МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

«УТВЕРЖДАЮ»

«» _2008

Методические указания по самостоятельной работе студентов по дисциплине «Физико-химические и биологические основы обработки сточных вод»

Ростов-на-Дону, 2008 УДК 628.544 Методические указания по самостоятельной работе студентов по дисциплине «Физикохимические и биологические основыобработки сточных вод»

содержат информацию об общем представлении о самостоятельной работе, информацию о методическом обеспечении отдельных видов и форм самостоятельной работы, информации о внеаудиторной работе преподавателя кафедры ВиВ, о техническом обеспечении самостоятельной работы.

Методические рекомендации предназначены для студентов, обучающихся по дневной и заочной формам обучения. – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2008. - 18 с.

Составители:

канд. техн. наук, доц. Е.В. Вильсон 1. Цель и задачи дисциплины «Физико-химические и биологические основы обработки сточных вод»

В условия возрастающих требований, предъявляемых к охране окружающей среды, особенно актуальным является глубокая теоретическая проработка механизмов очистки воды, основанных на свойствах коллоидных систем, особенностях сорбции и ионного обмена, окислительно-восстановительных процессах. Полученные в течение семестра практические навыки позволят в последствии самостоятельно работать с современными приборами, более точно вести расчеты сооружений, позволяющих контралировать и регулировать проникновение техногенных веществ в окружающую среду.

Курс имеет целью познакомить будущего инженера–строителя познакомить с физико-химическими процессами, позволяющими разработать оптимальную технологическую схему очистки сточных вод или доочистки. Студенты должны освоить теоретическую сущность процессов и приобрести навыки самостоятельной инженерной работы, так как поддержание благоприятной экологической обстановки требует решения ряда задач по разработке и внедрению энергосберегающих технологий, предотвращающих загрязнение подземных и поверхностных водоисточников. С этой целью при проектировании и строительстве очистных станций предусматривается применение современных сложных и многообразных методов водоочистки.

В прцессе изучения курса используются знания, полученные при изучении крсов общей химии, физики, математики.

Полученные знания используются в курсах “Водоотведение П иШ части ”, а также курсах предпологающих изучение систем водоочистки и водоподготовки как при выполнении курсовых так дипломного проектов. Организация изучения курса предусматривает чтение лекций, проведение лабораторных занятий и самостоятельной работы 2. Распределение объема часов дисциплины по формам и видам обучения Семестр Курс Лекции – 34 час Практические занятия Лабораторные занятия - 16 час Итого аудиторных занятий - 48 час Самостоятельные работа - Курсовая работа - не предусмотрена Общий бюджет времени - зачет 3. Учебно-методические материалы по дисциплине В данном разделе представлены учебно-методические материалы по дисциплине Основная литература Наличие в библиотеке 1. Вильсон Е.В. Теоретические основы очистки природных и сточных вод: Учеб. Пособие Ростов н/Д, РГСУ, 2000, - 115с.

2. Вильсон Е.В. Жарникова В.Е. Методические указания к лабораторным работам по курсу «физико-химические и биологические основы обработки сточных вод» Ростов н/Д, РГСУ, 2000, - 21с.

Водоотведение и очистка сточных вод./Яковлев С.В.; Карелин Ю.М. и др.

М.:Стройиздат, 1996.-597 с.

/Т.А.Карюхина, И.Н. Чурбанова. М:

Стройиздат, 1995.-208 с.

5. Хмельницкий Р.А. «Физическая и коллоидная 6. Очистка производственных сточных вод Стройиздат, 1979.-320 с.

7. Ваюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.:Наука.-1976.-511с.

промышленных предприятий.

проектировщика. М.: Стройиздат, 1981.- 639 с.

Дополнительная литература 9. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука,1977.-356 с.

10. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов.-Л.:Химия,1983.-295с 11. Микробиология очистки воды/М.И.

Ротмистров, П.И. Гвоздяк, П.И. Ставская. Киев.:

Наук. думка,1978.-268 с.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

12. С. И. ЛЕВЧЕНКОВ. ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

(ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК)

13. Виртуальная химическая лабораторияVirtual Lab Authoring Tool (английский интерфейс), находящийся в архиве vladmin.zip. Содержимое Интернет архива следует распаковывать в отдельную директорию (например, VLab\Authoring);

14. -CurTiPot Acid-Base pH and Titration, (http://www.softsoft.ru/education/science/11034.ht Самоконтроль знаний может быть осуществлен при решении задач и ответы на тестовые вопросы Задача № Построить кривую седиментации, если известно, что в 1 мин. масса осадка составила 3,4 мг; 2 – 5,8 мг; 3 – 7,1; 4 – 8,5; 5- 9,2; 6 – 9,7; 8 – 9,8. Определить массу полностью осевших частиц за 4 мин.

