleri; stokiyometrik ilişkiler ii. Biyolojik azot giderimine ilişkin temel mikrobiyolojik yaklaşımlar/esaslar, azot döngüsü, aerobik ve anoxic mikrobiyolojik koşullarda azot gideriminde gerçekleşen detaylı adımlar, nitrifikasyon ve denitrifikasyonun esasları, biyolojik azot gideren sistemlerin tasarım esasları ve biyolojik azot gideriminde enerji ve sürdürülebilirlik odaklı güncel yaklaşımlar ve yeni uygulamalar, iii. Biyolojik fosfor giderimine ilişkin temel mikrobiyolojik yaklaşımlar/esaslar, anaerobik ve aerobik koşullarda fosfor giderim mekanizmasının adımları, proses kinetiği ve stokiyometrisi, karışık kültürde kararlı hal modeli ve basitleştirilmiş sistem tasarımı iv. Anaerobik arıtma prosesleri temel proses yaklaşımları, proses kinetiği ve stokiyometrisi, tasarım esasları ve farklı uygulamalar v. Aerobik biyofilm prosesleri temel proses yaklaşımları ve arıtma mekanismaları, proses kinetiği ve stokiyometrisi, tasarım esasları ve farklı uygulamalar M.Sc. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency responsibility in the following areas: i. Fundamentals of biological treatment in suspended growth activated sludge processes; kinetic and stoichiometric characteristics, system modifications (step feeding, step aeration, contact stabilization, extended aeration, etc.), basis for modeling of Activated Sludge System Processes, model components, process rate expressions, stoichiometric relations ii. Fundamental microbiological approaches and basis for biological Nitrogen removal, Nitrogen Cycle, Aerobic and anoxic microbiological conditions and detailed microbiological steps in nitrogen removal processes, principles of nitrification and denitrification, basis for design of biological nitrogen removal systems, recent and emerging applications of biological nitrogen removal focusing on energy and sustainability, iii. Fundamental microbiological approaches and basis for biological phosphorus removal, Steps of the phosphorus removal mechanism under aerobic and anaerobic conditions, process kinetics and stoichimetry, steady state modeling for mixed cultures and simple system design iv. Fundamental process approaches in anaerobic treatment processes, process kinetics and stoichiometry, principles of design and different applications v. Fundamental process approaches in aerobic biofilm processes, process kinetics and stoichiometry, principles of design and different applications
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) 1.Orhon, D. and Artan, N. (1984). Modelling of Activated Sludge Systems. Technomic Publ.Co.Inc., Lancester, PA. 2.Speece, R.E. (1996). Anaerobic Biotechnology,, Archae Press, Tennessee. 3.Rittman, B.E. and McCarty, P.L. (2001). Environmental Biotechnology: Principles and Applications. McGraw-Hill Companies, Inc., NY. 4. Henze, M., van Loosdrecht, M. C. M., Ekama G.A. and Brdjanovic, D.(2008). Biological Wastewater Treatment- Principles, Modelling and Design, IWA Publishing. 5.Grady, C.P.L, Daigger, G., Love, N.G. and Filipe, C.D.M. (2011). Biological Wastewater Treatment. 3rd edition, IWA Publishing. Öğrencilere ilgili konu anlatımları sonunda olmak üzere toplam 8 ödev verilecektir. Students are required to submit a total of 8 homeworks after related subjects. Yok Not available Yıl içi ödevleri For the homework - - Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) (Assessment Criteria) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler 8 50 (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) The term paper will be prepared as a take-home final 1 50 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Derse giriş, askıda çoğalan aktif çamur sistemleri, kinetik ve stokiyometrik karakteristikler I 2 Askıda çoğalan aktif çamur sistemleri proses özellikleri I 3 Aktif çamur prosesi temel tasarım parametreleri ve modelleme esasları, I 4 Aktif çamur prosesi modifikasyonları I 5 Biyolojik azot giderim mekanizmasının esasları II 6 Nitrifikasyon: proses kinetiği ve stokiyometrisi II 7 Denitrifikasyon: proses kinetiği ve stokiyometrisi II 8 Biyolojik azot gideren sistemlerin tasarım esasları, biyolojik azot gideriminde güncel yaklaşımlar II ve yeni uygulamalar 9 Biyolojik fosfor giderim mekanizmasının esasları III 10 Biyolojik fosfor giderimi: proses kinetiği ve stokiyometrisi III 11 Biyolojik fosfor giderimi: karışık kültürde kararlı hal modeli ve basitleştirilmiş sistem tasarımı III 12 Anaerobik arıtmanın esasları IV 13 Aerobik biyofilm prosesleri V 14 Aerobik biyofilm prosesleri V COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction, Suspended Growth Activated Sludge Systems, Kinetic and Stoichiometric Characteristics I 2 Process Characteristics of Suspended Growth Activated Sludge Systems I 3 Fundamental Design Parameters and Principles of Modelling for Activated Sludge Systems I 4 Activated Sludge Systems Process Modifications I 5 Fundamentals of Biological Nitrogen Removal Mechanism II 6 Nitrification: Process Kinetics and Stoichiometry II 7 Denitrification: Process Kinetics and Stoichiometry II 8 Fundamentals of Design for Biological Nitrogen Removal Systems, Emerging Biological Nitrogen II Removal Systems and new applications 9 Fundamentals of Biological Phosphorus Removal Mechanism III 10 Biological Phosphorus Removal: Process Kinetics and Stoichiometry III 11 Biological Phosphorus Removal: Steady State Modeling For Mixed Cultures and Simple System Design III 12 Anaerobic Treatment Processes IV 13 Aerobic Biofilm Processes V 14 Aerobic Biofilm Processes V
Dersin Çevre Biyoteknolojisi Programıyla İlişkisi Katkı Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) Seviyesi 1 2 3 i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme (beceri). iv. Alanında edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). v. Alanını ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). vi. Alanını ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). vii. Alanı ile ilgili uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). viii. Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). ix. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). x. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xi. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiii. Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiv. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xv. Alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvi. Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvii. Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Environmental Biotechnology Program Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the related program s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area (knowledge). x iii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area (skill). iv. Interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). v. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). vi. The ability to carry out a specialistic study related to one s area independently. (Competence to work independently and take responsibility). vii. Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one s area and coming up with solutions while taking responsibility (Competence to work independently and take responsibility). viii. Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the x problemsrelated to the area (Competence to work independently and take responsibility). ix. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). x. Systematically transferring the current developments in the area and one s own work to other x groups in and out of the area; in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). xi. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). xii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). xiii. Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency). xiv. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). xv. Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). xvi. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). xvii. In the programs with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). 1: Little, 2. Partial, 3. Full Level of Contribution 1 2 3 x Düzenleyen (Prepared by) Seval SÖZEN Rüya TAŞLI TORAMAN Orhan İNCE Tarih (Date) 11.07.2011 İmza (Signature)