05.23.04 – водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 23 августа 2007 г. №138
 

1.    цели и задачи программы- минимума

Программа минимум составлена для соискателей обучающихся по специальности 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов»

Основной задачей программы – минимума является отражение, как классических знаний, так и новейших научных разработок в нашей стране и за рубежом в области водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов

Кандидатский экзамен по специальности является завершающим этапом теоретической подготовки специалистов высшей квалификации. Основной целью его проведения является всесторонняя оценка уровня знаний соискателя ученой степени кандидата технических наук в соответствии с образовательным стандартом специальности по основным базовым дисциплинам:

  • Водозаборные сооружения.

  • Водоподготовка.

  • Водопроводные сети и сооружения.

  • Водоснабжение промышленных предприятий

  • Сети водоотведения города.

  • Технология очистки городских сточных вод.

  • Водоотводящие системы промышленных предприятий

  • Насосные и воздуходувные станции.

1.        Требования к уровню знаний аспиранта  (соискателя)

Аспирант (соискатель) должен владеть теоретическими и практическими знаниями по основным базовым дисциплинам в соответствии с паспортом специальности, уметь пользоваться нормативной и справочной литературой, принимать высокоэффективные с точки зрения техники, экономики и экологии решения при проектировании, строительстве и эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения. Аспирант (соискатель) должен умело владеть математическим аппаратом, методологией построения научной гипотезы и проведения научного эксперимента, правильными методами обработки  данных с целью получения новых знаний.

3  содержание курса.

3.1. Системы водоснабжения и режимы их работы

Социальное, техническое и экономическое значение водоснабжения. Проблема рационального использования водных ресурсов. Краткая характеристика водных ресурсов РБ как источников водоснабжения и приемников сточных вод. Характеристика источников водоснабжения и методы их оценки.

Основные категории водопотребления. Нормы водопотребления. Классификация систем водоснабжения, научные основы и инженерные методы выбора систем и схем водоснабжения. Критерии
оценки и методы повышения надежности и экономичности систем водоснабжения. Режимы водопотребления, подачи воды и работы сооружений систем водоснабжения. Роль регулирующих и запасных емкостей систем водоснабжения в обеспечении их надежности и экономичности. Определение объемов  запасно-регулирующих емкостей. Особенности работы водопроводной сети при тушении пожаров. Зонные системы водоснабжения. Основные типы водопитателей (насосов), используемых в системах водоснабжения, их расходно-напорные характеристики.

3.2. Водозаборные  сооружения

Сооружения для забора воды из поверхностных источников, водоприемники берегового типа, руслового типа, плавучие и др. Мероприятия по рыбозащите. Сооружения для забора подземных вод. Водозаборные скважины и шахтные колодцы. Фильтры водозаборных скважин. Горизонтальные и лучевые водозаборы. Водоподъемное оборудование.

Мероприятия по защите поверхностных и подземных вод от загрязнения. Восполнение запасов подземных вод.

3.3.Обработка природных вод

Основные показатели качества природных вод, требования к качеству воды, используемой для хозяйственно-питьевого, промышленного водоснабженияю. Обоснование принципиальных схем комплексов водоподготовительных сооружений.

Коагулирование, коагулянты и флокулянты, физико-химические и технологические основы очистки воды коагулированием . Характеристика современного состояния использования коагулянтов для подготовки воды  различным потребителям. Сравнительный анализ эффективности различных коагулянтов для очистки поверхностных вод РБ. Повышение эффективности коагулирования окислителями. Окислители, применяемые  в водоподготовке. Получение, свойства хлора и его соединений. Преимущества и недостатки первичного и вторичного хлорирования. Озон, получение и свойства. Озонирование воды для повышения эффективности обесцвечивания природных вод, обеззараживания воды. Пероксид водорода, получение, свойства. Использование пероксида водорода в технологии водоподготовки.  

