Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності




НазваниеВнз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності
страница5/14
Дата13.11.2012
Размер2.08 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЧИСТКИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКОВ ОТ ОСАДКА


Самарина А.В., Огородник Е.Л., Матлак Е.С.


В угольной промышленности для очистки откачиваемых шахтных вод от грубодисперсных взвешенных веществ все еще в большом количестве применяется горизонтальные отстойники производительностью до 20000 м3/сут. Они представляют собой прямоугольные резервуары, разделенные на секции (чаще применяются двух – и трехсекционные отстойники ).

Одним из трудоемких процессов при эксплуатации горизонтальных отстойников являются чистке секций от осевших взвешенных частиц. Осадок по мере накопления постепенно уплотняется и образует вязкую и трудно извлекающую массу.

Периодичность чистки горизонтальных отстойников зависит от их размеров, нагрузки по осветляемой воде и концентрации механических ВЗВ. Для эффективной работы отстойника объем осадка в нем не должен превышать 1/3 полезного объема, а толщина слоя проточной воды должна быть не менее 1…1,2 м. Количество чисток составляет от 1 до 6 в год (обычно 1…2 раза в год).

Существуют различные способы и средства выгрузки осадка из отстойных сооружений (рис.1) механический, гидравлический, гидромеханический.

В настоящее время, на шахтах в основном, применяют механический и гидравлический способы чистки.

При механическом способе удаления осадка из горизонтальных отстойников могут применяться как серийно выпускаемые погрузочные и доставочные машины, так и индивидуально изготовляемые специальные машины, аппараты и приспособления. В последнем случае извлечение осадка из отстойников может производиться и без их предварительного отключения от работы и удаление воды. Но чаще всего чистка требует полного освобождения отстойника от воды, что приводит к необходимости его дублирования при непрерывном процессе осветления шахтной воды.

Гидравлический способ чистки отстойников от осадка отличается простотой и не требует применения каких-либо механизмов и устройств, кроме вспомогательных. При гидравлическом способе удаления осадка используется гидростатический напор воды, находящейся в отстойнике, и сифонные устройства. Величина гидростатического напора и вакуума в сифонном устройстве зависят от разницы отметок между точкой забора и местом выгрузки осадка.

По нашему мнению, наиболее целесообразен гидромеханический способ чистки отстойников с помощью стационарной или передвижной установки. Она состоит из рабочего органа гидромеханического типа, а также включает в себя фланцевый электродвигатель, пульпопровод, дистанционный приводной вал и шнекотурбинный насос, которые при помощи подъемного механизма способны вертикально перемещаться в направляющих копра и горизонтально с помощью электропривода с червячным редуктором и втулочно-роликовой цепи по мостовой раме.




Рисунок 1 – Способы удаления осадка из горизонтальных отстойников


Основные узлы стационарной установки (исполнительный орган с дистанционным приводным валом, который вращается электродвигателем мощностью 6...8 кВт, регулирующее устройство-копер, нагнетательный рукав-пульпопровод и др.) монтируются на понтоне. С помощью регулирующего устройства осуществляется подъем или опускание исполнительного органа в зависимости от толщины слоя осадка. Перемещение исполнительного органа вдоль отстойника производится электрической лебедкой посредством троса, концы которого прикреплены к понтону. Извлечение осадка осуществляется по челноковой схеме полосами вдоль отстойника (постепенно смещаясь по ширине). Осадок, удаляемый исполнительным органом, транспортируется последним по нагнетательному рукаву-пульпопроводу до лотка, проложенному вдоль отстойника.

Монтаж установки и перемонтаж ее с одной секции отстойника на другую осуществляется автокраном грузоподъемностью 2,5...3 т. Автокран задалживается также на перевозку установки с очистных сооружений одной шахты на другую. Передвижные установки рекомендуется создавать также на базе серийно выпускаемых машин, имеющих гидравлическую систему управления.

ПРИЧИНИ ТА НАСЛІДКИ ЗАБРУДНЕННЯ РІКИ СІВЕРСЬКИЙ ДОНЕЦЬ (М. ЛИСИЧАНСЬК)


Крісак О.С., Макеєва Д.О.


