Реферат: Программа дисциплины фтд. 2 Химводоподготовка, спецводоочистка на аэс для студентов специальности 140404 «Атомные электрические станции и установки»

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.