Программа дисциплины фтд. 2 Химводоподготовка, спецводоочистка на аэс для студентов специальности 140404 «Атомные электрические станции и установки»
| Вид материала | Программа дисциплины |
- Программа дисциплины дс «Сварка и сварные конструкции аэс» Направление подготовки 140400, 92.27kb.
- Программа дисциплины опд. Р «Химические процессы и аппараты на аэс» для студентов специальности, 88.01kb.
- Программа дисциплины дс «Основы строительства аэс» Направление подготовки 140400 «Техническая, 100.06kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 4 Электротехника и электроника для студентов специальности, 181.16kb.
- Программа дисциплины опд. Ф. 4 Электротехника и электроника для студентов специальности, 180.94kb.
- Программа дисциплины дс. «Подъемно-транспортные механизмы» Направление подготовки 140400, 88.25kb.
- Программа дисциплины сд. Ф тепломассообмен в энергетическом оборудовании для студентов, 326.63kb.
- Программа дисциплины сд. Ф тепломассообмен в энергетическом оборудовании для студентов, 339.47kb.
- Программа дисциплины сд. 04 Физико-химические основы обезвреживания радиоактивных отходов, 101.62kb.
- Программа аттестационного собеседования для поступающих в иатэ нияу мифи на 2-ой, 258.5kb.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________ С.Б.Бурухин
«____»________2009 г.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ФТД. 2 ХИМВОДОПОДГОТОВКА, СПЕЦВОДООЧИСТКА НА АЭС
для студентов специальности 140404
«Атомные электрические станции и установки» направления 140400 «Техническая физика».
Форма обучения: очная
Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
| 9 | 10 | ||
| Общая трудоемкость дисциплины | 156 | 68 | 68 |
| Аудиторные занятия | 136 | 68 | 68 |
| Лекции | 68 | 34 | 34 |
| Практические занятия и семинары | - | - | - |
| Лабораторные работы | 68 | 34 | 34 |
| Курсовой проект (работа) | - | - | - |
| Самостоятельная работа | 20 | - | 20 |
| Расчетно-графические работы | - | - | - |
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | | Зачет | Зачет |
Обнинск-2009
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 140404 «Атомные электрические станции и установки», по направлению 140404 «Техническая физика».
Программу составил_________________В. А. Колодяжный, доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и специальной химии
Программа рассмотрена на заседании кафедры общей и специальной химии (протокол №___ от « »___________________2009 г.)
Заведующий кафедрой Общей и специальной химии, профессор
________________В.К. Милинчук
«______»_______________2009 г.
Согласовано
Начальник Учебно-методического управ- Декан факультета естественных
ления д. фарм.н., профессор
________________Ю.Д. Соколова _______________Н.Б.Эпштейн
«___» ___________ 2009 г. « ___ » ________________ 2009 г.
.
- Цель и задачи дисциплины
Задачей изучения дисциплины является освоение студентами принципов построения технологических схем водоподготовительных установок для восполнения потерь в основном, теплофикационном и других контурах ТЭС и АЭС; овладение методами физико-химических и технологических расчетов отдельных аппаратов и технологических схем обработки воды; приобретение практических навыков экспериментального определения оптимальных технологических параметров процессов очистки воды, применяющихся на ТЭС и АЭС.
Целью изучения дисциплины является приобретение знаний о физико-химических процессах, протекающих в воде при различных методах её очистки; о технологических схемах водоподготовительных установок, применяемых на тепловых электростанциях, и их аппаратурном оформлении; принципах контроля за работой современного водоподготовительного оборудования.
- ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студент должен
знать: теоретические основы физико-химических процессов обработки воды и конденсата; современные методы водоподготовки; основные технологические схемы и водоочистные сооружения;
уметь: овладеть методами химического анализа основных компонентов природных и сточных вод; освоить технику постановки физико-химического эксперимента в приложении к технологии воды; выполнять расчеты отдельных технологических процессов и аппаратов;
иметь навыки: определения оптимальных технологических параметров процессов очистки воды для питьевого и промышленного водоснабжения, в том числе для теплосиловых установок.
- СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
- Лекции.
- Показатели и требования к качеству природных вод.
Принцип выбора методов обработки воды (4 ч).
Характеристика источников водоснабжения. Состав примесей природных вод. Требования к качеству природных вод и их классификация.
Методы обработки воды и основные технологические процессы улучшения качества природных вод. Принцип выбора метода обработки. Характеристика современных технологических схем водоочистительных станций.
Краткая характеристика водного баланса тепловых электростанций и основные требования к качеству воды для ядерных реакторов АЭС, испарителей, тепловых сетей и оборотного охлаждения.
- Удаление гетерофазных примесей воды (18 ч).
Коагулирование примесей воды: физико-химические основы процесса коагуляции; коагулянты, их получение и свойства; флокулянты; оптимальные условия и интенсификация процесса коагуляции.
