Home > Onderzoek > Opleidingen Waterbehandeling > Academische vorming > K.U.Leuven

K.U.Leuven

Aangeboden vakken:

3.6. Master of Science in Water Resources Engineering (IUP VUBrussel en KULeuven)

Programma

Professionele vorming:

Milieucoördinator niveau A of B

3.1. Master in de ingenieurswetenschappen: chemische technologie

Algemene informatie: http://www.kuleuven.be/studieaanbod/masters/opleidingen/chemtech.htm

curriculum en vakbeschrijvingen: http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/opleidingen/N/CQ_50268942.htm

Scheidingsprocessen, deel 2

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H06H8AN.htm

In dit opleidingsonderdeel wordt verder gegaan op het opleidingsonderdeel Scheidingsprocessen, deel 1. Doelstelling is om de studenten een aantal meer geavanceerde aspecten van scheidingsprocessen, en de selectie van scheidingsprocessen aan bod te laten komen alsook de studenten kennis te laten maken met nieuwe trends.

Inhoud:

* Massoverdrachtsbeperkingen bij evenwichtsscheidingsprocessen

* Membraanscheidingsprocessen.

* Meer complexe scheidingen (hybride systemen)

* Keuze van scheidingsprocessen

* Energie-efficientie van scheidingsprocessen

Docenten: Bart Van der Bruggen, m.m.v. Jan Vermant

Contacturen: 38

Studiepunten: 3

Top

Water in de procesindustrie

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H06I5AN.htm

In deze cursus worden de technieken aangereikt die gebruikt worden voor de productie en verdere conditionering van water in de procesindustrie. Relevante problemen met waterstromen en de vereiste waterkwaliteit als functie van de toepassing worden geschetst. Op basis daarvan worden mogelijke processen besproken waarmee de beoogde waterkwaliteit kan worden gerealiseerd. Er wordt aangegeven op welke manier een gefundeerde keuze moet worden gemaakt.

Besproken processen omvatten: bezinking, coagulatie/flocculatie, zandfiltratie, drukgedreven membraanfiltratie, adsorptie op actieve kool, ionenwisseling, elektrodialyse, ontzilting, ontgassing, verwijdering van ijzer en mangaan en desinfectie. Waar relevant wordt dimensionering van deze technieken besproken. Enkele specifieke types water worden in detail besproken: koelwater en ketelvoedingswater (stoomproductie). Er wordt ingegaan op de problematiek van waterschaarste en mogelijke bronnen van water.

Doelstellingen:

* Een overzicht bieden van het gebruik van water in de industrie.

* Aangeven van bronnen van water.

* Inzicht in technieken voor productie van proceswater.

* Juiste selectie leren maken van technieken voor waterbehandeling, afhankelijk van de vereiste waterkwaliteit.

* Dimensioneren van waterbehandelingstechnieken.

Docent: Bart Van der Bruggen

Contacturen: 20

Studiepunten: 3

Top

Technieken voor afvalwaterzuivering

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H9XA8AN.htm

Deze cursus geeft een overzicht van de hedendaagse afvalwaterzuiveringspraktijk. Biologische, fysische en fysico-chemische eenheidsbewerkingen en hun gebruik in huishoudelijke en industriële afvalwaterzuivering worden besproken.

In deze cursus wordt afvalwaterzuivering besproken, gaande van primaire (voor)zuivering over biologische secundaire zuivering tot doorgedreven tertiaire zuivering.

Na een introductie van de vakterminologie en het wettelijk kader wordt eerst de voorzuivering behandeld: roosters en zeven, en verwijdering van niet-opgeloste stoffen. Vervolgens worden technieken voor biologische afvalwaterzuivering (secundaire zuivering) geïntroduceerd. De focus ligt op actief slibsystemen aangezien zij wereldwijd het meest representatief zijn voor de biologische afvalwaterzuiveringssystemen. Klassiek bestaat een dergelijk actief slibsysteem uit reactoren voor biodegradatie en reactoren voor sedimentatie. Meer bepaald staat een mix van bacteriën in voor de afbraak (tot koolstofdioxide, stikstof gas en water) van de binnenkomende vervuilende componenten en dit in een opeenvolging van aërobe, anoxische en/of anaërobe zuiveringsreactoren. Zowel koolstof- als nutriëntverwijdering (stikstof en fosfor) komt aan bod en dit zowel vanuit het biologische als het modelleer- en ontwerpstandpunt.