Дозаторы реагентов, процесс смешения, типы и конструкции смесительных устройств, камеры хлопьеобразования. Закономерности осаждения взвесей в воде. Горизонтальные, вертикальные, радиальные отстойники. Принцип работы и конструкции осветлителей со слоем взвешенного осадка. Тонкослойные отстойники. Основные принципы их расчета. Гидроциклоны. Теоретические основы и техника очистки воды фильтрованием. Барабанные сетки и микрофильтры. Конструкции и расчет фильтров скорых, с плавающей загрузкой, медленных, префильтров. Контактные осветлители. Фильтрующие материалы. Водоочистные установки заводского изготовления. Особенности очистки высокомутных и высокоцветных вод. Обеззараживание воды. Хлорирование воды (жидким хлором, сухими хлор-реагентами, с использованием электролиза); озонирование, бактерицидное облучение. Устранение привкусов и запахов воды. Сорбционные методы очистки воды от органических веществ. Обезжелезивание воды, методы безреагентного, реагентного обезжелезивания, «сухая фильтрация», деманганация, удаление растворенных газов. Стабилизационная обработка воды. Реагентные методы умягчения воды, установки для реагентного умягчения воды. Умягчение и обессоливание воды ионным обменом. Обессоливание воды дистилляцией, электродиализом и обратным осмосом. Подготовка особо чистой воды.

Обработка промывных вод станций водоподготовки, транспортирование, обработка, складирование и утилизация осадков станций очистки природных вод.

Интенсификация работы действующих водоочистных сооружений.

3.4.Водоводы и водопроводные сети

Типы водопроводных сетей. Методы гидравлического и технико-экономического расчета систем подачи и распределения воды. Основные задачи гидравлической увязки кольцевых водопроводных сетей. Гидравлические сопротивления, расчет потерь напора. Расчет и проектирование зонных систем водоснабжения. Особенности систем водоснабжения в сельской местности и отдельно расположенных объектов.

Сравнительная характеристика труб из различных материалов. Выбор типа и класса прочности труб. Способы укладки водопроводных труб. Защита труб от коррозии. Запорная, регулирующая и предохранительная арматура и ее использование в системах подачи и распределения воды. Основные принципы управления процессами подачи и распределения воды.

3.5. Водоснабжение промышленных предприятий

Особенности использования воды на нужды промышленности. Охлаждающие устройства систем оборотного водоснабжения, пруды-охладители, брызгальные бассейны, градирни. Сопла центробежные и щелевые. Градирни открытые, башенные, вентиляторные. Оросительные устройства. Пленочное, капельное течение охлаждающей жидкости. Водяные оболочки. Конструкции аппаратов для создания водяных оболочек. Основные факторы влияющие на устойчивость водяных оболочек. Методы повышения эффективности работы охлаждающих устройств. Обработка охлаждающей воды для борьбы с зарастанием и коррозией систем оборотного водоснабжения.

Основы сельскохозяйственного водоснабжения, системы водоснабжения поселков, пастбищ.

Основные принципы создания замкнутых систем водного хозяйства предприятий, промышленных комплексов и промрайонов.

Технико-экономическое обоснование требований к количеству и качеству воды, расходуемой на производственные нужды.

Особенности систем оборотного водоснабжения и систем повторного использования воды. Основные требования к системам использования воды в замкнутых циклах. Условия использования для технического водоснабжения очищенных городских, промышленных и поверхностных сточных вод. Технологические показатели замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. Технико-экономическая оценка замкнутых систем использования воды.

3.6 Системы и схемы водоотведения

Социальное, техническое и экономическое значение водоотведения и защиты водоемов от загрязнений.

Системы канализации. Схемы отвода воды от населенных пунктов и промышленных предприятий. Научные основы и инженерные методы выбора систем водоотведения, критерии оценки и методы повышения надежности и экономичности систем водоотведения.

3.7  Сети систем водоотведения

Гидравлический и технико-экономический расчет сетей для отвода бытовых, производственных и дождевых вод.

