Biotechnologia ścieków i materiałów odpadowych - wizyta studyjna

Cele przedmiotu:
C1 - Zapoznanie studentów z zasadami pracy Centralnego Laboratorium MPWiK w Lublinie,
C2 - Zapoznanie studentów z analizami wody, ścieków i osadu ściekowego, w zakresie wskaźników mikrobiologicznych i fizyko-chemicznych zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa.
Wymagania wstępne:
Wiedza nabyta w ramach zajęć z zakresu :
W1- podstaw chemii, biochemii,
W2 - metod analitycznych w biotechnologii,
W3 - technologii i inżynierii bioprocesowych.
Efekty kształcenia:
WIEDZA
W1 - Student posiada wiedzę w zakresie planowania analiz z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych w zakresie biotechnologii ścieków i przetwarzania odpadów - K_W05.
W2 Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w akredytowanym laboratorium zajmującym się analizą wody i ścieków - K_W07.
UMIEJĘTNOŚCI
U1 - Student interpretuje procesy i zjawiska zachodzące w osadach czynnych i ściekach, ocenia zagrożenia dla środowiska związane z zastosowaniem technologii oczyszczania ścieków i przetwarzania odpadów - K_U012.
KOMPETENCJE SPOŁECZNE (POSTAWY)
K1 - Student rozumie potrzebę ciągłego pogłębiania wiedzy, aktualizacji umiejętności i poszukiwania nowych metod badawczych lub modyfikacji już istniejących do analizowania stanu środowiska. Wykazuje otwartość na nowoczesne technologie stosowane w oczyszczaniu ścieków - K_K01, K_K03.
Metody dydaktyczne:
Wykład i demonstracja pracy Centralnego Laboratorium MPWiK w Lublinie
Treści programowe:
Zadania i cele Centralnego Laboratorium MPWiK w Lublinie w zakresie badania wody, ścieków i osadu ściekowego. Wskaźniki mikrobiologiczne i fizyko-chemicznych wody, ścieków i osadu ściekowego zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa. Najnowsze metody, techniki i procedury badawcze oraz nowoczesne urządzenia pomiarowe wykorzystywane w analizie wody i ścieków.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia:
Zaliczenie
(W) Student posiada podstawową wiedzę z zakresu analizy mikrobiologicznej i fizyko-chemicznej wody i ścieków.
(U) Potrafi opisać techniki i metody wykorzystywane w analizie wody i ścieków.
(K) Student jest świadomy potrzeby doskonalenia i weryfikacji metod analitycznych.

Obecność na zajęciach. Przygotowanie pisemnego raportu obejmującego zagadnienia omawiane w trakcie wizyty w Centralnym Laboratorium MPWiK w Lublinie.

Brak zaliczenia:
(W) Student nie posiada podstawowej wiedzy z zakresu analizy mikrobiologicznej i fizyko-chemicznej wody i ścieków.
(U) Student nie potrafi opisać technik i metod wykorzystywanych w analizie wody i ścieków.
(K) Student nie jest świadomy potrzeby doskonalenia i weryfikacji metod analitycznych.
Literatura podstawowa i uzupełniająca:
Informacje przekazane w trakcie prezentacji obiektu.