Приготовление рабочих растворов реагентов: хранение, аппаратура для приготовления; дозирование реагентов.
Смешение реагентов с водой: технология смешения; дырчатые смесители; перегородочные и коридорные смесители, смешение реагентов в трубопроводе; эксплуатация смесителей. Расчет смесителей.
Камеры хлопьеобразования: камеры перегородчатые, вертикальные, механические; эксплуатация камер. Расчет камер хлопьеобразования.
Осаждение примесей воды: теоретические основы процесса осаждения; отстойники вертикальные, радиальные, спиральные, многоярусные, эксплуатация отстойников. Расчет отстойников.
Осветление воды в слое взвешенного осадка: теоретические основы. Классификация фильтров и фильтрующих материалов; фильтры медленные, предварительные, скорые, скорые напорные, самопромывающиеся, намывные; эксплуатация фильтров.
Удаление примесей из воды методом флотации: теоретические основы и классификация методов флотации; флотационные установки, их эксплуатация.
- Обеззараживание воды (4 ч).
Хлорирование воды: химизм процесса; установки для хлорирования воды; хлораторы; электролитические установки. Обеззараживание воды иодом и перманганатом калия. Эксплуатация хлораторных станций.
Озонирование воды: электросинтез озона; конструкции озонаторов; технологические схемы озонирования воды. Расчет установок для озонирования воды.
Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами; проникающей радиацией; ультразвуком; термическое обеззараживание.
4. Регулирование состава гомофазных примесей воды (12 ч).
Устранение запахов, привкусов и токсичных микрозагрязнений воды: аэрирование воды; обработка окислителями; адсорбционные методы дезодорации. Эксплуатация установок сорбционной очистки воды. Расчет сорбционных установок.
Фторирование и обесфторивание воды: нормативы содержания фторид- ионов в хозяйственно-питьевой воде. Технология фторирования воды. Методы обесфторивания воды: ионообменные и сорбционные. Эксплуатация фтораторных и обесфторивающих установок. Расчет установок обесфторивания воды.
Удаление из воды железа и марганца. Физико-химические основы процесса обезжелезивания подземных вод; методы и установки обезжелезивания воды: метод Виредокс, каталитические методы, «сухое» обезжелезивание. Удаление из воды марганца.
Дегазация воды: причины, вызывающие необходимость дегазации. Технология деаэрации воды. Типы деаэраторов и их особенности. Технология декарбонизации; типы декарбонизаторов и их расчёт.
Умягчение воды: термический, реагентный, термохимический методы. Технологические схемы и конструктивные особенности установок для реагентного умягчения воды.
5. Ионообменная технология (16 ч).
Технологическая характеристика ионитов. Плотность и насыпная масса; фракционный состав; механическая и осмотическая прочность; химическая, термическая и радиационная устойчивость. Общие требования к ионитам, используемым в технологии водоподготовки. Ионообменные материалы, применяемые на ТЭС и АЭС и их характеристики.
Ионообменное равновесие. Изотермы и уравнения материального баланса процесса сорбции. Кинетика ионного обмена. Понятие статической и динамической (рабочей) обменной ёмкости ионита.
Стадии работы ионитного фильтра. Технологические схемы очистки воды в фильтрах раздельного и смешанного действия. Регенерация ионообменных фильтров. Расчет процесса регенерации, степень регенерации ионита.
Методы ионирования: натрий-катионитовый, цикл работы натрий-катионитовых фильтров первой и второй ступеней; водород-натрий-катионитовый, принципиальные технологические схемы параллельного, последовательного и совместного Н-Na–катионирования; Н – катионирование, особенности технологии прямоточного, противоточного и двухслойного Н-катионирования, режим голодной регенерации Н-катионитных фильтров и область его применения; натрий-хлорионитовый метод; ОН-анионирование, особенности технологии прямоточного, ступенчато-противоточного и двухступенчатого ОН-анионирования.
Расчет ионитных фильтров.
- Обработка воды при оборотном водоснабжении (2 ч).
Борьба с зарастанием и коррозией труб: причины и виды зарастания. Стабильность воды, индекс стабильности. Стабилизация воды. Обработка воды для предупреждения биологических обрастаний и коррозии трубопроводов и теплообменных аппаратов. Обработка воды для борьбы с накипеобразованием. Очистка воды от механических примесей. Водный режим систем оборотного водоснабжения.
- Подготовка воды для теплосиловых установок (4 ч).
Основные положения и теоретические основы.
Обескремнивание воды методами: реагентным, фильтрованием через активированные загрузки, электрокоагуляцией, анионитами.
Методы глубокого обессоливания и опреснения: дистилляция, ионитный, электродиализ, обратный осмос. Установки глубокого обессоливания и их эксплуатация.
- Водное хозяйство промышленных предприятий (2 ч).
Состав и свойства производственных сточных вод, их классификация. Особенности канализации промышленных предприятий. Нормы водоотведения и нормы водопотребления. Схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий.