Voor de scheiding achteraf van het gezuiverde water van de microbiële populatie wordt beroep gedaan op sedimentatie onder invloed van de zwaartekracht. Zowel de fysische grondslagen hiervan als de gangbare sedimentatiemodellen worden toegelicht. Wat betreft slibverwerking wordt methaangisting besproken.

Verder worden recente trends besproken zoals geïntregreerde manieren om stikstof te verwijderen, kleinschalige afvalwaterzuiveringssystemen en de problematiek van slibbezinking. Voor dit onderdeel van de cursus zullen ook gastsprekers aan het woord gelaten worden om steeds een up-to-date beeld te kunnen geven van de meest ‘recente trends’.

Onder meer de koppeling van bron en bestemming van water, risico’s bij hergebruik en benodigde waterkwaliteit in functie van de beoogde bestemming zullen worden geschetst. Enkele gevalstudies worden hierbij besproken.

Om de theorie aan de praktijk te toetsen worden bezoeken aan bestaande afvalwaterzuiveringsinstallaties of drinkwaterwinningen gepland. Ook worden jaarlijks seminaries ingericht om bijzondere aspecten van waterzuivering in meer detail toe te lichten.

Docent: Bart Van der Bruggen, Ilse Smets

Contacturen: 25

Studiepunten: 3

Detectie en meting van milieuverontreiniging

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H06J8AN.htm

* Aanleren van methoden om milieuverontreiniging te bemonsteren en te meten, inzicht geven in toepassingen en beperkingen

* Leren beoordelen van resultaten (detectielimiet, nauwkeurigheid, precisie, interferenties...)

* Aanbrengen van selectiemethodologie

* Leren zoeken (web, literatuur) naar referentiemethoden, normen.

Er wordt ook een overzicht gegeven van de relevante milieunormen en de concentraties van de behandelde componenten in het betreffende milieucompartiment.

Analysemethoden en normen i.v.m. * lucht: bemonstering (gassen, deeltjes, schoorsteenmetingen), normen en concentraties, analysemethoden (manueel en automatisch) * water: normen en concentraties, analysemethoden * afval en bodem: normen en concentraties, analysemethoden

Meten en detecteren van polluenten in :

1. Lucht

2. Water

3. Afval, bodem

Docent: Carlo Vandecasteele

Contacturen: 29

Studiepunten: 3

Top

Microbiële proceskunde

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H06J5AN.htm

Hoorcollege:

- Ontwerp en configuraties van geroerde reactoren

- Plug flow reactoren

- Modellering van reactoren, verblijftijdsdistributies

- Geïmmobiliseerde systemen

* enzymatische reactoren

* immobilisatie van micro-organismen

- Massa-overdracht gas-vloeibaar, filmmodellen voor zuurstofoverdracht

- Menging van reactoren: mechanisme, mechanische en niet-mechanische menging

- Vermogenvereisten van reactoren

- Gevalstudies uit reincultuurfermentatie en biologische waterzuivering

Docent: Jan Van Impe, Ilse Smets

Contacturen: 52

Studiepunten: 5

Top

3.2. Master in de bio-ingenieurswetenschappen: biosysteemtechniek

Curriculum: http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/opleidingen/N/CQ_50268908.htm

Milieutechnische microbiologie

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H02J4AN.htm

Het opleidingsonderdeel “Milieutechnische microbiologie” beoogt het doorgeven van kennis omtrent de microbiologie en microbiologische processen betrokken in biotechnologische systemen toegepast in milieutechnologie. De student zal een gedetailleerd overzicht krijgen van de biochemische mechanismen betrokken in polluentverwijdering, de fylogenie van de desbetreffende organismen, de monitoring van de desbetreffende organismen en hun activiteit en hun toepassing in de behandeling van verontreinigde bodem, water en lucht en in afvalverwerking.

