microbik.ru
1
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭНГЕЛЬССКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра: Экология и охрана окружающей среды

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


ПО ДИСЦИПЛИНЕ:
СД.05 «Техника защиты окружающей среды» для специальности 32.07.00 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», направления 656600 «Защита окружающей среды»

Курс 4, 5


Семестр 8, 9

Часов в неделю 8сем.-3, 9 сем.-2

Курсовая работа

Курсовой проект 9 сем

Экзамен 9 семестр

Зачет 8 семестр

Рабочая программа

Обсуждена на заседании кафедры

«20» мая 2004г., протокол №9

Заведующая кафедрой

Л.Н.Ольшанская
Рабочая программа утверждена

На заседании УМКС

«29» июня 2004г., протокол №10

Председатель УМКС

Л. Н. Ольшанская

ЭНГЕЛЬС 2004


  1. Цели и задачи дисциплины,

ее место в учебном процессе


    1. Цель преподавания дисциплины :



Научить студентов анализировать последствия производственной деятельности человека; оценить позитивное и негативное воздействие технического прогресса на окружающую природную среду ; понять, что дальнейшее ухудшение состояния экосферы может привести к далеко идущим отрицательным последствиями для человека.





    1. Задачи изучения дисциплины :



Поднять качество подготовки специалистов-экологов в области разработки


и совершенствования технологических процессов; осуществление мер по предупреждению попадания вредных веществ в окружающую среду путем создания эффективных очистных систем с рекуперацией отходов, внедрение прогрессивных малоотходных и безотходных технологий, позволяющих наиболее полно и эффективно использовать природные ресурсы.


    1. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для усвоения данной дисциплины :



Общая экология, геоэкология, экология человека, основы рационального


природопользования, экономика природопользования, модели массопереноса в природных средах, прикладная, системная и промышленная экология, основы водоподготовки и другие.


  1. Требования к знаниям и умениям студентов

по дисциплине.
Студент должен знать :

  • основы общетеоретических дисциплин в объеме, необходимом для решения производственных, проектных, конструкторских и научно-исследовательских задач ;

  • общепрофессиональные дисциплины и дисциплины специализации : химию (общая, неорганическая, органическая , аналитическая) и методы химического и инструментального анализа веществ и контроля их качества, наука о земле, общая, прикладная, промышленная экология, основы рационального природопользования, модели массопереноса в природных средах ;

  • основы моделирования и оптимизации химико-технологических процессов, принципы построения технологических схем и выбора технологического оборудования процессов переработки и рекуперации ; экономику природопользования и другое.


Студент должен уметь :

  • разрабатывать и внедрять современные технологии улавливания газообразных, жидких и твердых промышленных отходов с использованием наиболее эффективного оборудования;

  • проектировать технологические системы; рассчитывать необходимое оборудование, анализировать условия и режим его работы;

  • проводить исследования и эксперименты в области улавливания и переработки вторичных материалов как в заводских, так и в лабораторных условиях и многое другое.




  1. Распределение трудоемкости (час) дисциплины по темам и видам занятий




модуля

неде

ли

темы

Наименование темы

Часы

Все

го

Лек

ций

Лабор. Занят.

Практ. Занят.

СРС

1

2

3

4

5

6

7

8

9
I Процессы защиты атмосферы




1

1

Методы очистки и обезвре- живания отходящих газов

10

4




4

4

2




3

2

Очистка отходящих газов от аэрозолей

10

6




4

4

4




5

3

Сорбционные методы очистки отходящих газов

16

6




4

4

6




7

4

Каталитические и термические методы очистки газов



6




4

6

8

11 Процессы защиты гидросферы




9

5

Использование воды в оборотных системах водоснабжения

18

6




4

10

10




11

6

Способы удаления взвешенных частиц из сточных вод

18

6




4

10




12

7

Методы очистки сточных вод (физико-химические, химические,биологические)

20

8




4

10

13

14

III Процессы защиты литосферы




15

8

Источники, классификация и методы переработки твердых отходов химических производств

20

4




4

10

16




17

9

Переработка отходов неорганических и органических производств

20

5




2

10

ВСЕГО :

150

51




34

68



  1. Содержание лекционного курса






темы

Всего часов

лекций

Тема лекций.

Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2

3

4

1

4

1

Основные свойства пылей и методы их улавливания. Классификация методов.

2

2

2

Очистка газов в сухих механических пылеуловителях (пылеосадительные камеры, циклоны, жалюзийные аппараты, фильтры)

4

3

Очистка газов в мокрых пылеуловителях (газопромыва-тели, скрубберы, электрофильтры). Конструкционные особенности, эффективность очистки.

3

2

4

Абсорбционные методы очистки загрязненных газов. Химическая и физическая абсорбция.

Абсорбенты, классификация и выбор.

1

5

Абсорберы, основные конструкции, эффективность работы

2

6

Адсорбционные методы очистки газов от летучих растворителей, оксидов (NOx , SOx , COx ). Адсорбенты,

Требования, предъявляемые к адсорбентам.

1

7

Адсорберы с неподвижным, движущимся и псевдо ожиженным слоем адсорбента; особенности конструкций Схема улавливания загрязняющих веществ

4

3

8

Закономерности процесса гетерогенного катализа. Каталитическая очистка газов от оксидов азота, серы углерода. Катализаторы, основные типы, свойства.

3

9

Катализаторы-нейтрализаторы, конструкции

Высокотемпературное обезвреживание газовых выбросов.

5

3

13

Оборудование и сооружения для защиты гидросферы (усреднители, решетки, фильтры, гидроциклоны) Основные схемы и принципы работы аппаратов.

3

10

Свойства и классификация вод.

Оборотное водоснабжение.

3

11

Основные схемы замкнутых систем водного хозяйства предприятий химического профиля.

6

3

12

Технологические и сточные воды. Методы удаления взвешенных частиц из сточных вод (процеживание, отстаивание, фильтрование)

7

4

14

Физико-химические методы очистки сточных вод (СВ) для удаления тонкодисперсных взвешенных частиц (коагуляцией, флотацией, адсорбцией, экстракцией, ректификацией, кристаллизацией, десорбцией).

2

15

Используемые схемы и оборудование. Эффективность работы, производительность. Применяемые реагенты для глубокой очистки вод замкнутого водопотребления.

2

16

Доочистка сточных вод от неорганических и органичес-ких веществ методами адсорбционного и ионного обмена. Мембранные процессы очистки СВ. Аппаратура.

8

2

17

Машины и аппараты для переработки твердых отходов (оборудование для измельчения, обогащения, гранулирования твердых материалов)

2

18

Основы автоматизированного проектирования установок рекуперации отходов

9

3

19

Переработка отходов сернокислотного производства , производства фосфорных удобрений.

2

20

Переработка отходов нефтепереработки и нефтехимии

Всего : 51 час




  1. Перечень практических занятий.






темы

Всего часов

занятия

Тема практического занятия.

Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии.

1

2

3

4

2

6

1

Расчеты циклонов конструкции НИИОГАЗ цилиндрического типа: определение размеров конструкционных деталей циклона (патрубков для входа и выхода загрязненного и очищенного газов, высота циклона, размеры бункера для сбора пыли и др.)

4

2

Расчет спирально-конических циклонов

4

3

Решение типовых задач по эффективности улавливания пылей

3

12

4

Методы расчета адсорберов: составление уравнений материального баланса для периодического и непрерывного процессов адсорбции. Расчет адсорберов периодического действия с неподвижным слоем адсорбента (определение продолжительности процесса адсорбции – приближенно и по уравнению Шилова, расчет числа единиц переноса и высоты единицы переноса, расчет работающего слоя адсорбента, площади сечения адсорбера, его диаметра и др.)

4

4

5

Решение типовых задач по каталитической очистке отходящих газов (определение и расчет эффективности очистки, толщина слоя катализатора, расхода газа и др.)




