Overordnede kursusmål
Kurset tager udgangspunkt i at udstyre de studerende med (1) en
videns base om de større biokemiske og bioenergiske reaktioner
udnyttet ved vandbehandling; (2) en vurdering af, hvordan disse
reaktioner anvendes i nutidig vandbehandling (3) en evne til at
konstruere, bruge og fortolke matematiske modeller af de vigtigste
biokemiske processer; (4) en evne til at beregne steady
state-løsninger for hovedbestanddelene og deres vekselvirkning i
vandteknologier [C, N, P, S]; (5) en videns base af makro- og
mikrotransportprocesser, der er relevante for biokemiske processer
anvendt til vandbehandling. Dette kursus forbereder de studerende,
der er interesserede i biokemiske processer til behandling /
styring af kilder og resternde farvande af forskellige kvaliteter
til drikkevarer, industrielle og miljømæssige endepunkter.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Beregn elementære massebalancer og tilsvarende støkiometriske
ligninger for mikrobielle vækstprocesser.
- Forklar og anvend følgende støkiometriske og kinetiske
parametre til beregning af ligevægtskoncentrationer: udbytte,
maksimal væksthastighed, vedligeholdelse, substrataffinitet.
- Vurder relevansen og beskriv matematisk flere anvendelser af
substrat.
- Par mikrobielle vækstegenskaber til termodynamiske
principper.
- Kontrast karakteristika for suspenderet vs vedhæftede
vækstsystemer i vandbehandling applikationer - og brug passende
matematiske modeller til at beskrive begge.
- Vurder forskelle mellem mikro- og makro
transportprocesser.
- Beskriv og diskuter hovedvandskomponenterne og beskriv hvordan
biokemiske processer udnyttes i vandbehandling.
- Beskriv og kontrast de underliggende mekanismer i de
forskellige biokemiske reaktioner anvendt ved vandbehandling,
omfattende processer relateret til fjernelse eller genvinding af C,
N, P, S, Fe, Mn og sporforurenende stoffer.
- Større ideelle reaktorer og vurder driftsbetingelser for stabil
biokemisk fjernelse af masse organisk kulstof, nitrogen, fosfor,
svovl og sekundære substrater fra farvande ved anvendelse af
massebalancer, proceskinetik, processtøkiometri og
reaktorhydraulik.
- Liste og anvende nøglereaktoregenskaber, der skal overvejes,
når opskalere biokemiske processer.
- Udfør og tolk batchanalyser for at estimere biokemiske
vækstkinetiske og støkiometriske parametre.
- Anvend og anvend matematiske modeller til at simulere
forskellige bakterievækst / substratoptagelsesprocesser.
Kursusindhold
Kurset dækker grundlæggende kvantitativ forståelse af mikrobielle
konverteringsprocesser og vækst med relevans for vand / miljøteknik
applikationer.
Det etablerer en forståelse af biokemisk procesmodellering og
udformning af procesenheder til fjernelse / genvinding af
opløseligt organisk kulstof, nitrogen, fosfor, svovl, sekundære
substrater fra farvande.
Der lægges særlig vægt på biokemiske og transportprocesser.
Problemer løses ved hjælp af hånd- og spread-baseret beregninger.
Derudover anvendes simuleringsværktøjer til suspenderet og
vedhæftet vækst i flere faser af kurset. Eksperimentelle assays
fortolkes for at opnå nøgleparametre.
Litteraturhenvisninger
Rittmann & McCarty (2001) Environmental Biotechnology
(McGrawHill) In addition, students will receive electronic version
of reference reading for specific topics.
Bemærkninger
Kurset gør brug af gruppe / kooperativ læring. Gruppearbejde
udarbejdes af instruktørerne ved semesterets start. Individuelle
bidrag til gruppeprojekt er eksplicit vurderet
Sidst opdateret
07. december, 2021