Biotechnologia ścieków i materiałów odpadowych - ćwiczenia

Cele przedmiotu:
C1- Zapoznanie z problematyką ścieków, segregacji i zagospodarowania odpadów w aspekcie ekologicznym i ekonomicznym.
C2- Prezentacja istniejących rozwiązań technologicznych stosowanych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów z wykorzystaniem procesów prowadzonych z udziałem mikroorganizmów i roślin.
C3-Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności wyznaczania wskaźników i parametrów służących charakterystyce ścieków i odpadów oraz ocenie wydajności procesów biologicznych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów.
Wymagania wstępne:
W1- Znajomość podstaw chemii, biochemii, metod analitycznych w biotechnologii, technologii i inżynierii bioprocesowych.
W2- Umiejętność pracy w laboratorium zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy.
Efekty kształcenia:
(W) Student potrafi scharakteryzować ścieki oraz odpady ze względu na pochodzenie, poziom i charakter zanieczyszczeń oraz definiować podstawowe pojęcia i procesy biotechnologiczne w oczyszczaniu ścieków i zagospodarowania odpadów a także definiować zagrożenia dla środowiska, wynikające z nieprawidłowego gospodarowania ściekami i odpadami - K_W01.
(W) Student potrafi rozróżnić i opisać technologie fermentacji odpadów i osadów ściekowych, oraz określić warunki prowadzenia fermentacji i kompostowania - K_W01, K_W02.
(W) tudent posiada wiedzę w zakresie planowania analiz z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych w zakresie biotechnologii ścieków i przetwarzania odpadów - K_W05.
(W) Porównuje różne metody biologicznego oczyszczania ścieków i poddaje je krytycznej ocenie - K_W03.
(W) Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium - K_W07.
(U) Student projektuje i przeprowadza oznaczenia podstawowych parametrów fizyko-chemicznych ścieków i odpadów - K_U01.
(U) Określa wydajność procesów biologicznego usuwania zanieczyszczeń ze ścieków (względem poszczególnych zanieczyszczeń) na podstawie danych empirycznych - K_U01.
(U) Student potrafi zaproponować metodę biologicznego oczyszczania w zależności od składu ścieków - K_U011.
(U) Interpretuje procesy i zjawiska zachodzące w osadach czynnych, złożach biologicznych i odpadach, ocenia zagrożenia dla środowiska związane z zastosowaniem technologii oczyszczania ścieków i przetwarzania odpadów - K_U012.
(U) Przygotowuje sprawozdania z przeprowadzonych analiz oraz interpretuje otrzymane wyniki, formułuje wnioski - K_U014.
(U) Posiada umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji dotyczących zagadnienia ścieków i odpadów, ich weryfikacji, syntezy i formułowania na ich podstawie sądów, potrafi krytycznie analizować wyniki prac doświadczalnych - K_U014.
(K) Student rozumie potrzebę ciągłego pogłębiania wiedzy, aktualizacji umiejętności i poszukiwania nowych metod badawczych lub modyfikacji już istniejących do analizowania stanu środowiska. Wykazuje otwartość na nowoczesne technologie stosowane w oczyszczaniu ścieków - K_K01, K_K03.
(K) Student wykazuje dbałość o stanowisko pracy, powierzony sprzęt i umiejętność do pracy w grupie - K_K06.
(K) Student ma świadomość konieczności kontrolowania stanu środowiska oraz świadomości konieczności poszukiwania nowych technologii i rozwiązań przyczyniających się do polepszenia jakości ścieków oraz ograniczających produkcję ścieków i odpadów - K_K01.
Metody dydaktyczne:
Zajęcia laboratoryjne, metody dialogowe.
Treści programowe:
Tematyka zajęć laboratoryjnych:
Wprowadzenie do ćwiczeń, zasady BHP, wymagania ogólne. Oznaczanie wybranych właściwości fizycznych i chemicznych ścieków (surowych, oczyszczonych) oraz odpadów. Chemiczne i biochemiczne zapotrzebowanie na tlen jako wskaźnik efektywności procesu oczyszczania ścieków. Biologiczne usuwanie związków fosforu i azotu ze ścieków. Tlenowe i beztlenowe przemiany zachodzące w osadach ściekowych i odpadach. Oznaczanie zawartości węgla organicznego i nieorganicznego w osadach ściekowych i odpadach. Wpływ substancji toksycznych na aktywność dehydrogenaz osadu czynnego i osadów ściekowych. Test biologiczny ekstraktów z różnych odpadów.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia:
OCENA NIEDOSTATECZNA:
(W)Nie posiada podstawowej wiedzy związanej z problematyką ścieków i odpadów. Nie zna podst. pojęć, terminologii i mechanizmów procesów biotechnologicznych stosowanych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów.
(U)Nie zna metod analitycznych stosowanych do kontroli podstawowych parametrów ścieków i odpadów oraz badania efektywności ich oczyszczania i przetwarzania. Nie potrafi zaplanować podstawowych oznaczeń analitycznych dotyczących przedmiotu oraz samodzielnie opracować uzyskanych wyników i korzystać z literatury przedmiotowej.
(K)Nie stosuje się do zasad BHP. Nie uczestniczy w zajęciach. Nie potrafi pracować w zespole.
OCENA DOSTATECZNA:
(W)Posiada podstawową wiedzę związaną z problematyką ścieków i odpadów. Zna podst. pojęcia, terminologię i mechanizmy procesów biotechnologicznych stosowanych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów.
(U)Zna metody analityczne stosowane do kontroli podstawowych parametrów ścieków i odpadów oraz badania efektywności ich oczyszczania i przetwarzania. Potrafi zaplanować i przygotować podstawowe oznaczenia analityczne dotyczące przedmiotu. Potrafi ocenić wydajność procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem różnych metod i samodzielnie opracować uzyskane doświadczalnie dane. Potrafi korzystać z literatury przedmiotowej.
(K)Stosuje się do zasad BHP. Uczestniczy w zajęciach. Potrafi pracować w zespole.
OCENA DOBRA:
(W)Posiada wiedzę związaną z problematyką ścieków i odpadów. Zna podst. pojęcia, terminologię i mechanizmy procesów biotechnologicznych stosowanych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów. Swobodnie posługuje się terminologią przedmiotu. Potrafi scharakteryzować i porównać technologie stosowane do oczyszczania ścieków i przetwarzania odpadów.
(U)Potrafi posługiwać się technikami analitycznymi stosowanymi do kontroli podstawowych parametrów ścieków i odpadów oraz badania efektywności ich oczyszczania i przetwarzania. Potrafi zaplanować i przygotować podstawowe oznaczenia analityczne służące charakterystyce ścieków i odpadów oraz ocenić wydajność procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem różnych metod oczyszczania. Potrafi samodzielnie opracować uzyskane doświadczalnie dane, wyciągnąć wnioski i przeprowadzić ich dyskusję w oparciu o polskojęzyczne dane literaturowe.
(K)Stosuje się do zasad BHP. Systematycznie uczestniczy w zajęciach. Chętnie współpracuje w zespole wykonującym doświadczenie.
OCENA BARDZO DOBRA:
(W)Posiada pogłębioną wiedzę związaną z problematyką ścieków i odpadów. Zna podst. pojęcia, terminologię i mechanizmy procesów biotechnologicznych stosowanych w oczyszczaniu ścieków i przetwarzaniu odpadów. Swobodnie posługuje się terminologią przedmiotu. Potrafi scharakteryzować i porównać technologie stosowane do oczyszczania ścieków i przetwarzania odpadów. Chętnie samodzielnie pogłębia swoją wiedzę korzystając z dostępnych źródeł.
(U)Potrafi posługiwać się technikami analitycznymi stosowanymi do kontroli podst. parametrów ścieków i odpadów oraz szacuje efektywności ich oczyszczania i przetwarzania. Potrafi zaplanować i przygotować podstawowe oznaczenia, analityczne dotyczące przedmiotu oraz ocenić wydajność procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem różnych metod oczyszczania a także zaproponować metodę biotechnologiczną służącą oczyszczaniu ścieków znając ich skład. Potrafi wyciągnąć wnioski z doświadczeń i przeprowadzić ich dyskusję w oparciu o literaturę polską i zagraniczną.
(K)Stosuje się do zasad BHP. Wykazuje dbałość o stanowisko pracy. Systematycznie i aktywnie uczestniczy w zajęciach. Chętnie współpracuje w zespole.

