КУРС «Основы токсикологии и эконормирования»

КУРС «Основы токсикологии и эконормирования»
Распределение часов
№
Тема
Лекции
1.
2.
Введение
Токсикология как основа нормирования
химических воздействий. Основные понятия
токсикологии
Основы токсикодинамики
Основы токсикокинетики
Взаимодействие токсикантов с организмом
Основы токсикометрии
Санитарно-гигиеническое
нормирование
химических веществ
Экотоксикология
Физические загрязнения
Биологические загрязнения
Экологическое нормирование
Всего: 85 часов
3.
4.
5
6.
7.
8.
9.
10.
11.
2
2
Практ.
занятия
-
Самост.
работы
2
2
4
3
3
5
4
2
2
2
2
3
3
3
3
4
5
4
4
2
1
34
2
2
1
1
17
6
2
2
2
34
Содержание курса
1. Введение. Предмет и задачи курса. Основные проблемы безопасной жизнедеятельности и
взаимоотношений человек-биосфера. Изменение качества окружающей среды в результате
антропогенного воздействия и необходимость его ограничения и регулирования. Понятие о
нормировании качества окружающей среды с точки зрения основных законов экологии.
Понятие загрязнения окружающей среды. Основные виды загрязнений окружающей среды.
2. Токсикология как основа нормирования химических воздействий. Основные
понятия. Предмет и структура токсикологии, цели и задачи. Промышленная токсикология.
Экологическая токсикология, ее основные задачи. Основные понятия токсикологии.
Понятие яда (токсиканта), относительность понятия яда. Эссенциальные вещества.
Токсичность и опасность веществ. Токсическое действие и токсический процесс. Принципы
пороговости и беспороговости. Понятие вредного вещества, опасного вещества, вредного
производственного фактора. Классификация токсикантов. Уровни организации
биологических систем, основные закономерности.
3. Основы токсикодинамики. Понятие рецептора, активные и «немые» рецепторы.
Структуры-мишени для токсического воздействия: структурные элементы межклеточного
пространства, клеток организма (белки, нуклеиновые кислоты, липидные элементы
мембран, селективные рецепторы эндогенных биорегуляторов) и систем регуляции
клеточной активности (межклеточного взаимодействия, гуморального и нервного контроля).
Механизмы и особенности взаимодействия с токсикантами, зависимость взаимодействия на
молекулярном уровне с функциональным нарушением. Цитотоксичность, основные
механизмы, последствия для целостного организма.
4. Основы токсикокинетики. Основные пути поступления вредных химических веществ в
организм. Резорбция, особенности резорбции через кожу, слизистые оболочки, в легких.
Поступление химических веществ в живые ткани. Транспорт веществ через биологические
мембраны, основные типы мембран и мембранного транспорта. Физико-химические
свойства веществ, определяющие механизм мембранного транспорта. Распределение
вещества в организме, основные принципы и особенности. Объем распределения.
Депонирование, его закономерности. Метаболизм ксенобиотиков в организме. Фазы
метаболического процесса. Микросомальные и внемикросомальные реакции. Коньюгация.
Факторы, влияющие на метаболизм. Выделение химических веществ из организма.
Основные пути и способы выведения веществ и/или их метаболитов из организма, их
основные закономерности и особенности. Количественные характеристики: скорость
элиминации, константа скорости элиминации, клиренс.
5. Взаимодействие токсикантов с организмом. Факторы, влияющие на проявление
токсичности вещества. Влияние индивидуальных особенностей организма: врожденные и
физиологические факторы, факторы состояния организма. Повторные воздействия вредных
химических веществ. Кумуляция: материальная, функциональная, смешанная. Другие
явления,
сопровождающие
повторное
воздействие:
адаптация,
компенсация,
сенсибилизация. Коергизм ксенобиотиков: комбинация и сукцессия. Виды коергизма:
аддитивность, синергизм, антагонизм. Учет в нормировании качества окружающей среды.
Комплексное и сочетанное действие. Местное и рефлекторное действие, резорбтивное
действие. Основные формы проявления токсического процесса. Интоксикации: острые,
подострые и хронические; местные и общие. Транзиторные токсические реакции. Аллобиоз.
Отдаленные последствия действия химических веществ (специальные токсические
процессы): мутагенез, гонадотоксическое действие, тератогенез, эмбриотоксическое
действие. Канцерогенное действие. Стадии канцерогенеза. Канцерогены, промотеры,
полные канцерогены, коканцерогены. Избирательная токсичность.
6. Основы токсикометрии. Токсиметрия как раздел профилактической токсикологии.
Понятие дозы и концентрации. Основные типы доз (концентраций). Степень токсичности.
Основные токсиметрические параметры, характеризующие опасность вещества. Критерии
потенциальной опасности и реальной опасности. Межвидовые различия, причины их
обусловливающие. Коэффициент межвидовых различий. Предельно допустимые
концентрации. Коэффициент запаса. Основные положения обоснования величины
коэффициента запаса. Зависимости «доза-эффект» и «доза-время-эффект». Основные этапы
установления токсиметрических параметров.
Эколого-эпидемиологические исследования как этап установления токсиметрических
параметров. Корреляционные, поперечные и продольные исследования (схема «случайконтроль», когортные исследования). Факторы риска. Оценка взаимосвязи между
факторами риска и заболеваниями. Относительный, атрибутивный (добавочный),
атрибутивный популяционный риск, добавочная доля популяционного риска.
Биологические маркеры: маркеры экспозиции, эффекта, восприимчивости.
7. Санитарно-гигиеническое нормирование химических веществ. Основные принципы.
Предельно допустимые и временно допустимые концентрации. Гигиеническое
нормирование химических веществ в воде водных объектов. Принцип раздельного
нормирования. Показатели вредности для нормирования химических веществ в воде
водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и рыбохозяйственных
водных объектах, лимитирующий показатель вредности.
Порядок обоснования ПДК, ОДУ воздействия и класса опасности на примере водных
объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
Санитарно-гигиеническое нормирование химических веществ в воздухе. ПДК и ОБУВ.
Раздельное нормирование качества воздуха. Нормирование примесей в атмосферном
воздухе населенных мест: показатели вредности, среднесуточные и максимальные разовые
ПДК, соотношение между ними, обоснование классы опасности. Нормирование примесей в
воздухе рабочей зоны: максимальные разовые и среднесменные ПДК, предельно
допустимые уровни загрязнения кожных покровов, биологические ПДК у работающих; учет
ПДКрз при обосновании классы опасности токсического вещества.
Санитарно-гигиеническое нормирование вредных веществ в почве, его особенности. Пути
попадания загрязняющих веществ к человеку. Показатели вредности, пороговые и
подпороговые концентрации, лимитирующий показатель вредности. Предельно допустимые
концентрации вещества в почве. Предельно-допустимый уровень внесения химических
веществ, безопасное остаточное количество вещества в почве. Классы опасности
химических веществ в почве. Санитарно-гигиеническое нормирование вредных веществ в
пищевых продуктах. Показатели вредности. Понятия допустимой суточной дозы и
допустимого суточного потребления.
