Программа вступительных испытаний в аспирантуру

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ В АСПИРАНТУРУ

по специальности 05.23.04 “Водоснабжение, канализация, строительные

системы охраны водных ресурсов”

Теоретическая база научной специальности 05.23.04 “Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов” основывается на следующих дисциплинах: гидравлика, насосные и воздуходувные станции, водоснабжение, водоотведение и очистка сточных вод, водоснабжение промышленных предприятий, водоотводящие системы промышленных предприятий.

1. Гидравлика

1.1  Базовое содержание курса

Предмет механики жидких сред. Примеры гидромеханических задач из отраслей техники. Краткие исторические сведения о развитии науки.

Объект изучения, физическое строение жидкостей и газов. Гипотеза сплошности. Основные физические свойства: сжимаемость, текучесть, вязкость. Два режима движения жидкостей и газов. Ньютоновские жидкости.

Модель идеальной (невязкой жидкости). Уравнения Эйлера и их интегралы для различных случаев движения. Уравнение Бернулли. Напряжение сил вязкости, обобщенная гипотеза Ньютона. Уравнение Новье–Стокса для вязкой жидкости. Уравнение Бернулли для относительного движения.

Одномерная модель и приведение к ней плавноизменяющихся течений. Обобщение уравнения Бернулли. Гидравлические сопротивления, их физическая природа и классификация. Структура формул для вычисления потерь энергии (напора). Основная формула равномерного движения.

Сопротивления по длине, основная формула потерь. Данные о гидравлическом коэффициенте трения. Зоны сопротивления. Ламинарный поток в трубе и приведение его к одномерной модели. Турбулентное течение в трубах, физическая природа турбулентных напряжений и их представление на основе полуэмпирических теорий. Законы распределения скоростей и сопротивлений при турбулентных течениях в трубах. Сводка наиболее употребительных формул для гидравлического коэффициента трения.

Местные гидравлические сопротивления, основная формула; зависимость коэффициента местного сопротивления от числа Рейнольдса и геометрических параметров. Частные виды местных сопротивлений: вход в трубу, внезапное расширение, диффузоры и др.

Истечение жидкости через отверстия и насадки. Расчет трубопроводных систем: простые трубопроводы, сложные трубопроводы, трубопроводы с переменным расходом по пути. Тупиковые и кольцевые трубопроводные сети. Применение ЭВМ. Силовое воздействие потока на ограничивающие его стенки.

1.2 Специальные разделы дисциплины

Классификация русел. Условия существования равномерного безнапорного движения. Особенности движения жидкости в открытых руслах. Основное уравнение равномерного движения. Зависимость коэффициента Шези от относительной шероховатости и числа Рейнольдса. Формулы для определения коэффициента Шези и скоростной характеристики в квадратичной и неквадратичной областях. Распределение скоростей по сечению открытого потока. Основные формы поперечных сечений каналов. Максимальный гидравлический радиус. Гидравлически наивыгоднейшие сечения. Определение гидравлических элементов живого сечения в трапецеидальных и параболических руслах.

Основные типы задач по расчету каналов. Определение нормальной глубины. Расчет каналов по относительному гидравлическому радиусу. Допускаемые максимальные и минимальные скорости.

Особенности гидравлического расчета безнапорных трубопроводов и других каналов замкнутого сечения.

Применение ЭВМ в расчетах равномерного движения.

Удельная энергия сечения, критическая глубина. Критический уклон. Бурное, спокойное и критическое состояние потока. Число Фруда. Параметр кинетичности.

Основное дифференциальное уравнение установившегося неравномерного плавно изменяющегося движения. Гидравлический показатель русла. Исследование форм свободной поверхности потока. Методы интегрирования основного дифференциального уравнения неравномерного движения. Построение кривых свободной поверхности. Гидравлические расчеты непризматических русел. Применение ЭВМ в расчетах неравномерного движения.

Методы построения кривых свободной поверхности потока в естественных руслах.

Неравномерное движение жидкости в открытых руслах с переменным расходом. Сборные водоотводные русла.

Основные характеристики фильтрации в грунтах. Основной закон фильтрации. Коэффициент фильтрации и методы его определения. Ламинарная и турбулентная фильтрация. Равномерное и неравномерное движение грунтовых вод. Дифференциальное уравнение неравномерного плавноизменяющегося движения грунтовых вод. Формы кривых депрессии. Интегрирование дифференциального уравнения для случая плоской задачи.

Основные дифференциальные уравнения гидромеханической теории фильтрации. Напорная функция. Потенциал скорости. Функция тока. Уравнение Лапласа для движения грунтовых вод. Гидромеханическая сетка при фильтрации через гидротехнические сооружения. Метод электрогидродинамических аналогий (ЭГДА). Применение ЭВМ при решении фильтрационных задач.

Приток грунтовых вод к водосборным сооружениям. Приток к дренажному и артезианскому колодцам. Расчет группы совершенных колодцев при водопонижении. Приток к одиночной совершенной водосборной галерее. Основы расчета горизонтальных совершенных и несовершенных дрен. Фильтрация воды через земляные плотины и под гидротехническими сооружениями.

2. Насосные и воздуходувные станции

2.1 Насосы и воздуходувки

Основные энергетические параметры насосных агрегатов: подача (объемная, массовая, идеальная); напор насоса (на входе, на выходе), определение напора по показателям вакуумметра и манометра или двух манометров; мощность насоса, удельная работа насоса, полезная работа насоса, удельная и полезная мощность насоса; КПД (объемный, механический, гидравлический, полный). Единицы измерения параметров.

Центробежные насосы. Схема и принцип работы насоса. Основные конструктивные элементы насоса. Высота всасывания. Геометрическая и вакуумметрическая высота всасывания. Понятие о кавитации, кавитационном запасе и борьба с явлением кавитации. Кавитационные характеристики и способы их построения. Допустимый кавитационный запас. Основное уравнение центробежного насоса. Приближенная формула напора насоса. Подача и мощность центробежного насоса. Закон кинематического и геометрического подобия. Понятие о коэффициенте быстроходности. Классификация насосов по коэффициенту быстроходности. Теоретическая и действительная характеристика центробежного насоса. Методика испытания центробежных насосов. Графические характеристики Q-H, Q-N, Q-η , Q-Δh. Универсальные графические характеристики центробежных насосов. Четырехквадратные характеристики. Аналитические характеристики.

Графическая характеристика Q-H трубопровода. Выбор насосов для работы в системе трубопроводов с применением ЭВМ. Определение режимных точек работы насоса в системе водопроводов. Приведенная характеристика Q-H насоса.

Изменение энергетических характеристик центробежного насоса при изменении диаметра и частоты вращения рабочего колеса насоса. Рабочая часть характеристики Q-H насоса. Рабочие поля характеристик Q-H насоса. Расчет срезки рабочего колеса насоса с применением ЭВМ.