Sposoby weryfikacji efektów kształcenia:
- pisemny sprawdzian w formie mieszanej testu i kolokwium (pytania zamknięte i otwarte) - 80%
- ocena aktywności studenta na zajęciach (udział w dyskusji, zaangażowanie, umiejętność pracy w grupie) - 15%
- przygotowanie sprawozdania z przeprowadzonych zajęć - 5%
Literatura podstawowa i uzupełniająca:
Literatura podstawowa:
Błaszczyk M. K., Biologiczne aspekty oczyszczania ścieków, PWN, Warszawa 2019.
Miksch K., Sikora J. Biotechnologia ścieków, PWN, Warszawa, 2010.
Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M., Wojciechowska E., Hydrofitowe oczyszczanie wód i ścieków, PWN, Warszawa, 2010.
Jędrczak A., Biologiczne przetwarzanie odpadów, PWN, Warszawa, 2008.
Bilitewski B., Hardtle G., Klaus M., Podręcznik gospodarki odpadami, teoria i praktyka, Wydawnictwo „Seidel-Przywecki”, Warszawa 2006.
Baran S., Turski R. Ćwiczenia specjalistyczne z utylizacji odpadów i ścieków. Wyd. AR, Lublin, 1996.
Błaszczyk M. K.. Mikroorganizmy w ochronie środowiska, PWN, Warszawa 2007.
Stępniewska Z., Charytoniuk P., Stefaniak E., Bennicelli R. P., Szmagara A., Bucior K., Kuczumow A., Mroczka R., Siurek J.: Chemia analityczna w środowisku. EKO Kul, Lublin 2001.
Literatura uzupełniająca:
Kołwzan B., Adamiak W., Grabas K., Pawełczyk A., Podstawy mikrobiologii w ochronie środowiska, Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2006.
Klimiuk E., Lebkowska M.,Biotechnologia w ochronie środowiska, PWN, Warszawa, 2004.
Kocjan R.: Chemia analityczna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2000.
Skalmowski K., Wolska K., Pieniek U., Roszczyńska I., Badania właściwości technologicznych odpadów komunalnych, Ćwiczenia laboratoryjne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2004.
Kowal A. L., Świderska-Bróż M. Oczyszczanie wody, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 2007.
Błaszczyk M. K., Biologiczne aspekty oczyszczania ścieków, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 2019.