Влияние структуры и физико-химических свойств вещества на его биологическую
активность. Основные закономерности. Предварительная токсикологическая оценка,
прогнозирование безопасных уровней содержания химических веществ в окружающей
среде.
8. Экотоксикология. Иерархические уровни объектов воздействия вредных факторов в
окружающей среде. Принцип эмерджентности. Популяция как объект воздействия вредных
веществ. Изменение численности, продуктивности и структуры популяции. Видовая
чувствительность. Адаптация популяции к изменениям условий внешней среды.
Сообщества, экосистемы как объект воздействия вредных веществ. Изменение видового
разнообразия и численности видов. Устойчивость и трансформация экосистем.
Ксенобиотический профиль среды. Экотоксикокинетика. Основные характеристики
поведения загрязняющих веществ в окружающей среде. Миграция веществ. Первичное
распределение, географический и биотический перенос. Персистентность химических
веществ в различных объектах окружающей среды, особенности метаболизма химических
веществ. Способность к накоплению в биологических объектах. Биоаккумуляция,
биомагнификация
и
биоконцентрирование.
Коэффициент
биоконцентрирования.
Особенности процесса биоаккумуляции у различных живых организмов. Биотическая и
абиотическая трансформация. Экотоксикодинамика. Экотоксичность, механизмы
экотоксичности. Токсичность химических веществ для различных живых организмов и
растений. Биоиндикация и биотестирование, использование для оценки качества среды и
опасности загрязнений. Комплексная оценка опасности вещества с экологических позиций.
Основные принципы отнесения твердых отходов к классам опасности. Характеристика
наиболее опасных экотоксикантов.
9. Физические загрязнения. Основные типы физических загрязнений. Тепловое, шумовое,
световое, вибрационное, электромагнитное загрязнение. Основные механизмы воздействия
на биоту, принципы нормирования. Пыли, взвеси, аэрозоли как факторы загрязнения
окружающей среды.
Радиоактивное и радиационное загрязнение. Понятия радиоактивности и ионизирующего
излучения. Основные свойства ионизирующего излучения. Виды ионизирующих излучений.
Единицы измерения радиоактивности. Измерение излучений. Основные виды доз, мощность
дозы. Измерение радиоактивного загрязнения различных объектов. Механизмы действия
ионизирующих излучений на организм. Детерминированные и стохастические эффекты.
Репарация. Радиационный фон, виды радиационного фона. Радиационная безопасность.
Регламентация радиационного воздействия на людей. Нормы радиационной безопасности.
10. Биологические загрязнения. Специфика биологического загрязнения. Эпидемии и
эпизоотии. Биологическая экспансия. Микробиологическое загрязнение, патогенные и
непатогенные микроорганизмы. Антропогенное биологическое загрязнение. Подходы к
оценке ущерба от биологического загрязнения. Коли-индекс и коли-титр. Нормирование
качества питьевой воды. Классификация вод по коли-индексу и коли-титру.
11. Экологическое нормирование. Основные принципы. Экологическая емкость
региональных экосистем и биосферы в целом. Экологически допустимая концентрация и
экологически допустимая нагрузка. Экологический резерв и зона экологического
резерва. Методологические подходы к расчету ЭДК.
КУРС «Общая экология»
Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
Раздел дисциплины
Лекции
Семинары
Лаб.
работы
1
Введение. Основные понятия экологии
*
2
Биосфера
*
*
3
*
*
4
Материальные и энергетические
экосистемах
Циклические процессы в биосфере
*
*
5
Популяции и сообщества
*
*
6
Основные законы экологии
*
*
7
Развитие и эволюция экосистем
*
*
8
Искусственные экосистемы. Моделирование.
*
9
Экология человека и проблемы экоразвития.
*
потоки
в
Содержание разделов курса
1. Введение. Предмет и задачи курса. Основные понятия экологии
Предмет и структура экологии. Иерархия экологических уровней. Совокупные и
эмерджентные свойства. Связь экологии с другими дисциплинами. Основные понятия
экологии: популяция, сообщество, абиотическая среда, биогеоценоз, экологическая система.
Экосистема - ключевое понятие в экологии. Биогеоценоз. Структура экосистем и ее
основные компоненты. Систематика растений и животных; основные закономерности роста
и развития живых организмов. Свойства экологических систем и закономерности их
функционирования. Примеры основных экосистем. Функциональные свойства экосистемы и
ее связь с окружающей средой. Особь, популяция и вид в экосистеме. Местообитание и
экологическая ниша. Гомеостаз экосистем. Понятие стресса. Пороговые значения
воздействий. Устойчивость экосистем.
2. Биосфера
Строение биосферы. Атмосфера, гидросфера, литосфера. В.И. Вернадский о ноосфере.
Озоновый слой. Альбедо Земли. Энергетические потоки в биосфере. Излучение Солнца и
излучение Земли. Механизм парникового эффекта. Фотосинтез. Хемосинтез. Катаболизм
3. Материальные и энергетические потоки в экосистемах
Экосистема - открытая квазиравновесная термодинамическая система. Изменение энтропии
в экосистемах. Продуктивность. Пищевые цепи (сети), трофические уровни. Метаболизм
веществ в экосистемах. Биоконцентрирование, концентрирование веществ в трофических
сетях. Экологические пирамиды. Энергетическая классификация экосистем.
4. Циклические процессы в биосфере
Основы биогеохимии. Биогеохимические циклы. Структура и основные типы
биогеохимических круговоротов. Количественное изучение биогеохимических циклов.
Осадочный цикл. Основные пути возвращения в круговорот: коэффициент возврата,
коэффициент рециркуляции. Круговорот основных биогенных элементов веществ.
Глобальные и локальные круговороты воды. Свободная и связанная вода в биосфере.
Транспирация воды и фотосинтез. Дыхание растений; основные закономерности
водопотребления растений. Круговорот кислорода. Биологическое окисление. Химические
процессы дыхания. Окислительный метаболизм. Механизм аэробного и анаэробного
дыхания. Биогеохимический круговорот углерода. Автотрофы: фототрофы, хемотрофы,
гетеротрофы. Запасы углерода. Круговорот азота. Азотфиксирующие микроорганизмы и
растения. Баланс фиксации азота и денитрификации. Атмосферная фиксация азота.
Антропогенный вклад в фиксацию азота. Биогеохимические круговороты фосфора, серы и
других минеральных веществ. Специфика круговорота ксенобиотиков. Основы для
климатологии; основы почвоведения; роль почвы в биосферных процессах; факторы и
условия почвообразования; эрозия и деградация почв.