Влияние изменения уровня воды в источнике и в напорном резервуаре на режим работы насоса при постоянном сопротивлении системы всасывающих и напорных трубопроводов. Избыточные напоры и их влияние на значение КПД насосного агрегата. Регулирование подачи насосов. Современные методы регулирования привода. Параллельная и последовательная работа центробежных насосов. Определение энергетических параметров насосов при параллельной и последовательной работе. Понятие о неустойчивой работе насосов. Параллельная работа насосов, установленных на разных насосных станциях. Параллельная работа насосных станций над артезианскими скважинами. Построение графических характеристик Q-H при параллельном и последовательном включением различных насосов и насосных станций и их анализ.

Основные конструктивные элементы центробежных насосов: рабочее колесо, вводы, отводы, уплотнение вала, подшипники, осевые силоразгрузочные устройства и др.

Конструкция насосов (консольных, моноблочных, двухстороннего входа, вертикальных, изготовляемых в соответствии со стандартом ИСО). Осевое усилие. Область применения центробежных насосов.

Вертикальные центробежные насосы, особенности конструкций. Скважинные насосы – полупогружные, погружные.

Особенности конструкций насосов, применяемых для перекачки загрязненных и агрессивных жидкостей (СД, Х).

Осевые и диагональные насосы, принцип работы и область применения, особенности пуска и регулирования подачи.

Вихревые, свободновихревые, самовсасывающие центробежные вихревые насосы, область применения.

Струйные насосы: водо-водяные элеваторы (гидроэлеваторы), воздушно-водяные (эжекторы); схемы работы, область применения.

Объемные насосы: возвратно-поступательные поршневые, плунжерные, насосы-дозаторы, ротрно-вращательные винтовые, шестеренные, коловратные, шланговые, пластинчатые.

Шнековые и вибрационные насосы, схема работы, область применения.

Воздушные водоподъемники: эрлифты, вытеснители. Схема работы. Оборудование. Определение максимальной подачи и область применения.

Насосы, применяемые в строительстве: грунтовые, песковые, растворонасосы, бетононасосы.

Сравнение всех типов насосов, их достоинства и недостатки (КПД, экономические показатели).

2.2 Насосные станции водоснабжения

Определение насосного агрегата и насосной станции. Классификация насосных станций. Расчет производительности насосных станций по ступенчатому и интегральному графикам. Влияние вместимости напорно-регулирующей емкости на режим работы насосной станции. Применение ЭВМ для расчета насосной станции. Определение количества рабочих и резервных насосов. Построение графика совместной работы насосов и трубопроводов. Анализ режима работы насосных агрегатов. Схема размещения насосных агрегатов в помещениях насосных станций в плане и вертикальной плоскости. Требования к проектированию всасывающих и напорных трубопроводов и их переключение по условиям обеспечения расчетной производительности.

Проверка работы насосных станций при пожаротушении. Условия пуска и остановки насосных агрегатов при закрытой и открытой задвижке. Нормальная и внезапная остановка насосных агрегатов, оборудованных обратным клапаном и без него.

Особенности проектирования насосных станций, оборудованных вертикальными насосами.

Насосные станции над артезианскими скважинами.

Гидропневматические установки в системах водоснабжения. Системы постоянного и переменного давлений. Определение вместимости напорно-регулирующего бака, максимального и минимального давлений.

Особенности устройства строительной части водопроводных насосных станций. Бытовые и подсобные помещения.

Отопление и вентиляция насосных станций.

2.3 Насосные станции водоотведения

Технико-экономические обоснования устройства насосных станций. Схемы и классификация насосных станций. Выбор места расположения насосных станций. Особенности проектирования насосных станций водоотведения.

Расчет производительности насосных станций и вместимости приемного резервуара с применением ЭВМ. Выбор рабочих и резервных агрегатов.

Построение графика Q-H совместной работы насосов, всасывающих и напорных трубопроводов. Анализ режимов работы насосов. Построение графика часового притока и откачки, расчет частоты включения насосов в зависимости от вместимости приемного резервуара.

Устройство аварийного выпуска и отключение подводящего коллектора.

Требования к проектированию помещений приемных резервуаров и решеток.

Решетки, решетки-дробилки, дробилки.

Требования к устройству всасывающих и напорных трубопроводов. Устройство хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения на станциях водоотведения.

Особенности проектирования насосных станций водоотведения, оборудованных шнековыми насосами.

Насосные станции для перекачивания дождевых вод. Технико-экономические обоснования выбора производительности насосной станции и вместимости регулирующего пруда накопителя.

Требования к устройству и размещению насосных установок и насосных станций на станциях очистки сточных вод, перекачка сырого и сброженного осадков, активного ила, избыточного ила, песка.

Бытовые и подсобные помещения на насосной станции.

Отопление и вентиляция помещений решеток и машинного зала.

2.4 Воздуходувные станции

Назначение воздуходувных и компрессорных станций в системах водоснабжения и водоотведения.

Определение: необходимого количества воздуха и воздухонагнетателей; расчетного напора воздухонагнетателей; количества рабочих и насосных агрегатов.

Определение режимов совместной работы воздухонагнетателей и воздуховодов. Регулирование работы воздуходувных станций. Схемы компоновки воздуходувных станций и их размещение на станциях очистки природных и сточных вод.

Требования к забору и очистке воздуха. Фильтры. Проектирование всасывающих и напорных воздуховодов. Особенности расчета и конструирования воздуховодов.

Компрессорные станции при воздушных водоподъемниках.

3. Водоснабжение

3.1 Природные источники водоснабжения

Виды природных источников водоснабжения. Требования, предъявляемые к источникам водоснабжения. Характеристика природных водных ресурсов и источников водоснабжения по запасам, дебиту, качеству и санитарно-гигиеническому состоянию. Влияние деятельности человека на состояние природных источников водоснабжения.

Охрана природных источников водоснабжения от загрязнения и истощения. Комплексное использование природных источников. Общие сведения о водном законодательстве Российской Федерации. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и сооружений систем водоснабжения.

Потребление воды на хозяйственно-питьевые нужды, производственные, противопожарные и другие нужды. Нормы расходования воды. Методы определения количеств потребляемой воды на различные нужды. Требования к качеству воды для различных видов потребителей.

Режим потребления воды на хозяйственно-питьевые цели населения. Неравномерность расходования воды во времени и факторы ее определяющие. Понятие о коэффициентах суточной и часовой неравномерности и определение их значений. Взаимосвязь значений коэффициентов неравномерности и режима водопотребления. Табличное и графическое отображение режима водопотребления. Режим расходования воды на производственные и бытовые нужды промышленных предприятий, поливку улиц и зеленых насаждений. Различные виды задания режима водопотребления промпредприятий и населенных пунктов. Определение расчетных средних и максимальных суточных часовых и секундных расходов.

3.2 Системы водоснабжения и режим их работы

Основные элементы системы водоснабжения, их роль и функциональная взаимосвязь. Взаимное расположение водопроводных сооружений. Влияние на схему системы водоснабжения вида и расположения источника, рельефа местности, взаимного расположения потребителей, требований к количеству и качеству потребляемой воды, а также требований надежности водоснабжения. Основные степени централизации и критерии выбора систем водоснабжения.