Сравнительная характеристика труб из различных материалов. Выбор типа и класса прочности труб. Способы укладки труб и строительных коллекторов. Прокладка канализационных каналов на большой глубине. Конструкции каналов, перепадных колодцев и других сооружений на сетях глубокого заложения.

Перекачка сточных вод при обычных условиях заложения сети и при сетях глубокого заложения. Основные типы оборудования и устройств для перекачки сточных вод   их напорно-расходные характеристики. Запорная, регулирующая и предохранительная арматура и ее использование в системах водоотведения.

Условия приема сточных вод в сети водоотведения. Регулирование поступления ливневых вод на очистные сооружения (ливнеспуски).

3.8 Характеристика сточных вод и условия их сброса в водоемы

Виды сточных вод (хозяйственно-бытовые, производственные, атмосферные). Дисперсность загрязняющих примесей и химический состав сточных вод. Обобщенные и индивидуальные показатели сточных вод.

Растворение и потребление кислорода. Биологическая и химическая потребность в кислороде. Бактериальные и биологические загрязнения сточных вод. Пути охраны водоемов от загрязнений. Самоочищение воды в водоеме. Эвтрофикация водоемов и борьба с ней. Условия спуска сточных вод в водоемы, требования к качеству сточных вод, сбрасываемых в водоемы, использование ассимилирующей способности водоемов. Оптимизационные решения при разработке систем очистки сточных вод. Использования и охраны водных ресурсов.

3.9 Механическая очистка сточных вод

Решетки, сетчатые устройства, песколовки, вертикальные, горизонтальные, радиальные и многополочные отстойники; гидроциклоны, центрифуги. Расчет и конструкции. Осветлители со взвешенным осадком, контактные осветлители.

3.10  Обработка и использование осадков

Состав и свойства осадков природных и сточных вод. Уплотнение и сгущение осадков. Аэробная стабилизация. Анаэробное сбраживание. Реагентная и тепловая обработка осадков. Механическое обезвоживание осадков природных и сточных вод (вакуумфильтрация, фильтр-прессование, центрифугирование), типы и конструкции используемого оборудования.  Подсушка осадков на иловых площадках. Методы обеззараживания и обезвреживания осадков ( обеззараживание нагреванием, химическое обеззараживание, дегельминтизация обезвоженных осадков, термическая сушка, сжигание). Биотермическая обработка осадков. Утилизация осадков. Выбор методов обработки осадков.

3.11 Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях. Биологическая очистка сточных вод в искусственно создан­ных условиях. Предварительная аэрация и биокоагуляция.

Биофильтры. Аэротенки. Окситенки. Различные типы и схемы аэрационных сооружений. Регенерация активного ила. Основные условия эксплуатации. Системы аэрации. Обеззараживание сточных вод. Симбиотическая и иммобилизованная микрофлора, использование естественного и искусственного мутагенеза.

Фильтрование. Доочистка в биологических прудах. Флотация. Сорбционный метод. Метод окисления. Удаление из сточных вод азота и фосфора.

3.12 Физико-химическая очистка промышленных и городских сточных вод

Коагуляция. Электрокоагуляция. Химическое осаждение. Химическое и электрохимическое окисление и восстановление растворенных веществ. Озонирование. Хлорирование. Флотация. Электрофлотация. Экстракция. Сорбция. Эвапорация. Ионный обмен. Обратный осмос. Ультрафилътрация. Электродиализ. Термические способы очистки. Очистка сточных вод от тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов. Технологические схемы физико-химической очистки городских сточных вод. Область применения»

3.13  Методы и задачи глубокой очистки сточных вод.

Фильтрование. Доочистка в биологических прудах. Флотация. Сорбционный метод. Метод окисления. Удаление из сточных вод азота и фосфора.

3.14  Сточные воды городов и населенных пунктов

Совместная биологическая очистка городских и производственных сточных вод. Использование очищённых городских сточных вод для технического водоснабжения промышленных предприятий и для орошения.