5. Популяция и ее свойства
Динамика популяции. Популяционный анализ. Структура популяции. Понятие
местообитания и экологической ниши. Сообщества. Взаимодействие между видами:
хищничество, растительноядность, паразитизм, комменсализм, кооперация, мутуализм и пр.
Уравнения Лоттки-Вольтерра и их анализ.
6. Основные законы экологии
Лимитирующие факторы и условия внешней среды. Закон минимума и закон толерантности.
Условия существования как регулирующие факторы. Важнейшие лимитирующие
экологические факторы. Экологическая субсидия и стресс. Антропогенный стресс и
токсичные вещества как лимитирующие факторы.
7. Развитие и эволюция экосистем
Стадии развития экосистем. Сукцессия, климакс. Эволюция биосферы. Геохимические
факторы эволюции. Химическая экология и биомолекулярная эволюция. Естественный
отбор: видообразование. Дивергенция признаков, микроэволюция и макроэволюция,
коэволюция. Эволюция кооперации и сложности. Видовая адаптация и групповой отбор.
Основные механизмы функциональной приспособляемости организмов. Экологические
индикаторы. Устойчивость экосистем к внешним воздействиям
8. Искусственные экосистемы
Моделирование экосистем. Основные принципы и подходы к моделированию экосистем.
Блоковые и глобальные модели. Использование ЭВМ. Примеры математических моделей
основных процессов в экосистемах и простейших экосистем. Регулирование воздействия на
окружающую среду. Основные понятия системной экологии.
9. Экология человека и проблемы экоразвития
Противоречие стратегии максимальной сохранности экосистем и принципа получения
максимума продукции. Экологическое обоснование рационального природопользования.
Вопросы прикладной экологии. Глобальные экологические проблемы: изменение климата,
парниковый эффект, нарушение озонового слоя, образование кислотных дождей, закисление
водоемов, экологические последствия ядерных взрывов, загрязнение Мирового океана.
Антропогенные воздействия. Влияние антропогенных факторов на биосферу, здоровье и
благосостояние населения (изменение свойств основных элементов биосферы,
геофизические и геохимические последствия и эффекты, экологические и биологические
последствия нарушения экосистем, влияние на здоровье и благосостояние человека,
человеческой популяции, социальные последствия). Нагрузка на экосистему. Понятие
допустимой нагрузки на элементы биосферы. Уровни критического и допустимого
воздействия. Экологический резерв системы. Экология человека и проблемы экоразвития;
экологическое нормирование; глобальные и региональные экологические проблемы.
Принципы экологического подхода к оценке и анализу процессов и явлений, происходящих
в окружающей среде
Заключение
Курс основ экологии призван заложить фундамент для последующего изучения
специальных дисциплин. Основные проблемы, понятия, и закономерности, которые
рассматриваются в этом курсе, изучаются позднее с позиций химии окружающей среды,
токсикологии, экологического мониторинга, оценки воздействия на окружающую среду.
Это обстоятельство определяет особые требования к преподаванию курса, состоящие в
обеспечении устойчивых фундаментальных знаний и привлечении внимания студентов к
основополагающим принципам и ключевым проблемам экологии.
Связь теоретических научных положений с региональными проблемами открывает
возможности для самостоятельного творчества студентов: практические и лабораторные
занятия, задания для подготовки рефератов могут быть построены с учетом
биогеохимической и экологической специфики региона расположения вуза.
КУРС «Промышленная экология»
Разделы дисциплины и виды занятий
№
Раздел дисциплины
п/п
1 Промышленная экология – научная основа
рационального природопользования
2 Безотходные или чистые производства – основа
промышленной экологии
3 Рациональное использование воздуха
4 Рациональное использование воды
5 Переработка, обезвреживание и утилизация
отходов производства и потребления
6 Экологические
особенности
технологии
основных производств. Пути организации
мало– и безотходных или чистых производств
7 Создание
экологически
обоснованных
производств на базе комплексной переработке
основных видов сырья
8 Заключение
Лекции
Семинары
Лаб.
работы
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Содержание разделов дисциплины
1. Введение. Промышленная экология - научная основа рационального
природопользования. Рациональное природопользование. Содержание и особенности
рационального природопользования. Системный подход к природопользованию. Анализ
потоков в эколого-экономической системе. Техногенный круговорот веществ.
2. Безотходное или чистое производство - основа рационального
природопользования. Понятие малоотходного и безотходного производства. Основные
критерии и принципы создания безотходных производств; комплексное использование
ресурсов, цикличность материальных потоков, ограничение воздействия производства на
окружающую среду и т.п. Использование энергии в безотходном производстве.
Рациональное использование энергии. Ограничения второго закона термодинамики.
Организация замкнутых циклов в производстве. Материальные и энергетические балансы
предприятий, комплексное использование сырья и энергии. Создание мало- и безотходных
или чистых производств, предприятий, промышленных объединений, ТПК, экологопромышленных парков. Учет нормирования (государственного и регионального) нагрузки
на окружающую среду при организации мало- и безотходного производства и региона.
3. Рациональное использование атмосферного воздуха. Анализ основных
источников и загрязнителей (что это такое?) атмосферы. Тенденция их развития.
Очистка отходящих газов. Основные методы очистки, их достоинства и недостатки,
особенности использования и аппаратурного оформления в зависимости от производств и
регионов. Уменьшение выбросов в атмосферу путем совершенствования технологии.
Очистка промышленных газов от твердых частиц и аэрозолей, оксидов серы и азота, хлор- и
фторсодержащих газов, органических загрязняющих веществ и оксида углерода. Замкнутые
газооборотные системы.
4. Рациональное использование воды. Водный баланс. Ресурсы пресной воды.
Основные системы и проблемы водоснабжения и водоотведения промышленных
предприятий. Состав и свойства сточных вод. Пути уменьшения степени загрязнения и
объема сточных вод. Очистка сточных вод. Основные способы очистки, их физикохимическое обоснование, достоинства и недостатки, особенности применения
аппаратурного оформления в зависимости от производств и региональных условий. Очистка
сточных вод от твердых веществ и эмульсий. Реагентные, мембранные, электрохимические
методы очистки сточных вод. Очистка сточных вод, основанная на фазовых переходах
(выпарка, дистилляция, кристаллизация). Опреснение воды. Использование сорбционных
методов очистки природных и сточных вод, выделение ценных компонентов.
Биохимические методы очистки. Необходимые условия и требования к биохимической
очистке. Аэробные и анаэробные процессы. Активный ил. Биофильтры. Основные
характеристики процесса биохимической очистки. Способы организации биохимической
очистки. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий.
Экономическая оценка различных методов очистки сточных вод и замкнутых
водооборотных систем. Перспективы их совершенствования.
5. Переработка и утилизация отходов производства и потребления.