4

6

Расчет материального баланса замкнутых схем водоиспользования

Всего : 34 час.



  1. Перечень лабораторных работ

не предусмотрен учебным планом.


  1. Задания для самостоятельной работы студента






темы

Всего

Часов

Вопросы для самостоятельного изучения (задания)

Литература

1

2

3

4

1

4

Улавливание туманов, рекуперация пылей

1, 2

3

4

Очистка отходящих газов от соединения серы (диоксид серы, сероводород, сероуглерод). Схемы, основные виды и типы адсорбентов и абсорбентов, используемых для снижения токсичности.

1, 2, 4, 5

2

Рекуперация абсорбентов и адсорбентов.

1, 2, 6, 7

4

Десорбция поглощенных примесей. Теория процессов десорбции, факторы, влияющие на протекание процессов

1, 2, 5

4

6

Твердофазная каталитическая очистка газов от оксидов NOx , SOx , Cox , органических веществ

1, 2, 4, 14, 15, 19-21

6

14

Технические средства и основное оборудовнаие для обеспечения очистки сточных вод (СВ) : отстойники, песколовки, жиро- и нефтеловушки, фильтры).

1, 2, 4, 8-11, 16-18

7

10

Процессы десорбции, дезодорации, дегазации. Основные виды оборудования, используемые реагенты, эффективность очистки.

1, 2, 8, 16-19

6

Электрохимические методы очистки сточных вод.

1, 2, 4

8

12

Механическая, механотермическая и термическая переработка отходов химических отраслей. Физико-химическое выделение компонентов при участии жидкой фазы.

12, 13, 14-19

9

10

Сбор, удаление и складирование бытовых отходов. Состав и свойства твердых бытовых отходов (ТБО). Классификация методов переработки ТБО.

1, 2, 12, 13-21

Всего : 68 час.




  1. Курсовой проект

Трудоемкость расчета составляет 36 часов
1. Выбор и расчет оборудования и сооружений для очистки газов от пылей:

  • Пылеосадительные камеры;

  • Циклоны (цилиндрические);

  • Циклоны (конические);

  • Рукавные фильтры;


2. Выбор и расчет установок и аппаратов для физико-химической очистки отходящих газов:

  • Абсорберы;

  • Адсорберы (периодического действия с неподвижным слоем адсорбента, с движущимся слоем адсорбента);

  • Катализаторы

3. Выбор и расчет оборудования и сооружений для механической очистки сточных вод:

  • Усреднители (прямоугольные, круглые, с перемешивающим устройством);

  • Песколовки (горизонтальные, аэрируемые, тангенциальные);

  • Отстойники (горизонтальные, вертикальные);

  • Фильтры (открытые зернистые, каркасно-засыпные);

  • Гидроциклоны (открытые, напорные);

  • Нефте-,жироловушки (горизонтальные, многоярусные тонкослойные);

4. Выбор и расчет оборудования и сооружений для биохимической очистки сточных вод:

  • Аэротенки (вытеснители, с регенераторами, без регенераторов);

  • Окситенки;

  • Биологические фильтры;

  • Биологические пруды

5. Выбор и расчет сооружений машин и аппаратов для отстаивания,стабилизации и обезвоживания активного ила:

- Вторичные отстойники (радиальные, горизонтальные, вертикальные);
- Илоуплотнители;

  • Метантенки

6. Выбор и расчет оборудования и сооружений для химической и физико-химической очистки сточных вод:

  • Фильтры-нейтрализаторы;

  • Установки для очистки сточных вод окислителями (хлорирование, озонирование);

  • Флотаторы;

  • Сорбционные установки;

  • Экстракторы

7. Выбор и расчет оборудования и аппаратов для электрохимической очистки сточных вод :

  • Электрофлотаторы;

  • Электрокоагуляторы;

  • Электродиализаторы;

  • Аппараты для электрохимической деструкции

  1. Выбор и расчет оборудования, машин и аппаратов для переработки твердых отходов:



Разделы 9-11 учебным планом не предусмотрены

12. Экзаменационные вопросы




  1. Классификация методов очистки и обезвреживания отходящих газов. Основные свойства пылей.