Hoorcolleges : Het studiemateriaal gegeven tijdens de hoorcolleges bestaat uit 4 delen.

In een eerste deel zal aandacht besteed worden aan de polluenten zelf, aan hun gedrag wat betreft verspreiding in het leefmilieu en aan de weerslag daarvan op de mogelijke toepassing van biologische systemen voor de verwijdering van de polluenten uit dat milieu. Bovendien zal als inleiding tot de cursus aandacht gaan naar algemeen gebruikte termen in leefmilieubiotechnologie.

Een tweede gedeelte behandelt de verschillende mechanismen die organismen gebruiken in het omgaan met verontreinigingen. Er zal aandacht gaan naar microbiële afbraakwegen van organische polluenten (zowel onder aerobe als anaerobe omstandigheden), naar microbiële resistentie mechanismen tegen zware metalen, naar mogelijke verwijderingsmechanismen van zware metalen en tenslotte naar biologische mechanismen die kunnen gebruikt worden voor nutrient (stikstof en fosfaat) verwijdering. Dit zal zowel op biochemisch als genetisch vlak bekeken worden. Bovendien zal ook aandacht gaan naar genetische mechanismen die een rol gespeelt hebben in adaptatie. Naast eigenschappen die rechtstreeks met de polluent verwijdering te maken hebben zullen ook andere eigenschappen die kunnen bijdragen tot een optimale contaminant verwijdering door de desbetreffende organismen in specifieke biotopen bekeken worden.

Een derde deel zal zich vooral wijten aan methodes om bioremediatie activiteiten en het gedrag van organismen in het verontreinigd biotoop op te volgen waaronder methodes gebaseerd op detectie van de polluent, detectie van mogelijke afbraakprodukten en isotoopanalyse en microbiologische en PCR gebaseerde moleculaire methodes.

Deel 4 voorziet de toepassing van de begrippen behandeld in delen 1 tot 3 in de biologische behandeling van gecontamineerde bodems (ex situ en in situ), in de behandeling van tuin en huishoudelijk afval, in de behandeling van huishoudelijk en industrieel afvalwater, en de behandeling van luchtverontreinigingen. In deel 4 wordt er gepland om voor bepaalde lessen gastsprekers uit de industrie en/of specialisten terzake uit de onderzoeksgemeenschap uit te nodigen.

Practicum (IC82) : In de bijbehorende practica lessen worden COD/BOD metingen voorzien voor het meten van organische verontreinigingen in water en gekeken naar de microbiologie van dit verontreinigd water wat betreft de afbraak van een paar toxische aromatische verbindingen. Tenslotte wordt ook een excursie voorzien naar bedrijven/installaties betrokken in waterbehandeling en/of bodembehandeling.

Docent: Dirk Springael

Contacturen: 39

Studiepunten: 5

Top

3.3. Master in de bio-ingenieurswetenschappen: katalytische technologie

Curriculum: http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/opleidingen/N/SC_51016885.htm

Membraantechnologie

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/I0P35AN.htm

In deze cursus zullen twee membraantypen aandacht krijgen. In een eerste deel zullen zuiver synthetische membranen aan bod komen. Hierbij zal eerst ingegaan worden op de materialen, zowel organische als anorganische, waaruit deze membranen bereid worden. Specifieke materiaaleigenschappen (zoals stabiliteit als polymeertoestand) zullen besproken worden om inzicht te verwerven in de invloed van deze eigenschappen op de performantie van de resulterende membranen.

Binnen membraansynthese zal vooral op fase-inversie en de bereiding van composietmembranen uitvoerig worden ingegaan. Membraankarakteriseringstechnieken en transport doorheen membranen zullen apart besproken worden voor enerzijds poreuze en anderzijds niet-poreuze membranen. Een overzicht zal gegeven worden van de verschillende druk- (hyper-, nano, ultra- en microfiltratie), concentratie- (gasscheidingen, pervaporatie, dialyse, vloeibare membranen), thermisch (membraandistillatie) en elektrisch (electrodialyse) gedreven membraanprocessen. Speciale aandacht zal ook besteed worden aan hybride processen, waaronder toepassingen in katalyse, bioreactoren en afvalwaterzuivering. Ten slotte zullen de meer ingenieur-technische aspecten zoals concentratiepolarisatie, membraanverstopping, modulekeuze en procesdesign aan bod komen. Dit alles zal aan de hand van een selectie van industrieel relevante voorbeelden geïllustreerd worden.