Классификация отходов. Вторичные материальные ресурсы. Общие и специальные методы
переработки отходов. Система сбора и переработки промышленных отходов. Сбор,
переработка, обезвреживание и утилизация твердых бытовых отходов. Обезвреживание,
переработка и утилизация отходов сельскохозяйственных комплексов. Обезвреживание,
переработка и захоронение токсичных и радиоактивных отходов. Особенности работы с
токсичными и радиоактивными отходами. Порядок накопления, транспортировка,
обезвреживание и захоронение токсичных промышленных отходов, полигоны для их
обезвреживания и захоронения. Радиоактивные отходы. Подготовка и захоронение
радиоактивных отходов. Специальные полигоны.
6. Экологические особенности важнейших отраслей народного хозяйства и пути
создания в них мало- и безотходных или чистых производств. Горнодобывающая
промышленность. Производство строительных материалов. Энергетика. Транспорт.
Производство черных и цветных металлов. Химические
и
нефтехимические,
биохимические и целлюлозно-бумажные производства.
7. Создание экологически обоснованных производств на базе комплексной
переработки основных видов сырья: фосфорсодержащих руд (апатито-нефелиновые
руды, руды Ковдорского месторождения и т.п.), руд цветных металлов (Норильский и
другие комплексы), объектов добычи на нефте- и газосодержащих месторождениях
(Тюменский, Астраханский и подобные комплексы) и других полезных ископаемых.
Формирование и развитие безотходных ТПК и эколого-промышленных парков.
8. Заключение. Перспективы и основные этапы решения проблемы рационального
природопользования и организации устойчивого функционирования народного хозяйства.
КУРС «Техника защиты окружающей среды»
Разделы дисциплины и виды занятий
№
п/п
1
2
3
4
Раздел дисциплины
Лекции
Семинары
Введение
Технология очистки газов. Общие сведения.
Технология очистки отходящих газов от
взвешенных загрязнений, вредных и ценных
газообразных компонентов: диоксида серы,
оксидов азота, галогенов и их соединений,
сероводорода, сероуглерода и сероорганических соединений, диоксида и оксида
углерода, аммиака, паров ртути. Рекупе-рация
и обезвреживание паров летучих органических
растворителей
Технология очистки промышленных СВ.
Общие сведения. Технология очистки СВ
гидромеханическими, химическими, физикохимическими (коагуляцией и флокуляцией,
флотацией, адсорбцией и ионным обменом,
экстракцией, обратным осмосом и ультрафильтрацией, кристаллизацией, десорбцией,
электрохимиическими приемами), биохимическими и термическими методами. Методы захоронения СВ. Использование методов очистки сточных вод от различных
веществ
Технология рекуперации твердых отходов
промышленности. Общие сведения. Технология общих методов переработки твердых
отходов. Использование общих методов и их
комбинаций в технологии переработки крупнотоннажных производственных отходов
*
*
*
*
*
*
*
Лаб.
работы
Содержание разделов дисциплины
1.
Введение. Роль технологического фактора в проблеме экоразвития. Производство
как управляемый источник ксенобиотиков. Основные принципы создания экологически
целесообразных технологий - минимизация факторов ущерба окружающей среде, ресурсои энергозатрат и факторов риска. Динамика развития основных факторов. Экологоэкономические подходы к анализу и выбору технологий. Общие и природоохранные
технологии. Уровень и эффективность природоохранных технологий. Взаимосвязь
технологии и стандартов качества окружающей среды. Научно-технический прогресс и
охрана окружающей среды. Динамика мирового потребления сырья и образования
промышленных выбросов. Структура производственного цикла. Классификация
промышленных отходов. Источники загрязнения атмосферы, водных ресурсов и почвы.
Воздействие вредных выбросов в окружающую среду на флору, фауну и человека. Ущербы
от промышленных загрязнений и затраты на сохранение окружающей среды. Меры борьбы
с загрязнениями окружающей среды. Уменьшение и ликвидация вредных выбросов путем
очистки сырья, полупродуктов, совершенствования технологических процессов и
рекуперации промышленных отходов. Малоотходные и безотходные производства как основное направление рационального использования природных ресурсов и сохранения
окружающей среды. Критерии выбора природоохранных технологий.
2. Технология очистки газов. Общие сведения. Характеристика и классификация
важнейших вредных выбросов в атмосферу. Масштабы техногенного поступления в
биосферу токсичных газов. Ущерб от выбросов и его размеры. Технологическая и
санитарная очистка газов. Критерии сопоставительной оценки технологий санитарной
очистки газов. Приемы устранения загрязнений атмосферного воздуха. Пути сокращения
вредного воздействия газовых выбросов на биосферу: нормирование выбросов,
рассеивание загрязнений через высокие трубы. Вопросы рациональной планировки
предприятий.
Очистка от взвешенных загрязнений. Источники образования промышленных пылей.
Состав и свойства пылей. Аппаратура, технологические схемы установок и рабочие параметры процессов пылеулавливания. Эффективность и стоимость пылеулавливания,
особенности функционирования установок.
Основные направления использования
уловленных
пылей:
рекуперационные,
агломерационные,
изоляционные,
ликвидационные. Устройства и установки для улавливания туманов.
Очистка отходящих газов от вредных и ценных газообразных компонентов.
Классификация отходящих газов, содержащих газообразные токсичные загрязнения.
Основные технологические методы санитарной газоочистки и особенности их
использования для обработки отходящих газов. Аппаратурное оформление, области и условия практического использования конкретных процессов. Продукты очистки газов и
вопросы их утилизации. Технико-экономические показатели газоочистных технологий.
Очистка газов от диоксида серы. Меры борьбы с выбросами диоксида серы: сухие и
мокрые, рекуперационные и нерекуперационные приемы. Схемы установок и технология
очистки газов от диоксида серы абсорбционными (известняковыми, известковыми,
содовыми, аммиачными, магнезитовым, цинковым, двойным щелочным, поглощением
расплавами солей, растворами ароматических аминов, промышленными сточными вода-ми
и суспензиями производственных отходов), адсорбционными (с использованием в виде
известняка, доломита, извести, оксидов металлов, полукоксов, активных углей,
силикагелей, ионитов, цеолитов) и каталитическими (газо- и твердофазное окисление)
методами. Сопоставительный анализ методов.
Очистка газов от оксидов азота. Меры предотвращения выбросов оксидов азота с
отходящими газами: перевод низших оксидов в высшие, абсорбция, адсорбция, катализ,
некаталитическое разложение гомо-генными и гетерогенными восстановителями. Технология очистки газов от оксидов азота абсорбционными (поглощение водой, растворами
щелочей и селективных абсорбентов), адсорбционными (улавливание торфощелочными
поглотителями и другими твердыми природными и отходными материалами щелочного
характера) и каталитическими (высокотемпературное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление, разложение гетерогенными восстановителями)
методами. Комплексные методы очистки от оксидов азота и серы при их совместном
присутствии. Аналитическое сопоставление методов.