Использование производственных сточных вод и извлечение из них ценных компонентов. Оценка количества используемой оборотной воды. Условия выпуска очищенных стоков в городскую канализацию и водоемы, определение необходимой степени очистки. Нормативы ПДК. ПДК многокомпонентных стоков.
- Механическая очистка сточных вод (2 ч).
Усреднение сточных вод: усреднители, отстойники. Механическая очистка: процеживание, отстаивание, разделение суспензий в поле центробежных сил, фильтрование; аппаратурное оформление рассматриваемых методов очистки.
- Физико-химическая очистка сточных вод (4 ч).
Химическая очистка: нейтрализация, окисление (аэрирование, хлорирование, озонирование), реагентное осаждение.
Применение физико-химических методов очистки для нейтрализации сточных вод: коагуляция, сорбция, флотация, экстракция, ионный обмен, электродиализ, электролиз, гиперфильтрация.
- ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ.
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | |
| 1 | 1 | Определение общей кислотности. Определение общей щелочности. Определение рН. | |
| 2 | 1 | Определение содержания различных форм углекислоты в воде. Определение стабильности воды. | |
| 3 | 1 | Жесткость воды и методы её устранения. | |
| 4 | 1 | Определение окисляемости воды | |
| 5 | 2 | Определение оптимальной дозы коагулянта. | |
| 6 | 2 | Очистка воды коагуляцией в присутствии флокулянта с подщелачиванием | |
| 7 | 3 | Определение оптимальной производительности озонатора. | |
| 8 | 4 | Определение растворенного кислорода иодометрическим методом. | |
| 9 | 4 | Каталитическое обезжелезивание воды. | |
| 10 | 5 | Определение статической обменной ёмкости катионита. | |
| 11 | 5 | Определение рабочей обменной ёмкости катионита и его регенерация. | |
| 12 | 5 | Извлечение ионов тяжелых металлов из разбавленных растворов методом ионного обмена. | |
| 13 | 10 | Очистка сточных вод, содержащих фенол, методом озонирования. | |
| 14 | 10 | Электрохимическая очистка сточных вод, содержащих красители. | |
| 15 | 10 | Сорбционная очистка сточных вод. | |
Примечание. Продолжительность выполнения каждой лабораторной работы составляет 4 часа.
- Курсовые проекты (работы)
Не предусмотрены
- Формы текущего контроля
Не предусмотрены
3.5. Самостоятельная работа
Биологическая очистка производственных сточных вод.
Основы и схема биологического аэробного окисления. Влияние температуры, реакции среды, кислородного режима и токсичных для процесса веществ на эффективность биологической очистки. Биологические пруды, методика их расчета. Биофильтры и аэротенки: классификация, конструкции, расчет биофильтров и систем аэрации [8, гл.5,6].
4. Рекомендуемая литература.
4.1.1. Основная литература:
1.Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике.- М.:Изд.: МЭИ. 2006.-310 с.
2.Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. Учебн. пособие для вузов. –М.: Изд.: МГУ. 1996.-680 с.
3. Коростелев Д.П. Водный режим и обработка радиоактивных вод атомных электростанций. М.: Энергоатомиздат. 1983.-240 с.
4. Коростелев Д.П. Обработка радиоактивных вод и газов на АЭС. – М.: Энергоатомиздат. 1988.-260 с.
5. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. - 2-е изд.; перераб. и доп. – К.:Вища шк. 1986. – 352 с.
6.Водоподготовка: Процессы и аппараты. // Под ред. О.И.Мартыновой. – М.: Энергоатомиздат. 1990. – 272 с.
7.Белан Ф.И. Водоподготовка: расчеты, примеры, задачи. – М.: Энергия. 1978. – 256 с.
8.Яковлев С. В., Карелин Я. А., Ласков Ю. А., Воронов Ю. В. Очистка производственных сточных вод: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Стройиздат. 1979. – 320 с.
9.Методы очистки производственных сточных вод.//Под ред. А. И. Жукова. – М.: Стройиздат. 1977. – 208 с.
10.Когановский А. М. и др. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. – М.: Химия. 1983. – 288 с.
4.1.2. Дополнительная литература:
1. Яковлев С. В. и др. Комплексное использование водных ресурсов: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высш. шк. 2005. – 384 с.
2. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования.- М.: ДеЛи принт. 2004.- 301 с.
3.Кастальский А.А., Минц Д.М. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. – М.: Высш. шк. 1962. – 558 с.
4.Очистка производственных сточных вод.//Под ред. Ю. И. Турского, И. В. Филиппова. – М.: Химия. 1967. – 331 с.
- Средства обеспечения освоения дисциплины.
Не предусмотрены.
- Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Две специализированные лаборатории, оснащенные приборами для выполнения работ, препараторская, четыре вытяжных шкафа, сушильные шкафы, рН- метры, весовая, установки для титрования, дистиллятор, лабораторная посуда, реактивы.