Вода є однією з найбільш необхідних і поширених речовин. Вона необхідна для зародження і підтримання життя, оскільки бере участь у кожному процесі, що відбувається у живих організмах. Це є потужний розчинник, і живі організми використовують водні розчини для функціонування біологічних процесів.

Лише незначна частина води придатна для використання людиною. Абсолютна більшість цієї колосальної маси – це гіркувато-солона морська вода, не придатна для життя та технічного використання. Лише 2,5% води є прісною – придатною для життя. Близько 69% цієї кількості знаходиться в шапках полярного льоду і гірських льодовиках або в підземних водоносних горизонтах, занадто глибоких для того, щоб відкачувати її при сучасній технології.

За весну 2010 року автором було досліджено одинадцять балок у районі міста Лисичанська, де існували водні потоки які впадали в ріку Сіверський Донець. В результаті, з досліджуваних балок тільки в одній не було знайдено побутового сміття.

Виділяють наступні види забруднення водних потоків: фізичне, хімічне та біологічне. Фізичне забруднення води відбувається внаслідок накопичення в ній нерозчинних домішок – піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами стінок балки, потрапляння пилу, що переноситься вітром за сухої погоди, тощо. Тверді частинки знижують прозорість води, пригнічують розвиток водяних рослин, погіршують смакові якості води, іноді роблять її взагалі непридатною для споживання. Коли ця вода потрапляє у ріку маленькі часточки піску та глини забивають зябра риб та інших водних тварин.

Хімічне забруднення води відбувається внаслідок надходження у водойми з стічними водами різних шкідливих домішок неорганічної (кислоти, мінеральні солі, тощо) та органічної природи ( органічні сполуки, поверхнево – активні речовини, миючі засоби, пестициди тощо). Ці сполуки потрапляючи у ріку Сіверський Донець поглинаються фітопланктонами і передаються далі по харчових ланцюгах більш високоорганізованим організмам, що супроводжується кумулятивним ефектом, який полягає в прогресуючому збільшенні вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці харчового ланцюжка. Наприклад, в фітопланктоні вміст шкідливої сполуки буде в десять разів більшим, ніж у воді, і зоопланктоні (рачки, личинки тощо) – підвищиться ще в десятеро, в рибі, яка харчується зоопланктонами – ще в десятеро. У результаті в тканинах хижої риби (окуть, щука) концентрація отрути може в тисячі разів перевищувати її концентрацію у воді, що небезпечно для птахів, тварин та людей.

Згубно на стан ріки впливають розчиненні органічні речовини або суспензію органічного походження. Більшість цих речовин сприяє зниженню вмісту кисню у воді.

Особливе місце серед хімічних забруднень посідають синтетичні миючі засоби – детергенти. Більшість з них містять фосфор. Зростання кількості фосфатів у стічних водах спричиняє інтенсивний розвиток синьо – зелених водоростей, «цвітіння» водойм, що супроводжується різким зниженням вмісту у воді кисню, «заморами» риб, загибеллю інших водних тварин. Детергенти також надзвичайно утруднюють роботу каналізаційних споруд, уповільнюючи коагуляції під час очищення стічних вод.

Ще схили балок забруднені великою кількістю поліетилену та поліпропілену (пластикові пляшки, банки, пакети, тощо), які згубно впливають на оточуюче середовище. Час розпаду цих речей більше ніж 300 років. Це показує, що наші правнуки будуть бачити сміття, викинуте нами.

На дні стічних вод залягає велика кількість старої одежі та ганчірок. Розкладаючись, вони перетворюються в мул. Цей мул пагубно впливає на воду – забруднює її та придає різкий запах гнилі.

Біологічне забруднення водного середовища полягає у надходженні до ріки із стічними водами різних видів мікроорганізмів, росли і тварин (віруси, бактерії, черви), яких раніше тут не було. Багато з них є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Тому з вище наведеного стає явним необхідність очищення балок міста Лисичанська від негативного впливу побутових відходів.

Усі природні водойми здатні самоочищатися. Самоочищення води – це нейтралізація стічних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні, біологічні та інші природні процеси, що сприяють видаленню з водойм забруднювачів і поверненню води до її первісного стану.