Очистка газов от галогенов и их соединений. Меры подавления эмиссии галогенов и их
соединений: сжигание фтора и хлора с углеводородами и водородом, абсорбция,
твердофазное хемосорбционное связывание.
Технологические схемы процессов
детоксикации галогенсодержащих гaзов aбсорбционными (поглощение водой, водными
растворами щелочей и солей, суспензиями неорганических материалов, органическими
растворителями, хлоридами титана и серы) и твердо-фазными (фиксация известняком,
нефелиновыми
сиенитами,
фторидами
натрия,
синтетическими
ионитами,
хлорсодержащими соединениями железа и меди, сульфатами и фосфатами меди, свинца и
кадмия, известью, рядом полимеров и промышленных отходов, цеолитaми, активными
углями) методами. Их сопоставление.
Очистка газов от сероводорода, сероуглерода и серо-органических соединений.
Основные методы обезвреживaния (жидкофазная и твердофазная хемосорбция, адсорбция,
катализ) и их связь с состaвом серосодержaщих гaзов. Технология поглощения
сероводорода вакуум-карбонатными, фосфатным, мышьяково-щелочными, железосодовым, щелочно-гидрохиноновым, этаноламиновым методами, его aдсорбции
гидроксидом железа, активными углями, синтетическими цеолитами, массами на основе
оксидов цинка и меди; извлечения сероорганических соединений aдсорбцией щелочами и
хемосорбцией массами, приготовляемыми из оксидов цинка, железа, меди и некоторых
других металлов, адсорбцией активными углями и синтетическими цеолитами;
каталитической конверсии сероуглерода и сероокиси углерода в сероводород. Результаты
сравнения.
Очистка газов от диоксида углерода. Особенности прaктического использовaния
жидко- и твердофазных процессов очистки гaзов от диоксидa углеродa. Принципиальные
схемы и технология извлечения диоксидa углеродa aбсорбционными (поглощение
водой, растворами этаноламинов, метанолом) и aдсорбционными (поглощение цеолитами)
методами. Сопоставление показателей.
Очистка газов от оксида углерода. Методы детоксикации содержaщих оксид углеродa
выбросов: жидкофазная и твердофазная обработка. Технология aбсорбционной
(поглощение медно-аммиачными растворами, промывка жидким азотом) и каталитической
(окисление, метанирование) очистки. Сравнение методов.
Очисткa гaзов от aммиaкa. Мокрые и сухие приемы обезвреживaния aммиaксодержaщих
гaзовых выбросов. Технология очистки гaзов от aммиaкa aбсорбционными (улaвливaние
водой, рaстворaми рaзбaвленных кислот и кислых солей многоосновных кислот), aдсорбционными (с использовaнием aктивных углей, ионитов, aлюмогелей, силикaгелей, цеолитов
и глин) и деструктивными (сжигaние, кaтaлитическое рaзложение) методами.
Сопоставительная оценка.
Рекуперация и обезвреживание паров летучих органических растворителей.
Технология очистки пaрогaзовых смесей конденсационными, абсорбционными,
адсорбционными, каталитическими, термическими, комбинированными методaми. Области
использования, недостатки и преимущества.
Очистка газов от паров ртути. Технология извлечения ртути из отходящих газов
физическими (конденсационными, абсорбционными, адсорбционными) методaми.
Сравнительный эколого-экономический анализ областей применения и эффективности
методов и технологий обезвреживания и организации рециклов по газовым выбросам.
3. Технология очистки промышленных СВ. Общие сведения. Потребность воды для
технологических процессов. Требования, предъявляемые к качеству воды в химической и
других отраслях промышленности. Источники воды для производственных целей.
Подготовкa технологической воды. Виды СВ. Объемы и пути уменьшения количества СВ.
Классификация примесей в СВ по физическим, химическим, биологическим и
фазодисперсным признакам. Методы очистки СВ от взвешенных частиц, от растворенных
минеральных и органических примесей. Рекуперационные методы очистки. Области
применения и эффективность методов, схемы, аппаратура, технологические параметры и
производительность действующих установок. Перспективы интенсификации и снижения
затрат на очистку. Локальные и общезаводские сооружения для очистки. Системы
оборотного водоснабжения с охлаждением и очисткой воды. Анализ водооборотных
циклов. Методы охлаждения условно-чистых СВ. Контроль качества воды и его
автоматизация. Бессточные производства - основной путь защиты природной среды.
Принципы создания бессточных производств. Бессточные схемы водоснабжения в
химической и других отраслях промышленности. Неравномерность образования и спуска
СВ. Коэффициенты неравномерности. Усреднение концентраций и расхода СВ.
Конструкции усреднителей. Автоматизация процессов усреднения концентраций и расхода
СВ.
Технология очистки СВ гидромеханическими методами. Характеристика и свойства
нерастворимых примесей в СВ. Процеживание СВ через решетки, сита и фракционаторы.
Потеря напора. Удаление примесей отстаиванием в песколовках, горизонтальных,
радиальных, вертикальных и тонкослойных отстойниках. Удаление всплывающих
примесей (нефти, масел, смол, жиров и др.) в установках с нефтеловушкaми. Фильтровaние
через тканевые перегородки. Характеристика перегородок и условия их выбора. Фильтрование через слой зернистого материала. Материалы для фильтрующих слоев. Устaновки с
медленными и скоростными фильтрaми. Промывка фильтров. Очисткa от эмульгированных
веществ в фильтрaх с пенополиуретaновой зaгрузкой. Магнитные фильтры: назначение и
регенерация. Удаление твердых и жидких веществ из сточных вод в напорных и открытых
гидроциклонах. Удаление примесей в устaновкaх с центрифугами.
Технология очистки СВ химическими методами. Устaновки для нейтрализации СВ.
Реагенты для нейтрализации. Очистка вод окислением и восстановлением загрязняющих
веществ.
Характеристика
окислителей.
Окисление
газообразным
хлором
и
хлорсодержащими
веществами,
перманганатом
калия,
пероксидом
водорода,
пероксосерными кислотами, пиролюзитом, кислородом воздуха. Очистка СВ озоном.
Деструктивные свойства озона, методы его получения и последствия использования.
Очистка восстановлением. Характеристика восстановителей. Схемы очистки СВ от
соединений мышьяка и хрома. Характеристика методов. Схемы установок.
Технология очистки СВ физико-химическими методами.
Коагуляция и флокуляция. Дозы коагулянтов и флокулянтов. Смешение коaгулянтов с
водой в гидрaвлических и мехaнических смесителях. Перегородчaтaя, вихревaя и
водоворотнaя кaмеры хлопьеобрaзовaния. Очисткa в коaгуляторaх-осветлителях.
Флотация. Рaбочие соотношения между гaзообрaзной и твердой фaзaми. Флотация с
выделением воздуха из раствора. Вaкуумные, нaпорные и эрлифтные установки. Флотация
с механическим диспергированием воздуха. Пневматические флотационные установки.