Режим работы отдельных сооружений систем водоснабжения. Их технологическая (функциональная) взаимосвязь. Графическое изображение взаимосвязи режимов водоподачи и водопотребления. Роль насосных и очистных станций, водонапорной башни и резервуаров чистой воды в работе системы водоснабжения. Их значение в обеспечении экономичности и надежности работы системы. Определение регулирующих (аккумулирующих), противопожарных и аварийных объемов запасов воды в баке водонапорной башни и резервуарах чистой воды. Определение требуемого свободного напора в водопроводной сети и высоты водонапорной башни. Основные расчетные режимы работы систем водоснабжения. Особенности режимов работы системы водоснабжения с несколькими водопитателями и напорно-регулирующими емкостями. Особенности работы и расчета безбашенных систем водоснабжения.

3.3 Системы подачи и распределения воды

Общие вопросы проектирования водоводов и водопроводных сетей. Типы водоводов и водопроводных сетей. Требования, предъявляемые к ним. Принципы трассировки водопроводных линий. Учет требований надежности функционирования систем подачи и распределения воды. Методы обеспечения требуемой надежности. Модель отбора воды из сетей. Особенности подачи воды магистральными и распределительными линиями кольцевой водопроводной сети. Расчетные режимы отбора воды из сетей. Условная расчетная схема отбора воды из сети. Расчетные участки; путевые и узловые отборы воды; расчетные расходы воды по участкам сети. Связь между путевыми и узловыми отборами воды. Принцип определения диаметров труб водопроводных линий и потерь напора в них. Выражение величины приведенных затрат для водопроводных линий (водоводов) при подаче воды насосами и при гравитационной подаче по напорному водоводу. Формулы для экономически выгодных диаметров труб. Потери напора в трубопроводах. Формулы и таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из различных материалов. Учет возможного изменения гидравлического сопротивления труб в процессе эксплуатации.

Теоретические основы и методы гидравлического расчета водопроводных сетей. Свойства водопроводных сетей. Предварительное потокораспределение в кольцевых сетях с учетом требований надежности. Теоретические основы гидравлических расчетов водопроводных сетей. Теория и практические методы внутренней увязки кольцевых сетей (, и др.). Численные методы поверочных расчетов сетей с учетом совместной работы с водопотребителями, аккумуляторами воды и при наличии нефиксированных отборов.

Анализ и использование результатов расчета сети для определения рабочих давлений, пьезометрических отметок и свободных напоров в ее отдельных точках. Выбор режима работы водопотребителей. Подбор марки насосов. Особенности расчета разветвленных сетей. Особенности расчета гравитационных водоводов. Расчет водоводов. Определение числа переключений на водоводах по допустимому снижению подачи воды при аварии. Защита водоводов от гидравлического удара.

Применение вычислительных машин для расчета и проектирования систем подачи и распределения воды (СПРВ). Задачи оптимизации СПРВ, решаемые с применением ЭВМ. Возможность повышения экономичности и надежности СПРВ благодаря применению вычислительных машин. Этапы решения задач расчета СПРВ.

Принципы технико-экономического расчета водопроводных сетей. Основы теории технико-экономического расчета водопроводных сетей. Вопросы о возможности нахождения значений наивыгоднейших диаметров труб кольцевой сети при незаданном или заданном потокораспределении. Практические методы нахождения наивыгоднейших диаметров труб при заданном потокораспределении.

Особенности проектирования и расчета зонных систем водоснабжения. Область применения зонных систем водоснабжения Технико-экономическое обоснование зонирования. Основные типы зонных систем водоснабжения. Сооружения, необходимые при устройстве зонных систем. Станции подкачки. Станции регулирования (напорно-регулирующие узлы).

Устройство водопроводной сети. Основные виды труб, стандарты, сортаменты и их характеристика. Металлические трубы: стальные, чугунные. Мероприятия по защите металлических трубопроводов от коррозии. Неметаллические трубы: асбестоцементные, железобетонные, пластмассовые. Трубы из других материалов. Способы соединения труб. Проектирование водоводов и сети. Деталировка. Технико-экономическое обоснование выбора материала и класса прочности труб. Размещение трубопроводов и арматуры в поперечном и продольном профиле улиц и проездов. Арматура и сооружения на сети. Различные виды арматуры, применяемой при устройстве водоводов и водопроводной сети: задвижки, поворотные затворы, противоударные и обратные клапаны, гидранты, выпуски и др. Колодцы на сети и их конструкции. Туннели (коллекторы) проходные и непроходные. Упоры и их типы. Способы перехода водопроводных линий через препятствия. Особенности устройства водопроводных сетей и водоводов в особых условиях: зоны распространения многолетнемерзлых грунтов, просадочных грунтов, зоны повышенной сейсмичности и др.

Регулирующие и запасные резервуары. Классификация регулирующих (аккумулирующих) и запасных емкостей, область применения. Водонапорные башни, водонапорные колонны, резервуары, гидропневматические установки. Их оборудование трубопроводами, арматурой, камерами переключения. Влияние емкости на стоимость и степень бесперебойности работы систем водоснабжения.

3.4 Водозаборные сооружения

Сооружения для забора подземных вод. Основные виды водозаборов подземных вод. Условия их применения. Водозаборные скважины, их конструкции, типы. Конструкции фильтров водозаборных скважин. Схемы сборных водоводов. Совместная работа водозаборных скважин, насосных станций, водоводов. Применение ЭВМ для проведения комплексных расчетов водозаборов подземных вод. Шахтные колодцы, их конструкции, устройство и расчет. Типы и конструкции фильтров. Схемы водозаборов при использовании шахтных колодцев. Горизонтальные и лучевые водозаборы, их основные типы, конструкции, устройство и расчет. Особенности работы инфильтрационных водозаборных сооружений с искусственным пополнением подземных вод. Классификация способов искусственного пополнения подземных вод, схемы устройства, основы расчета. Сооружения для каптажа подземных вод. Мероприятия по восстановлению производительности водозаборов подземных вод.

Сооружения для забора воды из поверхностных источников. Классификация водозаборов из поверхностных источников водоснабжения. Условия забора воды из рек. Речные водозаборные сооружения берегового и руслового типа; условия их применения. Выбор места их расположения. Конструкции речных водозаборных сооружений. Технологическое и грузоподъемное оборудование водозаборных сооружений. Мероприятия по защите водозаборных сооружений от сора, взвешенных веществ, шуги, донного льда и нефти. Рыбозащита. Берегоукрепление. Расчет устойчивости. Гидравлические расчеты речных водозаборных сооружений. Водозаборные сооружения на каналах, горных и высокомутных реках, водохранилищах, озерах, морях. Их конструкции, устройство и расчет. Особенности забора воды из поверхностных источников в районах с многолетнемерзлыми грунтами. Реконструкция водозаборных сооружений. Необходимость учета при проектировании водозаборных сооружений возможности увеличения их производительности в перспективе и реконструкция водозаборных сооружений.