3.15  0собенности систем водоотведения сельских, малых  населенных пунктов и отдельно расположенных объектов

Схемы водоотведения. Методы очистки сточных вод. SBR – технологии очистки сточных вод. Конструктивные решения очистных сооружений.  Способы обеззараживания сточных вод.

3.16 Отвод сточных вод промышленных предприятий и их очистка

Выбор схемы отвода и очистки сточных вод с учетом различия загрязненности отработанных вод. Локальная очистка вод повышенной или специфической загрязненности. Использование производственных сточных вод и извлечение из них ценных веществ. Повторное использование очищенных промышленных сточных вод в техническом водоснабжении

3.17. Охрана водных русурсов.

Водоохранные зоны, водоохранные полосы, зоны санитарной охраны, водоохранные системы и сооружения, искусственное пополнение запасов подземных вод.

Список  литературы

  1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1982 г.

  2. Аграноник Р.Я. Технология обработки осадков сточных вод с применением центрифуг и ленточных фильтр-прессов. - М.:, Стройиздат, 1985.- 144с.

  3. Белан А.Е., Хоружий П.Д.  Проектирование и расчет устройств водоснабжения. 2-е изд., перераб. и доп.- Киев: Будивельник, 1981. - 192 с.

  4. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: в 3-х т. - Т.2. Очистка и кондиционирование природных вод. Научно-методическое руководство и общая редакция доктора технических наук, профессора Журбы М. Г. Вологда- Москва: ВоГТУ, 2001-324 с.

  5. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: В 3-х томах – Т.3. Водозаборные сооружения./ Научно-техническое руководство и общая редакция  д.т.н., проф.  Журбы М.Г. Вологда-Москва: ВоГТУ, 2001.- 188 с.

  6. Воронов Ю.В. Саломеев В.П., Ивчатов А.Л. Реконструкция и интенсификация работы канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1989.-224с.

  7. Гуринович.А.Д. питьевое  водоснабжение  из  подземных  источников: проблемы и решения.- Минск: Технопринт, 2001. - 302 с.

  8. Гуринович.А.Д. Системы питьевого водоснабжения с водозаборными скважинами. Планирование, проектирование, строительство и эксплуатация.  Минск: Технопринт, 2004.- 247с.

  9. Евилевич А.М., Евилевич В.А. Утилизация осадков сточных вод. -Л.: Стройиздат, Лен. отд., 1988. - 248 с.

  10. Инженерное оборудование зданий и сооружений. Энциклопедия. Гл. редактор С.В. Яковлев. М.: Стройиздат, 1994 - 512 с.

  11. Калицун В.И. Водоотводящие системы и сооружения. М.: Стройиздат, 1987, 336 с.

  12. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Под ред. В.Н. Самохина. Изд. 2-е. М., Стройиздат, 1981. - 639 с.

  13. Карасев Б.В. Насосные и воздуходувные станции: Учеб. для вузов.- Мн.: Выш. шк., 1990.- 326 с.: ил.

  14. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. Учебник для ВУЗов. М.: Стройиздат, 1986. - 320 с.

  15. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Контроль качества воды - 2-е издание - М.; Стройиздат, 1986. - 158 с.

  16. Кожинов В. Ф. Очистка питьевой и технической воды. М., Стройиздат, 1971

  17. Колобаев А.Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов: учебное пособие.- Ми.: БНТУ, 2005.

  18. Кульский Л. А., Строкач П. П. Технология очистки природных вод. Киев, Высшая школа, 1986.

  19. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных очистных сооружений. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Стройиздат, 1987. - 256 с.

  20. Логинов В.П. , Шуссер Л.М. Справочник по сельскохозяйственному водоснабжению/ Под ред. В.С. Оводова.-М.: Колос, 1980.-287 с.