Установки химической, биологической и ионной флотации. Очисткa СВ пенной сепарцией.
Адсорбционная очистка. Характеристика сорбентов, применяемых для очистки СВ.
Использовaние отходов для очистки. Достоинства и недостатки действующих устaновок с
aдсорберaми с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем aдсорбентa.
Рекуперaционные и деструктивные методы регенерации адсорбентов.
Ионный обмен. Природные и синтетические, органические и неорганические иониты,
используемые для очистки СВ. Установки периодического и непрерывного действия.
Регенерaция ионитов. Примеры очистки СВ от ионов тяжелых метaллов.
Экстракция. Выбор рaстворителя. Экстрaкционнaя очисткa смешанными растворителями.
Методы регенерации растворителей. Очисткa СВ от фенолa экстрaкцией фенсольвaном.
Доочисткa окислением фенолa диоксидом мaргaнцa. Методы извлечения ионов метaллов из
СВ кaтионнообменной, aнионообменной и координaционной экстрaкцией.
Обратный осмос и ультрафильтрация. Достоинства и недостатки метода. Модули,
используемые в процессaх очистки СВ. Качество воды после очистки на установках с параллельным и последовательным соединением моду-лей. Ультрaфильтрaционные устновки
для извлечения мaсел из мaслоэмульсионных СВ.
Процессы кристаллизации для выделения веществ, загрязняющих СВ. Методы
пересыщения растворов. Кристaллизaция с воздушным и водяным охлaждением.
Кристaллизaции в термоумягчителях.
Десорбция инертными газами и «острым» паром, дымовыми газами и нагреванием воды.
Методы дезодорации.
Электрохимические методы. Классификация методов. Технология очистки воды с
использованием отдельных видов электрохимической обработки. Электрокоагуляционная и
электрофлотационная очистка промышленных СВ. Электролиз в очистке СВ. Применение
электрохимического окисления и восстановления для очистки воды. Рекуперационные
технологические процессы, основанные на электролизе. Регенерация травильных растворов
в технологических процессах обработки металлов. Электрохимическая регенерация
окислителей в технологии органического синтеза.
Биохимические методы. Достоинства и недостатки методов. Максимальные концентрации
загрязнений, не влияющие на биохимический процесс. БПК и ХПК. Состав активного ила и
биопленки. Биохимический показатель. Абсорбция и потребление кислорода. Влияние
биогенных элементов на процессы окисления. Аэробные методы очистки. Очистка в
естественных сооружениях. Поля орошения и поля фильтрации. Биологические пруды.
Очистка в искусственных сооружениях. Аэротенки. Способы аэрации СВ аэротенками,
очистка в биофильтрах. Применение для аэрации СВ вод кислорода. Анаэробные методы
биохимической очистки. Конструкции метантенков. Совместная очистка промышленных и
бытовых СВ. Гравитационные, флотационный, центробежный и вибрационый методы
уплотнения активного ила. Сушка осадков.
Методы доочистки от органических примесей. Физико-химические методы перевода
органических веществ в малорастворимые соединения с удалением их отстаиванием.
Метод этерификации.
Термические методы. Методы термического обезвреживания. Требования к установкам
термического обезвреживания СВ. Концентрирование СВ в выпарных установках. Очистка
в установках: выпарных с гидрофобным теплоносителем, выпарных адиабатических
одноступенчатых и многоступенчатых, вымораживания и кристаллогидратных.
Термоокислительные методы обезвреживания жидких отходов. Метод жидкостного
окисления. Метод парофазного каталитического окисления. «Огневой» метод. Конструкции
печей. Установки с рекуперацией тепла и газоочисткой. Сравнительные показатели.
Методы захоронения.
Захоронение и закачивание СВ в глубокие горизонты.
Характеристика СВ, подлежащих захоронению. Методы закачивания: в поглощающие
пласты, в нефтегазоносные пласты, в отработанные шахты, в подземные емкости. Захоронение в контейнерах. Подготовка СВ к захоронению.
Эколого-экономическое сопоставление сфер использования и эффективности методов и
технологий очистки и организации рециклов производственных СВ.
4. Технология рекуперации твердых отходов промышленности. Общие сведения.
Классификация и масштабы образования твердых
отходов.
Приемы накопления,
складирования и захоронения. Технология удаления в накопители и хранилища. Меры
обеспечения безопасности. Рекультивационные мероприятия.
Технология общих методов переработки твердых отходов. Существо, основные
показатели и технология переработки твердых отходов путем дробления и измельчения,
классификации и сортировки, окусковывания дисперсных материалов, гравитационного,
магнитного и электрического обогащения, термической обработки. Эффективность и
стоимость обработки.
Использование общих методов и их комбинаций в технологии переработки
крупнотоннажных производственных отходов. Примеры основных технологических
решений при переработке твердых отходов производств серной кислоты, фосфорных и
калийных удобрений, кальцинированной соды, нефтепереработки и нефтехимии,
пластических масс и резинотехнических изделий, газификации топлива, черных и цветных
металлов, добычи и обогащения полезных ископаемых. Наиболее важные приемы
переработки отходов на основе растительного сырья и твердых бытовых (муниципальных)
отходов. Сравнительные аспекты эколого-экономического анализа технических решений в
области переработки и утилизации твердых отходов.
КУРС «Основы проектирования»
Разделы дисциплины и виды занятий
№
Раздел дисциплины
Лекции
1.
Введение. Определение проектирования.
Принятие
проектных
решений.
Организация проектирования. Общие
основы
проектировочных
расчетов.
Разработка технологической схемы. Выбор
сооружений и оборудования.
Основные конструкционные материалы.
Транспортирование отходов: системы
гидро- и пневмотранспорта; механические
подъемно-транспортные
устройства
(основы расчета и выбора)
Расчеты основного оборудования для
обеспыливания
газов:
методы
представления дисперсного состава
и
других свойств пылей; расчет и выбор
типа,
размеров,
эффективности
и
энергозатрат аппаратов сухого и мокрого
пылеулавливания. Силовые агрегаты.
Расчет аппаратов для физико-химической
переработки технологических и отходящих
газов:
хемоабсорберы,
адсорберы,
химические реакторы, печи. Аппараты и
сооружения для биохимической очистки
газов.
Обзор специальных методов обогащения,
оборудования (и методов его подбора) для
переработки твердофазных отходов.
Сооружения и оборудование для рационального
использования
воды
в
производстве.
Балансовые
расчеты
замкнутых и байпасных систем.
Расчет сооружений и оборудования для
очист-ки и корректировки сточных вод.
Аппараты и сооружения для механической
очистки. Расчет отстойников сточных вод:
нормированные
методы
расчета,
фундаментальные
основы
расчета,
моделирование по методу Кэмпа.