Задача № Определить гидравлическую крупность частиц доминирующих в природной воде, если rd = 40 мкм; t = 250C; т = 2800 г/см3.

Задача № Определить радиус частиц, осаждаемых в отстойнике, если их гидравлическая крупность равна 0,9 мм/сек; t = 200C; т = 2100 г/см3.

Задача № Определить конечную концентрацию n-нитрофенола в очищенной сточной воде, если рН =4; Сисх = 0,8 ммоль/дм3; доза сорбента (m) = 0,2 г/дм3.

Задача № Определить величину удельной сорбции активированного угля, если известно, что 5 г угля позволяют снизить концентрацию вещества с 6 мг/дм3 до 0,5 мг/дм3 при очистке 100 дм3 воды.

Задача № Определить время защитного действия загрузки при скорости фильтрования сточной воды - 10 м/ч, если толщина мертвого слоя загрузки составляет 8 см, 10 г угля позволяют снизить концентрацию вещества с 8 мг/дм3 до 0,5 мг/дм3 при очистке дм3 воды, толщина сорбционного слоя составляет 2 м.

Задача № написать реакцию ионного обмена для удаления ионов меди и сульфат-ионов из сточных вод.

Задача № Рассчитать дозу реагента при нейтрализации кислых сточных вод с содержанием соляной кислоты – 3 кг/м3, известью в виде известкового молока, если требуется очистить 50м3/сут кислых сточных вод. Процентное содержание извести (СаО) – 50%.

Задача № Определить параметры фильтра, загруженного мраморной крошкой - диаметр и высоту, если при расходе сточных вод – 2500 м3/ сут и скорости фильтрования – м/ч, количество загрузочного материала (Р) составляет 3 тонны, а удельный вес – 2, т/м3.

Задача № Определить количество 0,1 м щелочного реагента, если требуется нейтрализовать м3 кислых сточных вод, рН которых = 3.

Вопросы по контролю остаточных знаний 1Состав и показатели качества сточных вод Оценка качества воды по физико-химическим и микробиологическим показателям.

2. Классификация примесей воды по фазово-дисперсному состоянию и процессы, используемые для удаления примесей (по Л.А. Кульскому).

3.Теоретические основы седиментации. Кривая седиментации. Дифференциальная кривая распределения частиц по радиусам 4.Экспериментальное определение гидравлической крупности частиц высоконцентрированных взвесей.

5. Основы процесса разделения фаз в открытых и напорных гидроциклонах.

7. Причины агрегативной устойчивости золей природных и сточных вод.

8. Коагулянты. Определение дозы коагулянта. Влияние степени дисперсности коллоидов, температуры системы и перемешивания на дозу коагулянта.

9. Влияние анионного состава обрабатываем вод и щелочности воды на процесс коагуляции.

11. Флокулянты.Механизм действия флокулянтов.

12. Электрокоагуляция, сущность процесса, Влияние регулируемых и нерегулируемых факторов на силу тока.

13. Теоретические основы флотационного выделение дисперсной фазы.

Гидрофобизация.

Классификация способов флотации 14. Физическая и химическая сорбция. Десорбция.20. Удельная сорбция. Изотермы сорбции 15Экспериментальное определение параметров сорбции в статическихи динамических условиях 16.Сорбция в статических условиях. Уравнение баланса вещества.

17Сорбция в динамических условиях. Уравнение Н.Шилова 18Способы регенерации активированных углей.

19.Классификация ионитов..Аниониты и катиониты.

20.Теоретические аспекты ионного обмена. Уравнения ионного обмена 21.Регенерация ионитов.

22.Экстракция. Сущность процесса. Область применения.

23.Обратный осмос и ультрофильтрация.

24.Требования предъявляемые к мембранам. Область использования мембранных способов очистки.

25.Электродиализ. Областиь применения. Сущность процесса.

26.Способы нейтрализации сточных 27. Окисление поллютантов сточных вод. Окислители. Область применения.

286.Биодеградация углеводов и углеводородов в аэробных и анаэробных условиях условиях 29. Биодеградация углеводов в анаэробных и аэробных условиях. 49. Биодеградация азотсодержащих загрязняющих веществ в аэробных и анаэробных условиях Нитрификация и Денитрификация 30. Активный ил и биопленка. Возраст ила.

31. Реакторы вытеснители. Параметры биоокисления 32. Реакторы смесители. Параметры биоокисления.

33. Сущность процессов биодеструкции в биофильтрах.

1. Техническое обеспечение самостоятельной работы Для обучения по электронным учебникам и выполнения лабораторной работы в виртуальном режиме используется электронный класс университета.

2. Руководство внеаудиторной работой преподавателем кафедры Внеаудиторная работа преподавателя со студентами осуществляется в процессе проведения консультаций, которые назначаются в соответствие с расписанием; защиты студентами лабораторных и практических работ, в процессе проверки знаний студентов.