3.5 Улучшение качества воды

Состав природных вод. Основные методы и технологические схемы их кондиционирования. Характеристика состава природных вод. Влияние различных веществ, содержащихся в воде на ее качество. Требования, предъявляемые к качеству воды. Классификация вод по объектам их использования. Основные технологические методы обработки воды. Технологические схемы улучшения качества воды, их классификация. Основные критерии для выбора технологической схемы и состава сооружений. Использование ЭВМ при выборе технологических схем и сооружений обработки воды.

Коагулирование примесей воды. Физико-химические основы коагулирования примесей воды. Основные факторы, определяющие процесс коагуляции в свободном объеме воды. Регулирование условий коагуляции. Электрохимическое коагулирование. Контактная коагуляция примесей воды, основные закономерности процесса.

Реагенты, используемые в технологии улучшения качества воды. Определение расчетных доз реагентов, условия (т. е. последовательность и экспозиция) введения их в обрабатываемую воду. Реагентное хозяйство: хранение реагентов в сухом и жидком виде. Сооружения, аппаратура и оборудование для приготовления и дозирования суспензий и растворов реагентов.

Смешение реагентов с водой. Теоретические основы процесса. Классификация смесителей и смесительных устройств.

Конструкции смесителей (гидравлического и механического типов), их расчет. Выбор типа смесителя. Оценка эффекта смешения реагента с водой по критерию Кемпа и градиенту скорости.

Камеры хлопьеобразования. Назначение, область применения и классификация камер хлопьеобразования. Камеры гидравлического и механического типов, аэрофлокуляторы, их устройство и расчет.

Выбор типа камеры хлопьеобразования. Использование критерия Кемпа и градиента скорости для оценки эффекта работы камеры.

Предварительная обработка воды. Предварительная обработка воды фильтрованием через сетки, ткани и пористые элементы. Основы процесса макро - и микрофильтрования. Конструкции сетчатых барабанных фильтров, акустических фильтров, область их применения и расчет.

Удаление взвешенных веществ осаждением, теоретические основы процесса. Типы отстойников и область их применения. Горизонтальные отстойники, их устройство и расчет. Коэффициент объемного использования сооружения. Удаление осадка из отстойников. Интенсификация работы отстойника. Отстойники с малой глубиной осаждения, их устройство, область применения и расчет. Удаление осадка из отстойника без отключения его из работы. Рациональные отстойники, их устройство, область применения и расчет. Обработка воды в слое взвешенного осадка, теоретические основы процесса. Типы осветлителей, их технологическая оценка, область применения и методика расчета. Интенсификация работы осветлителей. Удаление грубодисперсных примесей в поле центробежных сил, теоретические основы процесса. Классификация гидроциклонов, их конструкция и расчет.

Обработка воды флотацией, теоретические основы процесса, виды флотации. Конструкции флотаторов, область применения, технологическая оценка работы и методика расчета.

Удаление примесей воды фильтрованием. Понятие о фильтровании воды. Теоретические основы процесса фильтрования воды через зернистые материалы. Классификация фильтров. Скорые открытые и напорные фильтры, их устройство и расчет. Конструктивные элементы скорых фильтров, фильтрующие материалы. Промывка фильтров; способы подачи промывной воды. Оборудование скорых фильтров. Пути повышения грязеемкости скорых фильтров; фильтры с крупнозернистой двухслойной загрузкой и системы АКХ, сверхскоростные напорные фильтры. Контактные осветлители и контактные фильтры, принцип работы, их устройство и расчет, область применения.

Медленные фильтры, особенности устройства и работы, их расчет область применения. Намывные порошки и среды, конструкции фильтровальных элементов, режим работы и промывки.

Обеззараживание воды. Методы обеззараживания воды, их классификация область применения. Обеззараживание воды сильными окислителями, механизм действия. Обеззараживание воды хлором и его производными.

Определение доз реагента и времени контакта, места и способы введения хлора в обрабатываемую воду. Организация хлорного хозяйства. Схемы обезвреживания воды жидким хлором, хлорной известью, гипохлоритами натрия или кальция (получаемыми методом электролиза), диоксидом хлора. Обеззараживание воды озоном; химизм процесса, технологическая схема. Приготовление озоновоздушной смеси и способы ее смешивания с обрабатываемой водой. Рекуперация озона. Обеззараживание воды перманганатом калия и йодом, технология, область применения. Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, сущность процесса, схемы и конструкции аппаратов, область применения.

Обеззараживание воды ионами серебра, ультразвуком, электротоком высокой частоты.

Дезодорация воды. Общие сведения о причинах возникновения нежелательных привкусов и запахов. Методы борьбы с привкусами и запахами, их классификация, область применения.

Аэрационный метод дезодорации воды, сущность процесса. Конструкции аэрационных устройств и аппаратов, особенности их работы, методика расчета.

Использование сильных окислителей при удалении привкусов и запахов, химизм процесса, технологические схемы. Дозы окислителей и выбор места их введения в обрабатываемую воду.

Сорбционный метод дезодорации воды с использованием суспензии активного порошкообразного угля или путем фильтрования через гранулированный уголь. Особенности устройства и работы угольных фильтров.

Окислительно-сорбционные методы дезодорации воды, сущность и область применения.

Фторирование и обесфторивание воды. Гигиенические нормативы содержания фтора в питьевой воде, его влияние на здоровье человека. Технология фторирования воды. Классификация методов фторирования воды. Выбор реагента для фторирования воды, определение его дозы и места введения в обрабатываемую воду. Аппаратура для приготовления растворов фторсодержащих реагентов и их дозирование.

Технология обесфторивания воды, классификация методов, их технологическая и экономическая оценка. Химизм процесса. Технологические схемы и сооружения обесфторивания воды.

Обезжелезивание и деманганация воды. Формы и содержание железа в природных водах. Классификация методов и технологических схем обезжелезивания природных вод. Технологический анализ воды для выбора метода и сооружений деферризации воды. Расчет и проектирование установок обезжелезивания воды. Удаление железа из шахтных и оборотных вод, обезжелезивание конденсата теплосиловых станций и минерализованных вод.

Генезис марганца в природных водах. Классификация методов и технологических схем деманганации природных вод, химизм процессов, проектирование установок. Совместное удаление из воды железа и марганца, железа и фтора.

Умягчение воды. Теоретические основы умягчения воды, классификация методов, технологическая и экономическая оценка, область применения. Термическое и криогенное умягчение воды, сущность процесса, аппаратное оформление.

Реагентные методы умягчения воды, сущность и химизм процессов. Технологические схемы и сооружения. Интенсификация процессов реагентного умягчения воды. Термохимический метод умягчения воды. Магнитная обработка воды.

Умягчение воды катионированием, сущность и химизм процессов. Катиониты, их свойства и регенерация. Катионитовые фильтры, их устройство и работа, вспомогательные устройства катионитовых установок. Технологические схемы натрий-катионирования. Водород-натрий-катионитовое умягчение воды. Сущность процессов, технологические схемы, область применения. Умягчение воды натрий-хлор-ионированием. Метод известково-катионитовый и частичного катионирования. Метод глубокого умягчения воды.

Общие вопросы проектирования водоочистных комплексов. Обоснование выбора схемы размещения водоочистного комплекса и решения его компоновки.