Очищення стічних вод – це руйнування або видалення з них забруднювачів і зниження в них хвороботворних мікробів (стерилізація). Сьогодні застосовується два методи очищення вод: у штучних умовах ( у спеціально створених спорудах) і в природних (на полях зрошення, в біологічних ставках тощо). Забрудненні стічні води послідовно піддають механічному, хімічному й біологічному очищенню.

Механічне очищення полягає у видаленні зі стічних вод нерозчинних речовин (піску, глини, мулу), а також жирів та смол. Для цього використовуються відстійники, сита, фільтри, центрифуги тощо. Сучасні передові методи із застосування найкращих зарубіжних установок дають змогу видаляти зі стічних вод до 95% твердих нерозчинних забруднювачів.

Хімічне очищення стічних вод здійснюється після їх механічного очищення. В забруднену різними сполуками воду додають спеціальні речовини – реагенти. Ці речовини, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі речовини, які випадають в осад і видаляються.

Біологічне очищення стічних вод, як правило, – завершальний етап. Органічна речовина, що міститься у стічній воді, окислюється аеробними бактеріями до вуглекислого газу й води, а також споживається гетеротрофами – консументами (передусім найпростішими). Чим більше в очищуваній воді є гідробіонтів – гетеротрофів і чим вища їхня біологічна активність, тим інтенсивнішим відбувається процес очищення. Крім того, організми – фільтратори, поглинаючи й згодом осаджуючи різні суспензії, сприяють їх похованню на дні та освітлюють воду. Біологічне очищення здійснюється у спеціальних гідротехнічних спорудах і установках – на так званих полях зрошення, на полях фільтрації, на біофільтрах, в аеротенках. Іноді ці споруди й установки штучно заселяють спеціально дібраними або виведеними штамами бактерій і культурами найпростіших та водоростей. Комплекс організмів, які беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.

Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств узагалі не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. Їх доводиться закачувати в підземні сховища, наприклад у відпрацьовані нафтові родовища. Таким чином створюються небезпечні об’єкти, оскільки ніхто не може дати стовідсоткової гарантії, що отруйні води не потраплять колись у підземні водоносні горизонти. Іноді отруйні стічні води піддають випаровуванню у відстійниках, щоб зменшити масу та об’єм відходів, які необхідно поховати.

Таким чином стає абсолютно очевидним необхідність проведення робіт по запобіганню негативного впливу побутового сміття на ріку Сіверський Донець. Проведення робіт по утилізації побутового сміття з балок дозволить: зменшити фізичне, хімічне та біологічне забруднення ріки Сіверський Донець. А також при зменшенні розчинних органічних речовин збільшити зміст кисню у воді.


ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ШАХТНЫХ ВОД ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО И ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ


Огородник Е.Л., Самарина А.В., Матлак Е.С.


Кризисная ситуация с водой в Донбассе характеризуется такими факторами, как хроническое отставание на всех предыдущих этапах развития водного хозяйства региона темпов строительства объектов водоснабжения (водоотведения), а также возникшее к настоящему времени несоответствие эффективности работы многих очистных сооружений, построенных 30…50 лет назад, современным требованиям водоохранного законодательства Украины, которые существенно ужесточились, приблизившись к международным требованиям.

В результате указанного дисбаланса в водные объекты (прежде всего реки) Донбасса ежегодно сбрасываются сотни миллионов кубических метров неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод.

Особый вклад в этот отрицательно- антропогенный процесс вносят предприятия угольной промышленности, которые, как отмечено выше, сбрасывают в гидрографическую сеть региона шахтные воды с расходом 22 м3/с (около 900 м3/год). Реструктуризация угольной отрасли и закрытие нерентабельных шахт не приведут к существенно снижению притока шахтных вод . их необходимо откачивать, так как остановка водоотлива может привести к подтоплению территорий и другим негативным последствиям.

Помимо огромных объемов истечения, шахтные воды характеризуются высокой степенью загрязненности взвешенными веществами (ВЗВ), бактериальными примесями и минеральными солями, непостоянством их физико-химического состава. Образование и состав шахтных вод дестабилизирует экологическое равновесие гидросферы региона; нарушает динамику подземных водоносных горизонтов, истощает их, приводит к загрязнению водных ресурсов поверхностных водных ресурсов. Анализируемая региональная водная проблема усугубляется еще и тем, что в последние годы резко увеличились цены на питьевую и техническую воду. В настоящее время техническая вода отпускается предприятиям по цене ~ 0,5-0,9 грн/м3, а стоимость питьевой воды вместе с канализацией достигает 9 грн/м3. По-видимому следует ожидать дальнейшего повышения цен на техническую воду, а также стоимости питьевой воды. При потреблении одной шахты в сутки в среднем 500м3 питьевой воды предприятию приходится затрачивать в год 1,5 млн. грн.