Расчет сооружений (аэротенки, вторичные
отстойники,
метантенки)
для
биохимической очистки сточных вод и
переработки осадков: нормированные
методы
расчета.
Исполь-зование
критериальных уравнений, расчет на
основе
фундаментальных
уравнений
кинетики биохимических процессов.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
*
Семинары
-
Самост.
работы
*
Курс.
проект
-
*
-
*
-
*
-
*
-
*
*
*
-
*
-
*
-
-
*
*
-
-
*
*
-
*
*
*
-
Установки и аппараты для физико-химической и электрохимической очистки
сточных
вод:
коагуляторы,
электрокоагуляторы и нейтрализаторы,
флотационные и электро-флотационные
установки, экстракторы, аппараты для
мембранной очистки, электролизеры.
10. Курсовой проект:
1.
Расчетно-пояснительная
записка
(вве-дение,
обоснование,
исходные
данные и принятые общие решения;
технологическая часть; охрана природы и
окружающей человека среды, техникоэкономическое
и
экологическое
обоснование;
выводы
и
анализ
последствия).
2. Графическая часть:
2.1. Технологическая схема.
2.2. Основной аппарат (сооружение)
схемы в сборе.
9.
*
*
*
-
-
-
-
*
-
-
-
*
Содержание разделов дисциплины
1.
Введение. Содержание и задачи курса. Основы системного подхода к задачам
защиты окружающей среды,
рациональному использованию материальных и
энергетических ресурсов. Понятие рекуперации вторичных материальных ресурсов.
Принятие решений о разработке нового продукта. Последовательность создания новых
производств. Основы организации проектно-конструкторских работ. Виды и стадии
проектирования. Состав проектов. Пути совершенствования проектных работ. Основы
разработки технологической схемы. Отходы и потери в производстве. Принципы решений и
оформления технологической схемы с позиции задач создания безотходного и малоотходного производства. Локальные установки и централизованные станции переработки
отходов. Общие задачи использования рециклов. Основы расчетов при проектировании
замкнутых систем использования воды и газов. Побочные энергетические ресурсы.
Ситуационные и генеральные планы промышленных предприятий. Общие основы
технологических расчетов при проектировании объектов оборудования и сооружений.
Критерии выбора, расчета и конструкторской разработки сооружений, оборудования.
Важнейшие нормативно-технические документы для технологического проектирования.
Особенности безопасности технологического и механического оборудования. Обеспечение
безопасности проектируемых технологических процессов. Основы САПР установок
рекуперации. Методика автоматизированного технологического проектирования установок.
Методы проектирования оптимальных технологических схем процессов рекуперации
промышленных отходов.
2.
Основные конструкционные материалы. Специфика выбора материалов для
аппаратов и сооружений рекуперации вторичных материалов. Задачи материаловедения в
технике защиты окружающей среды и уменьшении материальных и энергетических потерь
в производстве: области и условия применения металлов и сплавов, неметаллических
материалов неорганического происхождения, органических материалов; особая роль
строительных, теплоизоляционных, уплотняющих конструкционных материалов;
возможности технологических и конструкторских решений на основе использования новых
материалов.
Транспортирование отходов. Транспортирование отходов по напорным и безнапорным
трубопроводам. Гидравлические расчеты при транспортировании суспензий и аэрозолей.
Канализационные трубопроводы. Пневматранспорт и гидротранспорт: области применения,
эффективность, основные расчетные параметры. Особенности выбора транспортирующих
машин для суспензий, сточных жидкостей и абгазов. Специальные типы насосов,
вентиляторов, газодувок, компрессоров, вакуумных насосов. Транспортирование твердых
отходов на ленточных, пластинчатых, скребковых транспортерах, винтовых конвейерах,
элеваторах. Выбор питателей и дозаторов. Определение производительности и подбор
транспортирующих машин. Грузоподъемные машины. Механизмы захвата сыпучих
отходов. Лебедки, тали, краны, скиповые подъемники. Основные технологические
характеристики и основы выбора грузоподъемных машин: грузоподъемность, скорость
движения, режимы работы, продолжительность включения, число циклов работы. Основные
сведения об оборудовании для разработки земляных емкостей и отвалов твердых отходов,
полигонов, рекультивации земель. Дренажные системы земляных емкостей твердых
отходов.
3.
Оборудование для обеспыливания газов. Методы представления дисперсного
состава и других свойств пылей. Основы проектирования технологических потоков и схем
пылеулавливания. Нормированные методы расчета основных технологических размеров,
энергетических затрат и эффективности сухих инерционных пылеуловителей, аппаратов
мокрой очистки газов, тканевых, пористых и зернистых фильтров, электрофильтров.
Технико-экономическое и экологическое обоснование выбора области применения, типа и
размера пылеулавливающего оборудования. Силовые агрегаты.
4.
Аппараты для физико-химической и химической очистки газовых выбросов.
Абсорберы. Расчет потока массы при абсорбции, осложненной химической реакцией в
жидкой фазе. Расчет коэффициента "ускорения" абсорбции. Устройство аппаратов для
регенерации поглотителя. Адсорберы. Аппараты для проведения гетерогеннокаталитических реакций при очистке и рекуперации газов. Основы расчета и выбора при
проектировании. Сооружения (печи) для термического обезвреживания газовых выбросов.
Методы расчета и выбора. Аппараты и сооружения для биохимической очистки газов.
5.
Обзор специальных методов обогащения и переработки твердофазных отходов.
Используемое оборудование и методы его подбора. Действие и устройство машин,
аппаратов и сооружений для уменьшения объема, изменения формы и уплотнения твердых
отходов механическими, физико-химическими и термохимическими методами.
Механические компакторы. Оборудование для брикетирования и таблетирования.
Грануляторы. Основные устройства и методы выбора. Печи сжигания, установки пиролиза,
агломерационное оборудование. Основы расчета. Оборудование для измельчения и
классификации твердых отходов. Гидропульпаторы. Машины для резки и разрывания.
Воздушные сепараторы, магнитные сепараторы, оптические сепараторы, грохоты, баллистические сепараторы. Выбор машин и аппаратов. Оборудование для физико-химических
методов переработки твердых отходов. Основные аппараты для сушки и обезвоживания;
оборудование для обогащения; кристаллизаторы. Основы устройства и методы выбора.
6.
Сооружения и оборудование для рационального использования воды в
производстве. Балансовые расчеты замкнутых и байпасных систем.
7.
Расчет сооружений и оборудования для очистки и корректировки сточных вод.
Комплекс сооружений и оборудования централизованных станций очистки сточных вод.
Смесители и усреднители. Нейтрализаторы. Накопители. Конструкции. Расчет основных
технологических размеров, эффективности, энергетических затрат. Аппараты и сооружения
для механической очистки сточных вод: решетки, песколовки, отстойники, гидроциклоны,
фильтры, микрофильтры. Расчет отстойников сточных вод: нормированные методы расчета,
фундаментальные основы расчета, моделирование по методу Кэмпа.