In het tweede deel van dit college zullen synthetische biologische membranen aan bod komen. Eerst zal bondig de fysico-chemie van de voornaamste membraan-mimetische agentia besproken worden: monolagen en georganiseerde multilagen zoals in Langmuir-Blodgett films, poly-elektrolyten, dubbellaag lipidenmembranen ('BLMs') en ten slotte multilamellaire vesikels, opgebouwd uit fosfolipiden ('liposomen') of uit volledig synthetische surfactanten ('surfactant vesikels'). Vervolgens zullen hun toepassingen, onder andere in biosensoren en 'drug delivery systems' met gecontroleerde vrijzetting van biologisch actieve agentia, belicht worden. Tot slot zal ook hun gebruik als modelsysteem voor de studie van natuurlijke celmembranen aandacht krijgen.

Docent: Ivo Vankelecom

Contacturen: 52

Studiepunten: 5

Top

Projectwerk Interfasechemie

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/I0P34AN.htm

In een actuele, industriële contekst zullen in het practicumgedeelte de drie studieonderdelen van de katalytische technologie aan bod komen:, hoogdisperse materialen, reactiviteit en eenheidsbewerkingen.

Hiertoe zal vertrokken worden van een actueel artikel uit één van de disciplines van de katalytische technologie. Een aantal van dergelijke artikels zal de studenten aangeboden worden en per 2 of 3 zullen zij een keuze kunnen maken. In eerste instantie zullen de studenten door een korte literatuurstudie in de bibliotheek en via internet, vertrouwd raken met het gekozen domein. In overleg zal dan een tijdschema opgesteld worden om beperkte varianten op dit artikel experimenteel te gaan uitvoeren. Hierbij zal eerst het nodige materiaal aangemaakt of uitgekozen worden. Indien nodig zullen deze met het oog op de uiteindelijke toepassing gemodifieerd worden door aanbrengen van katalytische of adsorptieve functies. Vervolgens zal de fysico-chemische en morfologische karakterisering gebeuren van de bereide materialen. Hiertoe zal een kritische selectie gemaakt worden uit de verschillende beschikbare karakteriseringstechnieken, met onder meer XRD, ESR, NMR, TG-DTA, FT-IR, sorptiemetingen, UV-VIS, SEM en TEM. Met deze materialen zullen dan finaal structuurchemische berekeningen uitgevoerd worden of zal een toepassing gerealiseerd worden die zich situeert in katalyse, membraanscheidingen of adsorptieprocessen. Naargelang de toepassing zal hierbij gebruik gemaakt worden van vloeistof-, gas- of membraanreactoren, membraanmodules, adsorptiekolommen, ionenuitwisselings-chromatografie en computersimulaties.De verslagen zullen na correctie persoonlijk besproken worden en in een seminarie aan de groep worden voorgesteld. Hierbij zullen de gebruikte technieken bondig uiteengezet worden, dient een korte toelichting gegeven te worden bij de onderliggende theorie en zullen de resultaten in een ruimer kader geïnterpreteerd worden.

Docent: Ivo Vankelecom, m.m.v. Dirk De Vos, Christine Kirschhock, André Maes, Johan Martens, Bert Sels

Contacturen: 39

Studiepunten: 4

Top

Adsorptie

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/I0P37AN.htm

In dit curriculum wordt aangeleerd om vanuit de kennis van adsorptie en diffusieprocessen in nanoporeuze materialen, een gefundeerde keuze te maken van een adsorbent en een processchema voor een gewenste scheiding of zuivering. Daarnaast wordt het gebruik van stikstofadsorptie isothermen aangeleerd voor de karaterisatie van de porositeit van een materiaal en voor het opmeten van het specifiek oppervlak.

De selectieve diffusie en fysisorptie van moleculen in de poriën van adsorbenten ligt aan de basis van industriële scheidings- en zuiveringsprocessen voor vloeistof en gasstromen. Verder wordt fysisorptie van permanente gassen bij lage temperatuur frequent toegepast in textuuronderzoek van materialen.

Het beheersen van deze processen en technieken vereist een grondige kennis van de wetmatigheden van fysisorptie en diffusie.

Fysisorptie aan oppervlakken is een samenspel van attractie en repulsiekrachten, waarvan de resultante bepalend is voor de adsorptie-energie. De adsorptie-isothermen en hysteresis vormen een vingerafdruk van de poriënstructuur en de heterogeneïteit van de adsorptieplaatsen van een sorbent (Brunauer's classificatie, Langmuir, Freundlich isothermen, etc.). Essentieel voor het begrijpen van scheidingsprocessen is het gedrag van geadsorbeerde mengsels (theorie van de ideaal geadsorbeerde oplossing). Fysisorptie van stikstof bij lage temperatuur is een courante techniek voor het opmeten van het specifiek oppervlak en de karakterisatie van meso- en microporiën (BET methode; t-plot analyse; capillaire condensatie; Kelvin vergelijking). Submicroporiën worden gekarakteriseerd met argon adsorptie (Horvath-Kawazoe), terwijl voor wijde mesoporiën en macroporiën die kwikintrusie techniek meer aangewezen is.

Een ander onderdeel van de leerstof behandelt de wetmatigheden van massatransport, meer bepaald de mechanismen van moleculaire diffusie, Knudsen diffusie en configurationele diffusie. Technieken voor de experimentele bepaling van diffusiviteiten in microporeuze materialen (volumetrische en gravimetrische methode, chromatografische methode, zero lengte kolom, tracer en NMR techniek) worden uiteengezet en vergeleken. In een laatste deel wordt de werking van de verschillende types van industriële adsorptie-eenheden uiteengezet en geïllustreerd. De processen gebaseerd op adsorptie evenwicht kunnen worden ingedeeld in twee soorten, nl. cyclische discontinue processen en continue tegenstroomprocessen. De regeneratie van het adsorbent in discontinue processen kan gebeuren door druk- of vacuumwissel, temperatuurwissel, verplaatsingsdesorptie of stripping. Droogprocessen zijn een typisch voorbeeld. Een ander type van processen is gebaseerd op selectieve diffusie van bepaalde componenten uit een mengsel, bvb. het scheiden van lucht over koolstof moleculaire zeven. Bij de bespreking van deze processen wordt aandacht besteed aan de strategie voor het ontwerpen van het adsorptie/regeneratie procédé en de selectie van adsorbenten.

Een basiskennis van de wetten van massa en warmtetransport in adsorptiekolommen is onontbeerlijk en wordt ontwikkeld.

Docent: Ivo Vankelecom

Contacturen: 52

Studiepunten: 5

Top

3.4. Master in de bio-ingenieurswetenschappen: land- en bosbeheer

Algemene info: http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/opleidingen/N/CQ_50269023.htm

Applied Soil and Aquatic Chemistry

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H03B9CE.htm

This course is intended to teach concepts of soil and water chemistry and to show its practical applications in the evaluation of soil fertility and risk assessment. Upon completion of this course, student should be familiar with chemical speciation codes and with current methods for soil and water analyses, including the interpretation of such results as indicators of soil and water quality. Hand–on training of speciation codes and soil&water analysis will be given.

This course is divided in three parts: aquatic chemistry, soil chemistry and applications. This course is a follow-up of the BSc course on soil chemistry that was focused on concepts of the equilibrium states. In this course, the focus will be on models, methods of soil and water analysis and on applications.

Part I. Aquatic chemistry. The major reaction types in water are shortly reviewed, i.e. acid-base reactions, precipitation reactions, complexation reaction and redox reactions. The reactions with major geochemical impact will be given with due attention to reaction rates. Most important methods for water analysis will be given including the interpretation of environmental data. The calculation of speciation in water with a computer code (Visual Minteq) will be shown and exercises will be given that will be solved by the students.

Part II Soil chemistry

Part III. Applications. Selected applications will be developed using concepts and models of part I&II. The applications will be update with contemporary topics.

Docent: Erik Smolders

Contacturen: 26

Studiepunten: 4

Top

3.5. Master in de milieutechnologie en de milieuwetenschappen

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/opleidingen/N/CQ_50269013.htm

Waterzuivering en -hergebruik

http://www.kuleuven.be/onderwijs/aanbod/syllabi/H03C4BN.htm

Het doel van de cursus is tweevoudig. Enerzijds wordt er een overzicht gegeven van de hedendaagse afvalwaterzuiveringspraktijk (gebaseerd op biologische, fysische en fysico-chemische principes) en anderzijds wordt er ingegaan op waterbehandeling in de context van drinkwaterproductie.

In deze cursus wordt afvalwaterzuivering besproken, gaande van primaire (voor)zuivering over biologische secundaire zuivering tot doorgedreven tertiaire zuivering.Na een introductie van de vakterminologie en het wettelijk kader wordt eerst de voorzuivering behandeld: roosters en zeven, en verwijdering van niet-opgeloste stoffen. Vervolgens worden technieken voor biologische afvalwaterzuivering (secundaire zuivering) geïntroduceerd. De focus ligt op actief slibsystemen aangezien zij wereldwijd het meest representatief zijn voor de biologische afvalwaterzuiveringssystemen. Klassiek bestaat een dergelijk actief slibsysteem uit reactoren voor biodegradatie en reactoren voor sedimentatie. Meer bepaald staat een mix van bacteriën in voor de afbraak (tot koolstofdioxide, stikstof gas en water) van de binnenkomende vervuilende componenten en dit in een opeenvolging van aërobe, anoxische en/of anaërobe zuiveringsreactoren. Zowel koolstof- als nutriëntverwijdering (stikstof en fosfor) komt aan bod en dit zowel vanuit het biologische als het modelleer- en ontwerpstandpunt. Voor de scheiding achteraf van het gezuiverde water van de microbiële populatie wordt beroep gedaan op sedimentatie onder invloed van de zwaartekracht. Zowel de fysische grondslagen hiervan als de gangbare sedimentatiemodellen worden toegelicht. Wat betreft slibverwerking wordt methaangisting besproken.

Bij de tertiaire afvalwaterzuivering wordt speciale aandacht besteed aan fysico-chemische technieken zoals adsorptie, drukgedreven membraantechnieken en membraanbioreactoren, neutralisatie, neerslagmethodes, ionenuitwisseling en desinfectie. Telkens wordt aangegeven welke waterkwaliteit met de gebruikte technieken kan worden bereikt. Op basis van bovenstaande technieken voor tertiaire afvalwaterzuivering zullen de mogelijkheden voor waterhergebruik worden besproken. Onder meer de koppeling van bron en bestemming van water, risico’s bij hergebruik en benodigde waterkwaliteit in functie van de beoogde bestemming zullen worden geschetst. Enkele gevalstudies worden hierbij besproken.

Docent: Bart Van der Bruggen, Ilse Smets

Contacturen: 38

Studiepunten: 5

Top

3.6. Master of Science in Water Resources Engineering (IUP VUBrussel en KULeuven)

http://aiv.vub.ac.be/opaweb/index?page=modeltraject&doelgroep=TS&omaNummer=2220

In haast alle vakken van deze opleiding komt watertechnologie aan bod:

Advanced mathematics for water engineering

Irrigation Agronomy

Aquatic ecology

Groundwater hydrology

Statistics for water engineering

Hydraulics

Surface water hydrology

Water quality assessment, monitoring and treatment

Hydrological Data Processing and GIS

Hydrological Measurements and Remote Sensing

System Approach to Water Management

Social, Political, Economical and Environmental Aspects of Water Engineering

Integrated projects

Workshops : Advanced aquatic ecology; Groundwater modelling; Irrigation Design and Management; River modelling; Soil water modelling; Surface water modelling; Urban hydrology and hydraulics

Top