При общем недостатке воды питьевого качества в регионе значительная часть ее после покупки предприятиями расходуется последними неэффективно, т.е. на технические цели, подпитку систем оборотного водоснабжения и др. С учетом высокой стоимости и недостаточно эффективного использования питьевой воды, плата за нее стала тяжелым финансовым бременем для большинства предприятий. Поэтому они заинтересованы не только в стабилизации цен за получаемую воду, но и, прежде всего, в их снижении. Последнее возможно только при проявлении в регионе альтернативных и дешевых источников воды. Таким источником могут стать сбрасываемые шахтные воды после перевода их в состояние, обусловленное требованиями потребителей.

Как известно, в общем виде решение проблемы промышленных сточных вод (в том числе шахтных) возможно различными путями:

  • предотвращением ее возникновения на принципах создания безотходных производств, что является приоритетным направлением будущего. Однако внедрение таких технологий требует значительных капиталовложений. Кроме того, следует иметь в виду, что создать абсолютно безотходную технологию весьма проблематично;

  • сбросом шахтных вод в водные объекты с соблюдением условия, что концентрация загрязняющих веществ в водных объектах, которая создается сточными водами, вместе с фоновой концентрацией загрязняющих веществ, не образует зон смешения с превышением предельно допустимых концентраций (ПДК). Данный путь (даже при соблюдении санитарно-гигиенических требований) является нежелательным. Это объясняется как имеющим место общим постепенным ухудшением качества вод водных объектов, так и тем, что в связи с изменением фонового состава водного источника для обеспечения соблюдения требований ПДК необходимо будет так или иначе проводить очистку сбрасываемых вод;

  • очисткой шахтных вод. В современных условиях в большинстве случаев этот путь пока неизбежен. Как правило, он реализуется в несколько этапов, что позволяет достигать необходимой степени очистки;

  • использованием очищенных шахтных вод с целью их утилизации. Данное направление необходимо рассматривать как важное природоохранное мероприятие, так как оно, во-первых, способствует предотвращению загрязнения гидросферы, а во-вторых, уменьшает истощение природных водных ресурсов.

Анализ вышеперечисленного позволяет заключить, что на современном этапе решения проблемы шахтных вод актуальным направлением смягчения (предотвращения) их отрицательного воздействия на региональную гидрографическую сеть и устранения тем самым дисбаланса в экологическом равновесии окружающей природной среды является очистка и кондиционирование шахтных вод. Важным следствием реализации такого подхода является обеспечение возможности утилизации очищенных шахтных вод.

Таким образом, при решении проблемы очистки и кондиционирования шахтных вод в целом наиболее важное значение имеет аспект ее решения в плане уменьшения общего солесодержания воды, т.е. деминерализации. Так, общая концентрация солей в их составе, в основном, изменяется от 1,3 до 1,7 кг/м3, бикарбонатная щелочность от 0,3 до 28,0 г-экв/м3, а жесткость от 2,5 до 50 г-экв/м3. Существенно изменяется также соотношение сульфата и хлорида ионов в их составе. На некоторых шахтах (преимущественно в западном регионе Донбасса) концентрация солей в шахтных водах достигает 22 кг/м3 .

Шахтные воды по показателям качества можно условно разделить на три группы:

  • воды с общей концентрацией солей до 1,5-1,8 кг/м3, жесткостью до 10-12 г-экв/м3 и щелочностью до 8-10 г-экв/м3.

  • воды с общей концентрацией солей до 3,0-3,5 кг/м3, жесткостью до 10-12 г-экв/м3 .

  • воды с общей концентрацией солей до 3,0-3,5 кг/м3, жесткостью более 12 г-экв/м3.