8.
Расчет сооружений для биохимической очистки сточных вод и переработки
осадков: нормированные методы расчета, использование критериальных уравнений, расчет
на основе фундаментальных уравнений кинетики биохимических процессов. Сооружения и
аппараты для биохимической обработки в естественных условиях. Расчет на основе общих
уравнений динамики микробиологических процессов. Удельная скорость окисления и
окислительная мощность. Нормированные методы расчета на основе удельных нагрузок и
типовые проекты. Расход воздуха и способы аэрации. Прирост ила и возраст ила.
Сооружения для биохимической обработки стоков и стабилизации осадков в аэробных
условиях; сооружения с полным перемешиванием и насадочные. Выход ила. Основы
проектировочного расчета. Расчет на основе общих уравнений динамики
микробиологических процессов. Сооружения и аппараты для переработки осадков. Состав
сооружений и аппаратов доочистки сточных вод. Сооружения для переработки отходов в
анаэробных условиях.
9.
Установки
и
аппараты
для
физико-химической,
химической
и
электрохимической очистки сточных вод. Аппараты и сооружения для физикохимической и химической обработки вод. Коагуляторы, флокуляторы. Аппараты для
окисления примесей вод хлором, озоном, жидкими окислятелями. Основные схемы
устройства и принципы расчета. Машины, аппараты и сооружения флотационной очистки
вод и переработки (обогащения) твердых отходов: импеллерные флотомашины, сооружения
напорной флотации. Устройство. Расчет числа и размера камер, мощности на валу
импеллера. Выбор флотомашин. Адсорберы и ионообменные аппараты для обработки
жидких сред. Основные применяющиеся сорбенты и ионообменники. Особенности
межфазного равновесия при динамической адсорбции компонентов жидких сред. Расчет
аппаратов для динамической адсорбции и ионного обмена. Адсорберы и ионообменные
аппараты с псевдоожиженным слоем сорбента. Использование кинетических кривых,
объемных коэффициентов массопередачи для расчета. Аппараты с перемешиванием (для
адсорбции в статических условиях). Основы проектирования аппаратов для регенерации
сорбентов. Выбор аппаратов для очистки и переработки производственных сточных вод
и растворов методом обратного осмоса и ультрафильтрации: специфика устройства и
действия, перспективы использования. Аппараты для электрохимических способов
рекуперации компонентов и очистки вод: электродиализаторы, электрофлотаторы,
использующие принцип электрофореза. Устройство и расчет на основе экспериментальных
значений выхода по току. Сооружения и аппараты для термических способов рекуперации и
обезвреживания жидких отходов: аппараты для концентрирования минеральных вод
(поверхностные выпарные аппараты, установки мгновенного испарения, аппараты
контактного типа); кристаллизаторы (башенные, с взвешенным слоем, барботажные,
барабанные, с погружным горением, вакуумные); печи для сжигания, концентрирования и
обезвреживания жидких отходов (камерные, распылительные, с псевдоожиженным слоем,
циклонные, "мокрого" сжигания жидких отходов); сооружения и аппараты для охлаждения
вод (градирни, теплообменники). Устройства и основы расчета. Место и назначение
аппаратов для физико-химической и химической обработки вод в системах замкнутого
промышленного водопотребления, локальных и централизованных систем очистки сточных
вод. Основы выбора способов рекуперации вод.
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Курсовой проект представляет собой расчетные и графические материалы (в
примерном соответствии стадии проектного задания или технико-экономического
обоснования) по разработке: определенного технологического узла рекуперационной (или
очистной) части заданного промышленного процесса или заданной части
централизованной станции, перерабатывающей отходы. Содержанием курсового проекта
может быть также проектная проработка исследований, проведенных на кафедре, для
последующей опытно-промышленной или промышленной реализации.
Основу содержания курсового проекта в отдельных случаях могут составлять также
нетрадиционные уточненные (часто новые) методы расчета оборудования и
технологического узла, позволяющие изменить основные технологические размеры
агрегата, получить более достоверные результаты или сведения, связанные с выбросами в
окружающую среду и их ликвидацией.
В качестве технологических узлов рекуперации студенту могут быть предложены для
проектирования:
узлы механической (первичной, вторичной или третичной) переработки, очистки
технологических сточных вод, промышленных газов и газовых выбросов, сепарации
твердых отходов (отстаивание, циклонирование и фильтрование в поле действия
различных сил, транспортирование и сепарация и пр.);
узлы физико-химической переработки и очистки (флотирование, сорбция, экстракция,
выпаривание, химическое каталитическое и без такового превращения, мембранное
разделение, коагуляция и коалесценция, нейтрализация, деструктивная обработка,
сжигание и пр.);
узлы биохимической переработки и очистки (аэробное и анаэробное обезвреживание,
получение готовых продуктов при обработке отходов биоцинозами разных типов и пр.);
узлы специальных способов охраны природы и рекуперации отдельных типов
отходов.
Состав курсового проекта: расчетно-пояснительная записка и графическая часть.
В расчетно-пояснительной записке приводятся исходные данные и обоснование
задачи проектирования, описываются существующие промышленные процессы по
заданию, проводятся материальные и энергетические расчеты производства с выявлением
количества и качества подлежащих переработке вторичных материалов, на основе этих
данных выполняются проектировочные расчеты основного и вспомогательного
оборудования заданного узла переработки (рекуперации), описываются инициативные
предложения студента по задаче проектирования, выбираются основные устройства КИП и
автоматики, рассчитываются основные технико-экономические и экологические показатели
схемы рекуперации (или очистки), разрабатываются вопросы охраны труда и техники
безопасности, а также специальные природоохранные задачи, не решенные основной
схемой рекуперации, и рассчитываются ПДВ и/или ПДС.
Примерный объем расчетно-пояснительной записки 50-60 стр. рукописного текста с
графиками, схемами, таблицами.
Графическая часть является прямым следствием проведенных расчетов и состоит из
двух листов: технологическая схема узла рекуперации с агрегатом-источником
перерабатываемых отходов (1-й лист); заданный (или предлагаемый студентом) основной
объект оборудования в сборе узла рекуперации или очистки (2-й лист).
При выполнении курсового проекта особое значение придается сбору необходимых
материалов на технологической практике и тесной связи задач курсового проектирования с
задачами этой практики.
Способы проектирования базируются на системе стандартов на проектную
документацию, строительных и санитарных норм и правил, стандартов и правил в области
охраны природы, улучшения использования природных ресурсов и создания безотходных и
малоотходных технологических систем. Общая организация и последовательность
курсового проектирования, состав представляемых к защите материалов должны быть
максимально приближены к исполнению требований инструкции СНиП 11-01-95 о порядке
разработки и составе проектов для промышленного строительства.