Методическое пособие по водоподготовке, это ключевой нормативно-методический документ, регламентирующий изучение дисциплины, проведение лабораторных работ, расчетных заданий и курсовых проектов. Оно служит основой для подготовки квалифицированных специалистов в области теплоэнергетики, водоснабжения, химической технологии и экологии. Ниже представлен подробный обзор типовой структуры, основных разделов и методологических подходов, используемых в современных учебно-методических изданиях по данной тематике (в т.ч. на базе материалов НИИ ВОДГЕО, учебных пособий для ТЭС/АЭС и вузовских курсов).

Цели и задачи пособия

Основная цель — обеспечение единых требований к изучению курса МДК 05.01 «Водоподготовка» (или аналогичных дисциплин: «Химия воды и основы водоподготовки», «Системы водоподготовки и водоочистки»).

• Образовательная: формирование системных знаний о физико-химических основах процессов очистки воды.
• Практическая: навыки расчета и проектирования водоподготовительных установок (ВПУ), выбора реагентов и оборудования.
• Нормативная: ознакомление с действующими СНиП, ГОСТ, СанПиН, ПНАЭ (для АЭС) и отраслевыми стандартами (РД, ТИ).
• Лабораторная: освоение методов аналитического контроля качества воды (потенциометрия, титрование, фотометрия, хроматография).

Типовая структура методического пособия

Современные издания (например, пособия НИИ ВОДГЕО 2015 г., учебные пособия Политеха, УрФУ, ТПУ, издания «ПОЛИТЕХ-ПРЕСС» 2026 г.) как правило включают следующие разделы:

Теоретическая часть (Лекционный материал)

1. Физико-химические основы процессов водоподготовки.
   • Коллоидная химия: устойчивость коллоидов, коагуляция, флокуляция.
   • Теория ионного обмена: термодинамика, кинетика, селективность ионоитов.
   • Мембранные процессы: обратный осмос, нанофильтрация, ультrafильтрация, электродиализ.
   • Физико-химические методы: адсорбция (уголь), окисление (озон, хлор, пероксиды), каталитические процессы.
2. Основные стадии водоподготовки.
   • Механическая очистка: отстаивание, фильтрация (быстрые, медленные, мультимедиа), микрофильтрация.
   • Реагентная очистка (предварительная): коагуляция/флокуляция (сульфат алюминия, хлорид железа, полимерные флокулянты), отстаивание в реакторах/отстаивателях.
   • Мягчение: известковое (нагнетание CO2, известковое молочко), натрий-катионное (катиониты Na-формы), комбинированные схемы.
   • Удаление газов: термическая деаэрация (колонны, головки), химическая (гидразин, карбазид, сульфит натрия), мембранная дегазация.
   • Глубокая очистка (полировка): смешанные фильтры (катион + анión), электродиализ, обратный осмос, электроочистка (EDI).
3. Водно-химические режимы (ВХР) тепловых схем.
   • Режимы питания паровых и водяных котлов (ПТЭЭП, РД 34.020.401-89, ГОСТ Р 56777-2016).
   • Контроль коррозии и отложообразования: пассивация поверхностей, аммиачно-гидразидный, вольфрамидный, карбазидный режимы.
   • Конденсатная очистка: фильтры глубокой очистки, ионообменные колонны-полировщики.
4. Специфические виды водоподготовки.
   • Для АЭС (высшие требования к чистоте, радиохимическая безопасность).
   • Для пищевой промышленности (пиво, безалкогольные напитки — ТИ 10-5031536-73-10).
   • Очистка сточных вод и рециркуляционного водоснабжения (НИИ ВОДГЕО рекомендации по поверхностному стоку).

Практическая часть (Лабораторный практикум)

Содержит подробные инструкции к лабораторным работам. Примерный перечень (основан на фрагментах из интернета):

Методические рекомендации по расчету и проектированию

• Гидравлический расчет: определение диаметров колонн, фильтров, высоты слоев нагрузки (фильтрующая скорость, линейная скорость регенерации/промывки).
• Материальный баланс: расчет расходов реагентов (коагулянты, кислоты/щелочи для регенерации, соль для натрий-цикла, ингибиторы коррозии).
• Подбор оборудования: каталоги производителей (пульсационные/мембранные дозаторы, клапаны управления циклами, корпуса фильтров/ионоитообменников из стеклопластика/стали с антикоррозийным покрытием).
• Автоматизация: схемы ПИД-регулирования дозирования, контроллеры по проводимости/pH/редокс-потенциалу, диспетчеризация (SCADA).