  2. Основные свойства пылей и эффективность их улавливания в сухих механических пылеуловителях. Основные типы конструкций инерционных и динамических пылеуловителей, жамозийных аппаратов. Принцип работы, эффективность пылеулавливания.

  3. Основные типы циклонных аппаратов, конструкционные особенности цилиндрических и конических циклонов; групповые и батарейные циклонные аппараты.

  4. Очистка газов в фильтрах. Классификация фильтрующих перегородок. Принцип работы грубой и тонкой очистки газов.

  5. Какие аппараты применяют для мокрой очистки газов, их эффективность. Конструкции полых и насадочных газопромывателей, принцип работы.

  6. Скрубберы, тарельчатые газопромыватели, промыватели ударно-инерционного и центробежного действия. Особенности конструкций, эффективность

  7. Абсорбционные методы очистки отходящих газов. Физическая абсорбция хемосорбция. Абсорбенты, основные виды, принципы выбора абсорбентов. Абсорберы, эффективность работы.

  8. Адсорбционные методы очистки газов от вредных примесей. Характеристика адсорбентов. Виды адсорберов с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем адсорбента. Материальный баланс процесса адсорбции.

  9. Основы процесса гетерогенного катализа. Катализаторы; основные требования, предъявляемые к ним. Схемы каталитических реакторов.

  10. Технологическая вода и сточные воды (СВ), определение, классификация. Основные методы очистки сточных вод (механические, химические, физико-химические, биологические).

  11. Основные методы удаления взвешенных частиц из сточных вод. Основные виды оборудования (усреднители, отстойники, фракционаторы, нефтеловушки).

  12. Термические методы очистки сточных вод. С какой целью проводят концентрирование сточных вод, основные методы концентрирования. Концентрирование СВ в испарительных установках (вакуумные, адиабатные).

  13. Схемы процессов концентрирования сточных вод в многоступенчатой испарительной установке и установке с гидрофобным теплоносителем. Виды теплоносителей (газ, жидкость, твердое вещество).

  14. Принцип работы и устройство установок для концентрирования сточных вод вымораживанием (под вакуумом, при контакте с холодильным агентом).

  15. Процесс выделения твердых веществ из сточных вод кристаллизацией. Основные виды оборудования (выпарные кристаллизаторы, аппарат Цана, кристаллизатор со смоченной стенкой). Управление процессом кристаллизации (ростом кристаллов, добавки ПАВ).

  16. Оборудование для кристаллизации растворов с положительным коэффициентом растворимости (при охлаждении) и отрицательным коэффициентом растворимости (при нагревании).

  17. Принципы выделения сухих веществ из сточных вод при распылительной сушке. Схема установки, требования к распылителям.

  18. Термоокислительные методы обезвреживания промышленных стоков. Основы метода жидкофазного окисления, схема процесса.

  19. Процесс очистки сточных вод от органических веществ методом парофазного каталитического окисления, схема установки.

  20. Огневой метод обезвреживания сточных вод. Основные схемы установок (циклонная печь, печь с псевдоожиженным слоем).

  21. Основные источники возникновения твердых отходов в материальном производстве. Экономическая и экологическая эффективность их вторичного использования.

  22. Оборудование для измельчения твердых материалов (дробилки: щековые, конусные, валковые, молотковые, роторные; мельницы: стержневые, шаровые, конусные).

  23. Классификация и сортировка твердых отходов. Схемы разделения материалов различных классов при грохочении (грохоты: инерционные самобалансные, криволинейные; сепараторы: воздушно-проходные).

  24. Процессы укрупнения твердых отходов. Классификация приемов гранулирования, основное оборудование (прессы, грануляторы окатывания, аппараты для грануляции в кипящем слое, высокотемпературная агломерация).