Chemia organiczna – kurs podstawowy - ćwiczenia

Cele przedmiotu:
1. Zaznajomienie ze strukturą i właściwościami fizycznymi i chemicznymi wybranych grup związków organicznych.
2. Nabycie umiejętności prowadzenia prac eksperymentalnych w zakresie chemii organicznej.
Wymagania wstępne:
Znajomość chemii, fizyki i matematyki w zakresie przewidzianym na kierunku biotechnologia
Efekty kształcenia:
WIEDZA
1. Rozpoznaje najbardziej typowe mechanizmy reakcji w chemii organicznej oraz nazywa parametry fizykochemiczne opisujące strukturę i właściwości związków organicznych. KW03
2. Rozpoznaje zagrożenia mogące wystąpić podczas pracy w laboratorium chemii organicznej. KW09

UMIEJĘTNOŚCI
1. Posługuje się sprzętem laboratoryjnym w celu wykonywania syntez organicznych K_U01,K_U02
2. Wykonuje syntezę organiczną zleconą przez prowadzącego K_U05
3. Korzysta z wyników eksperymentalnych do obliczenia wydajności reakcji syntezy organicznej K_U14,K_U17
4. Zapisuje wykonane reakcje z zakresu chemii organicznej K_U14
5. Wykonuje podstawowe analizy jakościowe i ilościowe związków organicznych K_U16