Нормативная база, отраженная в пособии

Качественное пособие обязательно ссылается на актуальные документы:

• СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Внешние сети и сооружения» (требования к распределению реагентов).
• ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электростанций электросетей).
• РД 34.020.401-89 «Нормы качества воды и пара для паровых котлов…»
• ГОСТ Р 56777-2016 «Вода питания паровых котлов…»
• СанПиН -21 / 2.-01 (воду питьевую/бытовую).
• ПНАЭ Г-7-002-86 / ПНАЭ Г-1-011-97 (для АЭС).
• Отраслевые ТИ (Технологические инструкции), РД (Руководящие документы), РМГ (Руководства по эксплуатации, напр. СКН-10 для нефтесбора — смежная область).

Современные тренды, освещаемые в новых изданиях (2020–2026 гг.)

Актуальные пособия (например, издания СПб «ПОЛИТЕХ-ПРЕСС» 2026 г., пособия УрФУ, Современного технического института) делают акцент на:

• Мембранных технологиях: гибридные схемы УФ/ОО, снижение энергопотребления за счет новых мембран низкого давления.
• Реагентно-бесплатных методах: электродиализ, электроочистка (EDI), каталитическое окисление, УФ-облучение.
• Цикличности и ЗУВ (Защита окружающей среды): рециркуляция промывных вод, регенерация ионоитов с минимальным выбросом солей, утилизация осадков.
• Цифровой двойник ВПУ: моделирование процессов в ПО (Aspen Plus, ChemCAD, специализированные модули 1С/SCADA) для оптимизации режимов.
• Новые сорбенты и ионоиты: селективные смолы (для удаления бора, лития, перехроматов), нанокомпозиты.

Форма контроля знаний

Пособие регламентирует формы промежуточной и итоговой аттестации:

1. Защита отчетов по лабораторным работам (устный опрос по теории метода).
2. Зачет по расчетно-графическим работам (РГР) / Курсовому проекту.
3. Тестирование (банк тестовых вопросов по каждому разделу).
4. Экзамен (билет: теоретический вопрос + практическая задача/расчет).

Список литературы (примерный состав)

В пособии приводится раздельный список:

• Основная литература: фундаментальные труды (Перегудов Ф.И., системный анализ, классические учебники по химии воды: Карелин В.А., Габибов М.А., Николаева и др.);
• Нормативные документы: актуальные редакции ГОСТ, СНиП, ПТЭЭП, СанПиН.
• Дополнительная литература: монографии по мембранным технологиям, каталоги производителей оборудования (Lenntech, Dow, Purolite, Lewatit, российские заводы: «Полимер», «Экофлис», «Аквафор» и др.).
• Электронные ресурсы: доступы к нормативно-правовым системам (КонсультантПлюс, Гарант), сайты профильных журналов («Водоснабжение и санитарная техника», «Теплоэнергетика»), базы данных патентов.

Методическое пособие по водоподготовке является динамическим документом, требующим регулярного обновления в связи с ужесточением экологических норм, внедрением лучших доступных технологий (ЛДТ/БАТ) и развитием материаловедения. Грамотно составленное пособие обеспечивает преемственность поколений инженеров-водоочистиков, позволяя решать задачи от проектирования ВПУ для ТЭС и АЭС до организации водоснабжения пищевых производств и очистки сточных вод селитебных территорий (согласно рекомендациям НИИ ВОДГЕО).

Примечание: Данная статья представляет обобщенную структуру типового методического пособия на основе открытых библиографических описаний (НИИ ВОДГЕО, ТПУ, УрФУ, СПбПУ, Современный технический институт) и действующих образовательных стандартов. Для работы с конкретным документом необходимо обратиться к полному тексту конкретного издания (PDF).