Основные принципы решения генплана и высотной схемы водоочистного комплекса с учетом использования рельефа местности, организация зоны санитарной охраны и резервирования территории на расширение. Подсобные и вспомогательные сооружения и помещения водоочистного комплекса. Принцип компоновки водоочистных сооружений по подготовке воды для хозяйственно-питьевых нужд.

Типовые решения высотных схем компоновки и генпланов водоочистных комплексов. Оборот промывных вод, его технико-экономическое обоснование. Технологические схемы и сооружения по обработке промывных вод. Методы и сооружения по обработке и утилизации осадков промывных вод. Состав и свойства осадков. Уплотнение и обезвоживание осадков. Утилизация обезвоженных осадков.

4. Водоотведение и очистка сточных вод

4.1 Схемы и системы водоотведения

Сточные воды и их классификация. Общая схема системы водоотведения города (поселка) и ее основные элементы: внутреннее устройство в зданиях, внутриквартальная и уличная водоотводящие сети. Коллекторы, станции перекачки, напорные водоводы, очистные сооружения и выпуск очищенных сточных вод.

Системы водоотведения: общесплавная, раздельная (полная, неполная), полураздельная и комбинированная. Сравнительная санитарно-техническая и экономическая оценка систем водоотведения.

Системы водоотведения промышленных предприятий. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий. Схемы районной системы водоотведения комплекса жилой застройки и ряда промышленных предприятий.

Особенности течения жидкости в водоотводящих сетях. Основы гидравлического расчета самотечной водоотводящей сети. Расчетные формулы. Учет местных сопротивлений. Расчет напорных водоводов и дюкеров. Формы поперечных сечений труб. Минимальные и максимальные скорости и уклоны. Основные задачи по расчету водоотводящей сети. Практические приемы расчета водоотводящей сети.

4.2 Водоотводящие сети

Основные данные для проектирования. Проект планировки города (поселка) и генплан промышленного предприятия – основа проектирования системы водоотведения. Границы обслуживаемого объекта. Очередность строительства. Расчет населения. Нормы водоотведения. Коэффициенты неравномерности. Определение расчетных расходов сточных вод. Графики колебаний расходов.

Проектирование водоотводящей сети. Схемы водоотводящей сети. Проектирование схемы водоотводящих сетей. Трассировка уличной сети. Расположение трубопроводов в поперечном сечении проездов. Минимальная и максимальная глубина заложения труб. Определение расчетных расходов для участков сети. Расчет и построение продольных профилей канализационных коллекторов. Конструирование сети. Разработка вариантов и их технико-экономическое сравнение. Применение ЭВМ для расчета водоотводящих сетей.

Общие сведения и учет метеорологических условий при расчете дождевой сети. Назначение дождевой сети. Внутренние и наружные водостоки. Учет метеорологических факторов при расчете дождевой сети. Атмосферные осадки и их количество. Дождемеры. Интенсивность, продолжительность, повторяемость дождей и зависимость между этими показателями. Первичная обработка записей выпадения дождей. Период повторяемости расчетного дождя. Формула расчетных интенсивностей.

Проектирование и расчет дождевой сети. Разработка схем водоотводящей сети. Коэффициент стока. Концентрация стока. Определение расчетных расходов. Метод расчета предельных интенсивностей. Гидравлический расчет и построение продольных профилей. Расчет дождевой сети, работающей под напором. Нормы на проектирование дождевой сети. Технико-экономическое сравнение вариантов дождевой сети. Применение ЭВМ для расчета дождевой сети.

Сети полураздельной и общесплавной систем водоотведения. Особенности проектирования схем водоотводящих сетей полураздельной системы. Интенсивность и расход предельного дождя. Разделительные камеры. Коэффициент разделения. Определение расчетного расхода для отдельных участков общесплавного коллектора. Гидравлический расчет и построение продольного профиля общесплавного коллектора. Особенности проектирования схем водоотводящих сетей общесплавной системы. Определение расчетного расхода для участков сети до и после ливнеспусков. Гидравлический расчет и построение продольных профилей трубопроводов. Применение ЭВМ для расчета водоотводящих сетей.

Трубопроводы и коллекторы. Требования, предъявляемые к материалу труб сети и коллекторов. Трубы керамические, бетонные и железобетонные, асбестоцементные, металлические, деревянные, из пластмасс, их применение. Коллекторы из сборных железобетонных элементов и пресс-бетона. Выбор материала труб и коллекторов. Заделка стыковых соединений. Защита труб и каналов от агрессивного воздействия сточных и грунтовых вод. Устройство оснований. Инфильтрация и эксфильтрация. Вентиляция сети.

Сооружения на водоотводящих сетях. Смотровые и перепадные колодцы. Соединительные камеры. Промывные колодцы. Дождеприемники. Присоединение внутриквартальных и дворовых сетей к уличным. Безколодезные соединения. Сопряжение труб и каналов в колодцах. Переход через реки и овраги. Переходы под железными и автомобильными дорогами и трамвайными путями. Дюкеры и их расчет. Пересечения с подземными сооружениями. Эстакады. Разделительные камеры и ливнеспуски. Выпуски дождевых вод в водоемы. Типы и стандарты сооружений на водоотводящей сети.

Устройство водоотводящей сети в особых условиях. Особенности устройства водоотводящей сети в районах вечной мерзлоты, сейсмических районах, оползневых зонах и в районах с лессовидными грунтами.

Перекачка сточных вод. Технико-экономическое обоснование необходимости устройства насосной станции и выбор места ее расположения. Классификация насосных станций. Графики притока и откачки сточных вод. Расчет насосных станций. Приемные резервуары. Напорные водоводы. Аварийные выпуски. Типовые проекты насосных станций. Автоматизация работы насосных станций. Перекачка дождевых вод.

4.3 Очистка сточных вод

Состав и свойства сточных вод. Нерастворимые, коллоидные и растворимые вещества в сточных водах. Санитарно-химический анализ сточных вод. Оседающие и не оседающие вещества в сточных водах. Осадок сточных вод и его количественная и качественная характеристика. Процессы нитрификации и денитрификации, их значение при очистке сточных вод. Растворение и потребление кислорода в воде водоемов. Биохимическая потребность в кислороде (БПК), химическая потребность в кислороде (ХПК) и окисляемость сточных вод. Аэробные и анаэробные процессы. Бактериальное и биологическое загрязнение сточных вод. Активная реакция, относительная стабильность сточных вод. Определение концентрации загрязнения сточных вод.

Водоемы, их охрана от загрязнения сточными водами. Охрана водоемов от загрязнения. Процессы самоочищения водоемов. Условия спуска сточных вод в системы водоотведения городов и в водоемы. Влияние выпадающего осадка ядовитых веществ на состояние водоемов. Бактериальное самоочищение водоемов. Особенности самоочищающей способности морских водоемов. Определение необходимой степени очистки сточных вод для водоемов питьевого, культурно-бытового водопользования рыбохозяйственного значения. Ограничение загрязнений сточных вод с учетом предельно допустимых концентраций (ПДК). Использование городских сточных вод в сельском хозяйстве и в промышленности. Определение исходной концентрации городских сточных вод по БПКполн. и взвешенным веществам.