KOMPETENCJE SPOŁECZNE
1. Student potrafi zaplanować pracę laboratoryjną oraz zadbać o powierzony sprzęt K_K02
2. Wykazuje odpowiednie nawyki niezbędne do pracy postępując zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy, zna zasady postępowania w stanach zagrożenia K_K03
Metody dydaktyczne:
Ćwiczenia: ćwiczenia laboratoryjne, praca w grupach
Treści programowe:
Struktura i właściwości związków organicznych - Węglowodory nasycone, nienasycone, węglowodory aromatyczne, alkohole, kwasy karboksylowe, aldehydy, ketony, estry, tłuszcze, węglowodany – otrzymywanie, właściwości fizyczne i chemiczne. Mechanizmy reakcji chemicznych: węglowodorów nasyconych i nienasyconych, związków aromatycznych, aldehydów, ketonów, kwasów karboksylowych. Ustalanie składu elementarnego (pierwiastkowego) związków organicznych. Rozpoznawanie aldehydów i ketonów. Reakcje charakterystyczne mono- i di- sacharydów. Właściwości aminokwasów. Oczyszczanie preparatów organicznych drogą krystalizacji.
Kryteria oceny i sposoby weryfikacji zakładanych efektów kształcenia:
WIEDZA
Na ocenę 2: Student nie posiada podstawowej wiedzy na temat nomenklatury i właściwości fizykochemicznych głównych grup związków organicznych. Nie posiada podstawowej wiedzy w zakresie podstawowych technik laboratoryjnych stosowanych w chemii organicznej. Student nie posiada podstawowej wiedzy w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium.
Na ocenę 3: Student posiada okrojoną wiedzę na temat na temat nomenklatury i właściwości fizykochemicznych głównych grup związków organicznych. Student potrafi definiować zasady, prawa i pojęcia opisujące podstawowe zjawiska fizyczne i chemiczne wykorzystywane w syntezie organicznej.
Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
Na ocenę 4: Student w dobrym stopniu opanował wiedzę na temat nomenklatury i właściwości fizykochemicznych głównych grup związków organicznych. Student dobrze zna zasady, prawa i pojęcia opisujące podstawowe zjawiska fizyczne i chemiczne wykorzystywane w syntezie organicznej.
Student posiada wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
Na ocenę 5: Student w bardzo dobrym stopniu opanował wiedzę na temat nomenklatury i właściwości fizykochemicznych głównych grup związków organicznych. Student bardzo dobrze zna zasady, prawa i pojęcia opisujące podstawowe zjawiska fizyczne i chemiczne wykorzystywane w syntezie organicznej.
Student posiada poszerzoną wiedzę w zakresie zasad bezpiecznej pracy w laboratorium analitycznym.
UMIEJĘTNOŚCI
Na ocenę 2: Student nie potrafi wykonać podstawowej syntezy organicznej zgodnie z podaną instrukcją. Nie potrafi pobrać produktu syntezy oraz wykonać podstawowych badań fizykochemicznych zgodnie z podaną procedurą analityczną. Student nie potrafi samodzielnie opracować uzyskanych wyników.
Na ocenę 3: Student potrafi wykonać podstawowe syntezy organiczne zgodnie z podaną instrukcją oraz zapisać reakcje chemiczne w stopniu dostatecznym. Potrafi pobrać produkty syntezy oraz wykonać podstawowe badania fizykochemiczne zgodnie z podaną procedurą analityczną. Student potrafi samodzielnie opracować i zinterpretować uzyskane wyniki.
Na ocenę 4: Student potrafi sprawnie wykonać podstawowe syntezy organiczne zgodnie z podaną instrukcją oraz zapisać reakcje chemiczne w stopniu dobrym. Potrafi pobrać produkt syntezy oraz wykonać podstawowe oraz dodatkowe badania fizykochemiczne zgodnie z podaną procedurą analityczną. Student potrafi samodzielnie opracować i zinterpretować uzyskane wyniki oraz przeprowadzić dyskusję na ten temat. Potrafi samodzielnie opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
Na ocenę 5: Student potrafi biegle wykonać podstawowe syntezy organiczne zgodnie z podaną instrukcją oraz zapisać reakcje chemiczne w stopniu bardzo dobrym. W stopniu bardzo dobrym potrafi pobrać produkt syntezy oraz wykonać podstawowe oraz dodatkowe badania fizykochemiczne zgodnie z podaną procedurą analityczną.
Sprawnie operuje fachowym językiem naukowym.
Potrafi opracować otrzymane dane, wyciągnąć wnioski oraz je przedyskutować w oparciu o posiadana wiedzę oraz dane literaturowe.
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Na ocenę 2: Nie stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Nie potrafi pracować w zespole. Nie uczestniczy w zajęciach.
Na ocenę 3: Uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium
Na ocenę 4: Systematycznie uczestniczy w wykonywaniu ćwiczeń. Stosuje się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium. Potrafi pracować w zespole. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.
Na ocenę 5: Systematycznie i aktywnie uczestniczy w zajęciach. Stosuje się do zasad BHP w laboratorium. Wykazuje dbałość o stanowisko pracy. Chętnie współpracuje przy wykonywaniu pomiarów analitycznych. Ma świadomość podnoszenia swoich kompetencji.
Literatura podstawowa i uzupełniająca:
Literatura podstawowa:
Morrison R. T, Boyd R.N.: Chemia organiczna. PWN, Warszawa 2008
McMurry J.: Chemia organiczna , PWN, Warszawa 2007.
Mastalerz P.: Chemia organiczna. Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław 2000.
Patrick G.: Krótkie wykłady- chemia organiczna, PWN, Warszawa 2008.
Literatura uzupełniająca
Kołodziejczyk A. Naturalne związki organiczne. PWN, Warszawa 2006.
Clayden J., Greeves N., Warren N., Wothers P.: Organic chemistry, Oxford University Press, Oxford 2001.
Patrick G. L.: An Introduction to Medicinal Chemistry, Oxford University Press, Oxford 2005