Шахтные воды первой группы встречаются на востоке и северо-востоке Донецкой и юге Луганской областей в окрестности городов Харцызск, Шахтерск, Торез, Снежное, Кировское, а также Красный Луч, Антрацит , Свердловск, Ровеньки и др. Физико-химические показатели вод именно этой группы позволяют, рассматривать их в качестве наиболее приемлемого источника восполнения ресурсов питьевой воды. При этом следует иметь в виду, что использовать шахтные воды в качестве источника получения питьевой воды целесообразно прежде всего из закрытых шахт, потому что лишь в окрестности последних возможно создание зоны санитарной охраны (ЗСО), особенно ее первого пояса, внутри которого не допускается какой-либо вид хозяйственной деятельности. Если же речь идет о технологическом водоснабжении, то воду можно брать с любой (в том числе действующей) шахты.

Шахтные воды второй группы являются более минерализованными и распространены повсеместно по всему Донбассу. После очистки и кондиционирования они могут использоваться для технического водоснабжения предприятий вместо воды питьевого качества.

Анализ их химического состава, а также требований к качеству воды, необходимой для использования в системах промышленного водоснабжения предприятий, показывает, что около 80% шахтных вод этой группы после их очистки (от взвешенных веществ)и кондиционирования (умягчение, стабилизационная обработка) могут быть использованы в качестве источника технического водоснабжения вместо воды питьевого качества.

Для реализации такого подхода не требуется большие капитальные затраты, строительство дорогостоящих опреснительных станций. Предполагается, что срок окупаемости разработок не превысит одного года.

Шахтные воды третьей группы, а также воды второй группы, использование которых в силу ряда причин не представляется возможным, необходимо подвергать деминерализации. В данном случае под термином деминерализация следует понимать такую степень очистки шахтных вод, при которой предотвращается загрязнение водных объектов, а также обеспечиваются требования технических потребителей. Это может достигаться путем комплексной переработки шахтных вод, а именно, во-первых, их опреснения-концентрирования в процессе деминерализации и, во-вторых, последующей переработки концентрата на утилизируемые продукты. При таком подходе имеет место завершенной цикл комплексной переработки шахтных вод.

Следовательно, при сложившихся в Украине тарифах на воду различного назначения и качества производственные затраты на комплексную переработку шахтных сбросов можно не только компенсировать (в случае реализации опресненной воды и минеральных солей как продуктов потребления), но и обеспечить прибыль.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Похожие:

Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconЗаконодавство щодо здійснення діяльності по реалізації арештованого майна 43
Міністерство освіти І науки україни донецький національний університет кафедра господарського права
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДержавний вищий навчальний заклад Донецький національний технічний університет
Спеціалізація: «Енергомеханічні комплекси гірничого та гірничо- збагачувального виробництва» (емк)
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДержавний вищий навчальний заклад «донецький національний технічний університет» в І с т І
Друкується за рішенням Вченої ради державного вищого навчального закладу
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconСписок рукописів підручників для внз, що поступили на грифування в іітзо з 05. 07. 2010 по 09. 07. 2010р
Донецький національний університет економіки І торгівлі імені Михайла Туган-Барановського
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconАртем Кравченко Донецький національний технічний університет (науковий напрям: Матеріалознавство, гірництво та металургія)
Разработка метода оптимизации технических параметров разливки стали в вертикальный кристаллизатор криволинейной слябовой мнлз
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconМіністерство освіти І науки україни донецький національний університет економіки І торгівлі імені михайла туган-барановського інститут обліку І фінансів
Донецький національний університет економіки І торгівлі імені михайла туган-барановського
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconМіністерство освіти І науки україни донецький національний університет економічний факультет кафедра маркетингу затверджено
Робочу програму ухвалено на засіданні навчально-методичної комісії економічного факультету ДонНУ, протокол №2 від «06» жовтня 2010...
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconResearch Profiles of scientists of the ntuu “kpi” who would like to cooperate with scientists of Warsaw University of Technology
Національний технічний університет України «кпі», факультет менеджменту та маркетингу, кафедра менеджменту
Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconДонецький національний університет економіки І торгівлі імені Михайла Туган-Барановського

Внз «донецький національний технічний університет» кафедра природоохоронної діяльності iconСевастопольський національний технічний університет на правах рукопису Кокодей Тетяна Олександрівна
Вступ
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница