Nr. 2  2003    

 

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Chemische Wassertechnologie (Praktikumsvorlesung)
 

Mit dieser Online-Praktikumsvorlesung wird angestrebt, den Studierenden der Fachrichtung Umweltschutztechnik einen Kursus (oder Lernhilfe) als Vorbereitung auf die im Umweltschutztechnikpraktikum „Chemische Wassertechnologie" experimentell zu erkundenden Themen zur Verfügung zu stellen. Die Dokumente sind alle internetbrowserfähig. Inhaltlich umfasst die Vorlesung die Grundlagen der den einzelnen Praktikumsversuchen jeweils zugrunde liegenden Theorie(n).

Projektzielsetzung

Mit der Online-Praktikumsvorlesung wird angestrebt, den Studierenden einen Kursus (oder Lernhilfe) als Vorbereitung auf die im Umweltschutztechnikpraktikum „Chemische Wassertechnologie" experimentell zu erkundenden Themen zur Verfügung zu stellen.
Als 100-online-Projekt ist die Lehrveranstaltung unter anderem darauf ausgerichtet, den künftigen Studierenden der Fachrichtungen:

  • Umweltschutztechnik (UMW)
  • Water Resources Engineering and Management (WAREM)
  • Air Quality Control, Solid Waste and Waste Water Process Engineering (WASTE)

an der Universität Stuttgart zum Teil noch vor Aufnahme des Studiums eine Orientierungshilfe („Schnuppern") in Bezug auf die Inhalte und Anforderungen des Praktikums zugänglich zu machen. Bei den WAREM- und WASTE-Curricula handelt es sich um drei- bis viersemestrige Aufbaustudiengänge, die insbesondere Studierwillige aus dem Ausland ansprechen. Nach Fertigstellung der zweisprachigen Deutsch / Englisch-Paralleldarstellung des Lehrstoffes und der Fachbegriffe soll für diese Zielgruppe eine Einstiegserleichterung bereits im Vorfeld des Studiums erreicht werden.

Projektinhalte

Inhaltlich umfasst die Vorlesung die Grundlagen der den einzelnen Praktikumsversuchen jeweils zugrunde liegenden Theorie(n). Folgende Themen werden dabei mit Bezug zur Praxis der chemischen Wassertechnologie berücksichtigt:

  • Fällung und Flockung (Aufnahme von Absetzkurven)
  • Ionenaustauschmechanismen
  • Neutralisationsreaktionen/Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht
  • Redox-Spannung und Redox-Reaktionen
  • Sorptionsprozesse.

In dem Versuch geht es beispielsweise über Fällung und Flockung, um die Beschreibung verschiedener Einflussfaktoren auf den Verlauf von Sedimentationsprozessen, bei denen sich die Schwebstoffe in einer Wasserprobe absetzen. Die folgende Abbildung zeigt eine graphische Darstellung der experimentellen Ergebnisse aus einer solchen Untersuchung.


Abb. 01: Schlammvolumina ohne und mit Flockungshilfsmittel (FHM) (5 ppm Sedipur CL 330)

Hierbei handelt es sich um zwei typische Absetzkurven, die dadurch zustande kommen, dass das sogenannte Schlammvolumen jeweils in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen wird. Bei der Kurve für den Ansatz mit Flockungshilfsmittel sind verschiedene Phasen des Absetzvorgangs deutlich zu erkennen:

  • Eine Phase der schnellen Sedimentation
  • Eine Übergangsphase
  • Der Beginn der langsamen Sedimentation oder sogenannten Kompressionsphase.

Die Versuchsergebnisse sind sehr praxisrelevant, da Fällungs-, Flockungs- und Sedimentationsvorgänge in den Klärverfahren der Abwasserbehandlung, Trinkwasseraufbereitung und Prozesswasserbereitstellung zentrale Rollen spielen.

Projektergebnisse und -erfahrungen

Die Praktikumsvorlesung ist im Rahmen des Programms zur Evaluierung der Lehre an der Universität Stuttgart mit „gut“ bis „sehr gut“ bewertet worden. Durch ihre allgemein sehr einfach und verständlich gehaltene didaktische Form ist sie auch als Einführungs- und Weiterbildungsangebot an hochschulexterne Interessentinnen / Interessenten, die sich mit der chemischen Wassertechnologie befassen möchten, geeignet.
Es wurde Wert darauf gelegt, die Vorlesung komplett in einem internetbrowserfähigen Format zu gestalten. Da HTML als Sprache jedoch nicht ohne weiteres die Darstellung von chemischen und mathematischen Formeln und Gleichungen unterstützt, wurde die Realisierung dieser Vorgabe etwas schwieriger und zeitintensiver als von uns vorhergesehen.

Projektausblick

Momentan ist im Internet lediglich die deutschsprachige Version der Vorlesung veröffentlicht, da die Überführung des Lehrstoffes in die Deutsch / Englisch-Paralleldarstellungsform noch etwas Zeit in Anspruch nehmen wird. Nach Veröffentlichung der zweisprachigen Version sollte jedoch der Personenkreis, der sich für die Vorlesung interessiert, mit Hilfe einer entsprechenden Software (z. B. etracker®) unbedingt erfasst und demoskopisch ausgewertet werden. Anhand dieser Informationen kann dann das Projekt sinnvoll ergänzt und ggf. in eine selfstudy-online-Lehrveranstaltung eingebracht werden.


[ Autor/en:  Enoch Jenkins  Institut:  Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) - Hydrochemie  Link zum Projekt :  http://www.uni-stuttgart.de/siwa/ch/0CWAT_Online/INHALTSVERZEICHNIS.htm ] [ Druckversion ]




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