Методы очистки сточных вод и обработки осадка. Методы механической, биологической и физико-химической очистки сточных вод. Основные направления в развитии методов очистки сточных вод. Схемы очистных станций и методы их оптимизации. Технико-экономическая оценка методов очистки и обработки осадков сточных вод.

Механическая очистка сточных вод. Сооружения для механической очистки сточных вод. Решетки, комбинированные решетки-дробилки. Их расчет и конструкции. Песколовки горизонтальные, вертикальные, тангенциальные, аэрируемые. Методы расчета и конструкции. Отстойники горизонтальные, вертикальные, радиальные, тонкослойные. Методы их расчета и конструкции; преимущества и недостатки. Технико-экономические условия применения и эксплуатации отстойников.

Предварительная аэрация и биокоагуляция сточных вод. Преаэраторы, методы их расчета и конструкции. Биокоагуляторы, работающие на активном иле и иле после биофильтров. Осветлители естественной аэрации, методы их расчета и конструкции. Технико-экономические показатели работы сооружений.

Обработка, обезвреживание и использование осадка. Сооружения для обработки осадка. Процессы сбраживания сточных вод. Мезофильное и термофильное сбраживание, аэробная стабилизация условия их применения. Септики, их расчет и конструкции. Двухъярусные отстойники, их расчет и конструкции. Типы метантенков. Расчет метантенков и вспомогательных устройств. Конструкции метантенков. Аэробные стабилизаторы, их расчет и конструкции. Иловые площадки с естественным и искусственным фильтрующими слоями. Типы иловых площадок. Механизация удаления ила. Иловые пруды и условия их применения. Перекачка илов и осадка сточных вод. Механическое обезвоживание осадка сточных вод на вакуум-фильтрах, центрифугах, ленточных и рамных прессах. Обработка фугата и фильтрата. Термическая обработка осадка. Сушка осадка в кипящем слое и на установках со встречными струями. Использование осадка сточных вод для сельскохозяйственных целей. Утилизация отходов очистной станции. Технико-экономические показатели обработки, ликвидации и утилизации осадка.

Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях. Поля орошения и фильтрации, биологические пруды. Классификация полей орошения и фильтрации, земледельческих полей. Методы расчета и устройство. Нормы загрузки. Распределение сточных вод. Отвод очищенных сточных вод. Биологические пруды, методы их расчета и устройство. Технико-экономическое обоснование применения полей орошения, полей фильтрации и биологических прудов.

Биологическая очистка сточных вод в искусственно созданных условиях. Биофильтры. Классификация биологических фильтров. Биофильтры обычного типа. Высоконагружаемые биофильтры. Биофильтры с пластмассовой загрузкой и блочные биофильтры, их расчет и конструкции. Вентиляция биофильтров. Принцип работы высоконагружаемых биофильтров. Рециркуляция. Расчет биофильтров разных конструкций. Конструкции биофильтров разных конструкций. Конструкции биофильтров обычных, высоконагружаемых, пластмассовых блочных. Распределение сточных вод по биофильтрам. Технико-экономические показатели биофильтров.

Аэротенки. Физико-химическая, химическая и микробиологическая характеристика активного ила. Сущность биохимических процессов в аэротенках. Классификация аэротенков по гидравлическому режиму (смесители, вытеснители, с рассредоточенным выпуском воды), по нагрузке на активный ил (классические, высоконагружаемые, полного окисления). Технологические схемы работы аэротенков (одно - и многоступенчатые, аэротенки с регенрацией активного ила). Системы аэрации и типы аэраторов (пневматические, механические, струйные, эрлифтные и т. д.). Использование технического кислорода. Конструкции коридорных аэротенков и совмещенных сооружений (аэротенки-отстойники, аэроакилаторы, аэротенки-осветлители и т. д.). Основные направления в интенсификации работы аэротенков (аэротенки с повышенной дозой ила, окситенки, башенные и противоточные аэротенки), аэротенки управляемого профиля. Методы расчета аэротенков. Опыт работы аэротенков в отечественной и зарубежной практике. Технико-экономические показатели работы различных типов и схем аэротенков.

Вторичные отстойники и илоуплотнители. Вторичные отстойники после биофильтров. Вторичные отстойники и осветлители после аэротенков. Вторичные отстойники – горизонтальные, радиальные, вертикальные. Тонкослойное отстаивание. Их расчет и конструирование. Илоуплотнители активного ила (вертикальные и радиальные). Технико-экономические показатели работы различных типов вторичных отстойников и илоуплотнителей.

Методы и сооружения для глубокой очистки биологически очищенных сточных вод. Методы удаления взвешенных веществ. Фильтры, их конструкции и расчет. Микрофильтрация. Методы и схемы очистных сооружений для глубокой очистки от азота и фосфора. Методы химической и физико-химической глубокой очистки воды. Выбор метода глубокой очистки в зависимости от состава загрязнений сточных вод.

Обеззараживание сточных вод. Методы обеззараживания сточных вод. Обеззараживание жидким хлором и хлорной известью. Обеззараживание сточных вод озонированием. Контактные резервуары. Сооружения для насыщения очищенной воды кислородом. Выбор места выпуска сточных вод в соответствии с санитарными требованиями. Выпуск очищенных сточных вод в проточные водоемы. Конструкции выпусков. Условия выпуска сточных вод в море и водохранилище.

Общие схемы станций для очистки сточных вод. Санитарные и технологические требования. Выбор места расположения очистных сооружений. Генпланы очистных сооружений. Высотные схемы расположения очистных сооружений. Распределение сточных вод по отдельным сооружениям очистной станции. Измерительные устройства. Технико-экономические обоснования выбора схем и типов очистных сооружений. Принципы оптимизации станций. Типовые очистные станции. Автоматизация и диспетчеризация работы очистных сооружений.

4.4 Системы водоотведения малонаселенных мест и отдельно расположенных объектов

Местная система водоотведения. Особенности проектирования водоотводящих сетей и очистных сооружений при малом количестве сточных вод. Биологическая очистка сточных вод при малом их количестве. Поля подземной фильтрации насыпным грунтом и фильтрующей траншеей с загрузкой их песком при глинистых грунтах. Особенности конструкции окислительных каналов, биологических фильтров и аэротенков, применяемых при очистке малого количества сточных вод, в том числе в сложных геологических и климатических условиях. Дезинфекция сточных вод. Типовые станции для обезвреживания малых количеств сточных вод. Технико-экономическое обоснование строительства систем водоотведения малых населенных мест. Компактные аэрационные установки для биологической очистки сточных вод.

5. Водоснабжение промышленных предприятий

5.1 Системы водоснабжения промышленных предприятий

Потребители воды на промышленных площадках. Наличие различных категорий потребителей на промпредприятиях. Нормы и режимы расходования воды на производственные нужды. Требования к качеству воды.