  25. Сущность процессов обогащения (разделения) компонентов твердых материалов путем отсадки в тяжелых средах (гидроциклоны, конусные и колесные сепараторы).

  26. Аппараты для обогащения : конструкции отсадочных машин, флотационные установки (пневмомеханические, механические, пневматические).

  27. Магнитная сепарация твердых материалов. Сущность процесса. Оборудование для обогащения слабомагнитных и сильномагнитных материалов (в открытой и замкнутой системах).

  28. Электрическая сепарация твердых материалов. Схемы устройств сепараторов (пластинчатого, электростатического, коронного, барабанного) для обогащения и разделения материалов.

  29. Процессы смешивания твердых отходов. Смесительное оборудование периодического действия (барабанные, червячно-лопастные, валковые, бегунковые смесители) и непрерывного действия (гравитационные, барабанные смесители).


13. Список основной и дополнительной литературы
Основная


  1. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд. перераб. и доп.- Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. -800с.

  2. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для ВУЗов. 2-е изд. М.: Химия,. 1989.- 512с.

  3. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник. Л.: Химия, 1989.- 512с.

  4. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов / Родионов А.И., Кузнецов Ю.Л., Зенков В.В., Соловьев Г.С. Учебное пособие для ВУЗов М.: Химия, 1985.- 352с.

  5. Вилесов Н.Г., Большунов В.Г. Утилизация промышленных сернистых газов. Киев: Наукова думка, 1990.- 136с.

  6. Лукин В.Д., Анципович И.С. Регенерация адсорбентов. Л.: Химия, 1983.- 256с.

  7. Комаров В.М. Адсорбенты и их свойства. Минск: Наука и техника, 1977.- 232с.

  8. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов В.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М: Химия, 1988.- 112с.

  9. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперераба-тывающих заводов.

  10. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. М.: Высшая школа, 1994.- 400с.

  11. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод. Флотация и сгущение осадков. М.: Химия, 1992.- 144с.

  12. Вторичное использование полимерных материалов / Под ред. Ю.Г. Любешкиной.- М.: Химия,. 1985.- 280с.

  13. Наркевич И.П., Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ. М.: Химия,. 1984.- 160с.

  14. Пальчунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. - М.: Стройиздат, 1990.- 352с.

  15. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе./ Справочник. М.: Химия, 1991.- 368с.



Дополнительная:


  1. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. Комплексное использование сырья и отходов. М.: Химия, 1988.- 288с.

  2. Охрана окружающей среды: Учебник для ВУЗов / С.В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козъяков и др. Под ред. С.В. Белова. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1991.- 224с.

  3. Путилов А.В., Копреев А.А., Петрухин Н.В. Охрана окружающей среды. М.: Химия, 1991.- 224с.

  4. Максимов В.Ф., Стадницкий Г.В. Введение в специальность: Учебное пособие для ВУЗов. Л.: Химия, 1988.- 168с.

  5. Реакция организма человека на воздействие опасных и вредных факторов. В 2-х томах. Т.1.Исследование состояния функциональных систем человека / Под ред. Б.В.Бирюкова М.: Изд-во стандартов, 1990.- 350с.

  6. Реакция организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов. В 2-х томах. / Под ред. Б.В. Бирюкова М.: Изд-во стандартов, 1991.- 367с. (Т.2)

  7. Ольшанская Л.Н., Елизарова Л.И. Определение класса токсичности промышленных отходов / Методич. указания к практическим занятиям. Саратов: СГТУ, 1998.- 20с.

  8. Татаринцева Е.А., Ольшанская Л.Н. Механические методы очистки сточных вод / Методические указания к практическим занятиям. Саратов: СГТУ, 2002.- 18с.



Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки специалиста: 656600 – «Защита окружающей среды», специальность 320700 – «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

Программу подготовила

ОЛЬШАНСКАЯ ЛЮБОВЬ НИКОЛАЕВНА

Зав. кафедрой ЭКОС, профессор, доктор химических наук