  21. Лукиных А.А., Лукиных М.А. Таблицы для гидравлического расчета   канализационных сетей и дюкеров. М.: Стройиздат, 1987, 160 с.

  22. Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Криштул В.П. Методы доочистки сточных вод. М.: Стройиздат, 1978. - 160 с.

  23. Луценко Г.Н., Цветаева А.И., Свердлов И.Ш. Физико-химическая очистка городских сточных вод. - М.: Стройиздат, 1984. - 88 с.

  24. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации /А.К.Перешивкин  и др.; Под ред. А.К. Перешивкина - М.: Стройиздат , 1988.- 653 с.: ил.

  25. Москвитин Б.А., Мирончин Г.М., Москвитин А.С. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1984.-192 с.

  26. Николадзе Г. И. Технология очистки природных вод. М., Высшая школа, 1986.

  27. Николадзе Г. И., Минц Д. М., Кастальский А. А.. Подготовка воды для х/п и промышленного водоснабжения. М., Высшая школа, 1984.

  28. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. /Под редакцией  А.С. Москвитина. М.: Стройиздат, 1984 г.

  29. Обработка и удаление осадков сточных вод. В 2-х т. Пер. с англ. Т.А. Карюхиной, И.Н. Чурбановой, И.Х. Заена - М.: Стройиздат, 1985.-236 с.

  30. Оводов В.С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. - М.: Колос, 1984. - 480 с.

  31. Правила охраны поверхностных вод. Госкомитет РБ по экологии. Минск. 1992 г. – 10 с.

  32. Разумовский Э.С., Медриш Г.Л., Казарян В.А. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов. М.: Стройиздат, 1986.-176 с.

  33. Родзиллер И.Д. Прогноз качества водоемов приемников сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 261 с.

  34. СанПиН 10-124 РБ 99. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Минздрав РБ, Минск, 1999.

  35. СНиП 2.04.02 - 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР- М.: Стройиздат, 1985.-136 с.

  36. СНиП 2.04.03-85 Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. М., ЦИТП, 1986. – 72 с.

  37. Сомов М.А. Водопроводные системы и сооружения: Учеб. для вузов.-М.: Стройиздат, 1988.-399 с.:  ил.

  38. СНБ 4.01.01-03

  39. СНБ 4.01.02-03

  40. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промпредприятий. М.: Стройиздат, 1981, 638 с.

  41. Старинский В.П., Михайлик Л.Г. Водозаборные и очистные сооружения коммунальных водопроводов: Учебное пособие для вузов. – Мн.: Вышэйшая школа, 1989.

  42. Строкач П. П. Кульский Л. А. Практикум по технологии очистки природных вод. Минск, Высшая школа, 1980.

  43. Типовые проектные решения. 902-09-22.84. Колодцы канализационные. Альбом I-VI.

  44. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. -256 с.

  45. Шабалин А.Ф. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1982.- 296 с.

  46. Шевелев Ф.А, Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб.-М.: Стройиздат, 1984 , 116 с.

  47. Эль М.А., Эль Ю.Ф., Вебер И.Ф. Наладка и эксплуатация очистных сооружений городской канализации. М.: Стройиздат, 1977. - 232 с.

  48. Яковлев С.В. и др. Водоотведение и очистка сточных вод. М.: Стройиздат, 1996, 591 с.

  49. Яковлев С.В. и др. Канализация. М.: Стройиздат, 1975. – 632 с.

  50. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Биологические фильтры, 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1987. - 121 с.

  51. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М.: Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 2002. – 703 с.

  52. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Калицун В.И. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для ВУЗов. М., Стройиздат, 1996. - 591 с.

  53. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биологические процессы в очистке сточных вод. М.: Стройиздат, 1981. - 200 с.

  54. Яковлев С.В., Прозоров И.В., Иванов Е.Н., Губий Н.Г. Рациональное использование водных ресурсов. Учебник для ВУЗов. М.: «Высшая школа», 1991. - 400 с.