Виды систем водного хозяйства промпредприятий. Единая, неполнораздельная, раздельная системы водоснабжения; факторы, влияющие на их выбор. Возможность объединения систем водоснабжения промпредприятий с городскими и поселковыми системами водоснабжения. Порядок взаимоотношений с городскими водопроводами, графики водопотребления, лимиты на воду, регулирование качества воды и небольших свободных напоров для отдельных водопотребителей в промзоне.

Виды систем технического водоснабжения. Системы оборотного, прямоточного водоснабжения, последовательного и оборотно-последовательного использования воды. Принципы разбивки систем водоснабжения на ряд оборотных циклов. Замкнутые системы водного хозяйства. Принципы создания этих систем. Выбор вида системы в зависимости от мощности, удаленности и надежности источника водоснабжения, температуры и качества воды, условий защиты водоема от истощения и загрязнения, технологических требований. Технико-экономическая оценка эффективности применения этих систем.

Принципы составления водного баланса систем водоснабжения по количеству, качеству, термостабильности, коррозионности, биогенности оборотных вод.

5.2 Охлаждающие устройства систем промышленного водоснабжения

Классификация оборотных вод по степени нагрева при их использовании в промышленности. Целесообразность разделения системы на ряд подсистем оборота по степени нагрева воды.

Процесс теплообмена в испарительных охладителях. Параметры, характеризующие работу охладителей. Классификация способов охлаждения: водяное охлаждение, охлаждение горячей водой, испарительное охлаждение.

Водохранилища-охладители. Принцип их работы, схемы циркуляции воды, тепловой расчет. Сооружения для повышения эффективности работы водохранилищ-охладителей. Организация и эксплуатация водохранилищ-охладителей.

Брызгальные бассейны. Устройство и принцип их работы. Разбрызгивающие сопла и трубопроводы брызгальных бассейнов. Тепловой и гидравлический расчеты брызгальных бассейнов, их эксплуатация. Размещение на промплощадке.

Градирни. Конструкции открытых, башенных, вентиляторных и радиаторных градирен. Водораспределительные, оросительные и другие устройства градирен. Тепловой и аэродинамический расчеты градирен. Выбор места расположения градирен на промплощадке. Эксплуатация градирен.

Водный баланс охладителей. Потери воды в охладителях. Восполнение потерь воды.

Выбор типа охладителей. Применение различных видов охладителей. Технико-экономическое сравнение охладительных устройств.

5.3 Противопожарное водоснабжение

Потребление воды для обеспечения взрывопожарной безопасности технологических процессов и создания безопасных условий труда. Виды потребителей воды.

Системы противопожарного водоснабжения и режимы их работы. Классификация систем противопожарного водоснабжения зданий, сооружений и технологических комплексов. Схемы противопожарного водоснабжения. Обоснование проектного решения при выборе структурной схемы подачи воды для обеспечения пожарной безопасности промпредприятий.

Противопожарное водоснабжение на современных промышленных предприятиях. Расчет параметров противопожарного оборудования. Определение качества, расхода и интенсивности подачи воды, требуемой для системы противопожарной защиты.

Водоснабжение стационарных установок водяного и пенного пожаротушения. Спринклерные установки. Дренчерные установки. Установки пенного пожаротушения. Комбинированные установки пожаротушения. Методика расчета элементов системы автоматического противопожарного водоснабжения. Проектирование противопожарного водоснабжения и стационарных установок водяного и пенного пожаротушения промышленных предприятий.

5.4 Водоподготовка промводопровода

Дегазация воды. Влияние растворенных газов на состояние системы промышленного водоснабжения в целом и ее отдельные элементы. Классификация методов удаления из воды растворенных газов, сущность процессов. Технология и аппаратура для удаления из воды физическим методом свободной углекислоты, сероводорода, метана, растворенного кислорода. Классификация дегазаторов, выбор конструкции, методика расчета. Технология и аппаратура для удаления из воды химическим методом кислорода и сероводорода, химизм процессов. Биологический метод удаления сероводорода.

Обессоливание и опреснение воды. Отраслевые стандарты для отдельных отраслей промышленности по солесодержанию. Методы обессоливания и опреснения воды. Сущность процессов, классификация, область применения. Принципиальное отличие методов опреснения без изменения агрегатного состояния воды (удаление из воды солей) от методов с изменением агрегатного состояния воды (извлечение молекул воды). Обессоливание воды дистилляцией, конструкции дистилляционных установок. Ионитовое обессоливание воды. Требования, предъявляемые к воде, поступающей на установки ионного обмена. Сущность процесса, применяемые иониты. Технологические схемы. Получение ультрачистой воды. Расчет и проектирование установок. Обессоливание воды обратным осмосом. Сущность процесса, область применения, аппаратное оформление, расчет. Комбинированные методы обессоливания воды: электродиализ в сочетании с обратным осмосом и ионным обменом. Технико-экономическая оценка методов обессоливания воды. Основы проектирования и расчета установок обессоливания и опреснения воды.

Удаление из воды кремниевой кислоты. Влияние кремнесодержащих вод на состояние отдельных элементов систем промышленного водоснабжения. Технология удаления из воды кремниевой кислоты, классификация методов. Сорбционное обескремнивание воды, сущность метода, используемые реагенты, технологическая схема, сооружения. Проектирование и расчет установок. Фильтрационное обескремнивание воды. Сущность метода, технологическая схема, сооружения, расчетные параметры, проектирование установок. Обескремнивание воды анионитами. Сущность метода, технологические схемы, сооружения, проектирование и расчет. Технологическая и технико-экономическая оценка методов обескремнивания воды.

Обработка воды для борьбы с коррозией и зарастанием труб и оборудования систем водоснабжения. Причины и виды зарастания труб и оборудования. Понятие о стабильности воды. Аналитический и экспериментальный способы определения стабильности воды. Основы процессов коррозии металлов. Классификация методов стабилизации воды, используемой для охлаждения технологических аппаратов. Стабилизационная обработка воды для предотвращения зарастания трубопроводов и производственной аппаратуры карбонатом кальция. Магнитная обработка воды. Определение сроков проведения стабилизационной обработки воды с учетом изменения ее качества в результате предшествующей обработки. Расчет и проектирование установок стабилизационной обработки воды.

Обработка охлаждающей воды. Причины и виды зарастания охлаждающих аппаратов. Водяной режим систем оборотного водоснабжения. Обработка охлаждающей воды для предупреждения накипеобразования в трубопроводах и теплообменных аппаратах оборотных систем водоснабжения. Обработка охлаждающей воды для предотвращения коррозии металлических трубопроводов и теплообменных аппаратов оборотных систем водоснабжения. Методы борьбы с биообростаниеми систем водяного охлаждения. Примеры расчета и проектирования установок для обработки охлаждающей воды.

Причины и виды загрязнения конденсата. Удаление из конденсата меди железа. Очистка конденсата от масел.

Методы и сооружения по обработке и утилизации осадков производственных вод. Классификация промывных вод на станциях водоподготовки промышленных вод. Классификация осадков. Механизм образования и структура осадков. Состав и свойство осадков. Связь влаги и твердой фазы осадка. Основы расчета отстойников, сгустителей, определение режимов сгущения, гидравлический расчет трубопроводов. Обезвоживание осадков в естественных условиях. Обработка осадка в прудах-накопителях и на иловых площадках. Механическое обезвоживание осадков, предварительная обработка. Обезвоживание осадков на вакуум-фильтрах и пресс-фильтрах. Кислотная обработка гидроксидных осадков. Искусственное замораживание и оттаивание осадков. Утилизация обезвоженных осадков.

Очистка сбросных вод, используемых в замкнутых оборотных системах. Характеристика примесей сбросных вод. Санитарно-гигиеническая оценка оборотных вод. Формирование солевого состава воды в оборотных системах водоснабжения и стабилизация ионного состава оборотной воды. Осветление приточной воды и стабилизационных расходов. Ионообменная корректировка минерального состава очищенных сбросных вод и стабилизационного расхода перед подпиткой замкнутых оборотных систем. Локальные установки и их роль в общей системе водоочистки промышленного предприятия. Коагулирование примесей сбросных вод. Адсорбционная, экстракционная и термическая обработка сбросных вод. Требования к качеству очищенных сбросных вод, используемых для подпитки оборотных систем водоснабжения. Третичная очистка сбросных вод реагентами. Деминерализация и умягчение сбросных вод после адсорбционной доочистки. Санитарно-гигиеническая надежность использования городских сточных вод для подпитки систем оборотного водоснабжения промпредприятий. Гигиеническая эффективность обезвреживания этих вод и их санитарно-токсикологическая и органолептическая характеристика. Технологические схемы водоподготовки доочищенных сточных вод перед подачей их в систему промводоснабжения.

6. Водоотводящие системы промышленных предприятий

6.1 Водное хозяйство промышленных предприятий

Экологические требования к системам водоотведения. Основные положения «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», «Правил санитарной охраны прибрежных районов, морей».

Источники образования сточных вод на промышленных предприятиях. Состав и свойства производственных сточных вод. Нормы водопотребления и количества сточных вод на промышленных предприятиях. Классификация производственных сточных вод. Особенности решения вопросов водоотведения промышленных предприятий.

Основные направления сокращения потребления воды для производственных нужд: использование маловодных технологий производства, повторное использование воды в производстве и устройство замкнутых и бессточных систем водоотведения. Пути уменьшения количества загрязнений, отводимых от производств, извлечение ценных веществ из производственных сточных вод и их утилизация.

Балансовые схемы водопотребления и водоотведения промышленных предприятий. Принципиальные схемы водоотведения и водоотводящие системы промышленных предприятий.

6.2 Очистка производственных сточных вод

Механическая очистка производственных сточных вод. Целесообразность и методы подготовки сточных вод к очистке: смешение и усреднение стоков по расходу и концентрациям. Конструкции сооружений и принцип работы, область применения и расчет усреднителей и смесителей. Методы механической очистки производственных сточных вод: процеживание, отстаивание, фильтрование. Сооружения по механической очистке производственных сточных вод: решетки, решетки-дробилки, песколовки, отстойники, осадительные центрифуги, гидроциклоны, маслоотстойники, нефтеловушки, волокноуловители, фильтры с волокнистым подслоем, зернистые фильтры, микрофильтры, барабанные сетки и сита. Принципы работы сооружений, область применения, расчет и технико-экономическая оценка.

Химическая очистка производственных сточных вод. Методы химической очистки производственных сточных вод – нейтрализация, коагулирование, электролиз, озонирование – и область их применения. Сооружения для химической очистки производственных сточных вод: нейтрализаторы, камеры смешения, контактные резервуары, осветлители, реагентные установки. Принципы работы и расчета сооружений по химической очистке. Технико-экономические показатели.

Физико-химическая очистка производственных сточных вод. Классификация методов физико-химической очистки. Физико-химическая очистка производственных сточных вод методами запаривания, экстракции, сорбции, флотации, ионного обмена, диализа, обратного осмоса. Конструкции сооружений для их реализации: экстракционные колонны, сорбционные установки, флотаторы, ионообменные колонны, электродиализные установки. Принципы работы, область применения, расчет сооружений по физико-химической очистке. Экономическая оценка.

Биологическая очистка производственных сточных вод. Особенности использования методов и сооружений биологической очистки для производственных сточных вод в естественных и искусственных условиях. Расчет и проектирование аэротенков различных типов, окситенка, симбиотенка. Анаэробные методы биологической очистки производственных сточных вод. Одно - и многоступенчатые схемы биологической очистки производственных сточных вод с илоотделителями различных типов.

Методы и сооружения по обработке осадков производственных сточных вод. Особенности методов и конструкций по обработке осадков, илов и шламов производственных сточных вод. Методы кондиционирования, стабилизации, обезвоживания, уплотнения, сушки осадков. Пути использования осадков.

Методы ликвидации производственных сточных вод и осадков. Область применения и способы ликвидации стоков. Термические способы и условия их применения. Технологические схемы термических способов ликвидации сточных вод, определяемые составом загрязнений. Сжигание и каталитическое окисление загрязнений.

Глубокая очистка производственных сточных вод. Методы и сооружения по глубокой очистке производственных сточных вод. Сорбционные и биосорбционные методы очистки. Методы и сооружения по обеззараживанию сточных вод. Сооружения для удаления фосфора и азота из производственных сточных вод.

Повторное использование воды на промышленных предприятиях и создание замкнутых систем оборотного водоснабжения. Использование производственных сточных вод в системах оборотного водоснабжения. Требования к качеству очищенных сточных вод для производственного водоснабжения. Системы водоотведения на промышленных предприятиях с замкнутым циклом. Локальные сооружения для доведения качества очищенных сточных вод до допустимого для приема в оборотные системы водоснабжения.

Схемы очистки сточных вод предприятий отдельных отраслей промышленности. Схемы водоотведения и компоновки очистных сооружений предприятий некоторых отраслей промышленности: нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной, легкой, пищевой, металлургической, их привязка к балансовым схемам водоснабжения.

Размещение очистных сооружений на местности. Требования к генплану очистных сооружений, обусловленные наличием в производственных сточных водах взрывоопасных, пожароопасных, ядовитых, радиоактивных и других веществ. Компоновка очистных сооружений. Механизмы воздействия производственных сточных вод на конструкции сооружений и пути их защиты от повреждений и разрушений. Реконструкция действующих очистных сооружений промышленных предприятий. Проектирование промузлов.

Список литературы

1. , , Иванов и аэродинамика. – М.: Стройиздат, 1987. – 410с.

2. , , и др. Справочник по гидравлике. – К.: Выща шк., 1979. – 360с.

3. , Минаев и насосные станции. – М.: Стройиздат, 1986.

4. Абрамов . – М.: Стройиздат, 1982. – 580с.

5. Сомов системы и сооружения: Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1988.

6. , , Калицун и очистка сточных вод. – М.: Стройиздат, 1996. – 591с.

7. , , Воронов производственных сточных вод. – М.: Стройиздат, 1985. – 320с.

8. СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.

9. СниП 2.04.03 – 85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.