Предотвращение вредного воздействия шахтных и карьерных вод на состояние водоемов Донбасса

Рефераты по экологии » Предотвращение вредного воздействия шахтных и карьерных вод на состояние водоемов Донбасса

В.В.Гапченко Макеевский металлургический техникум г. Макеевка Донецкой области


Развитие промышленного и сельскохозяйственного производства приводит к непрерывному увеличению потребления воды а также к деградации качества воды в природных водоемах вследствие непрерывно увеличивающейся концентрации различных загрязнителей и прежде всего концентрации солей.

Это особенно отчетливо проявляется в промышленно развитых регионах где воздействие значительных объемов промышленных сточных вод усугубляется сбросом в водные источники минерализованных шахтных и карьерных вод.

И именно Донецкая область занимает первое место в Украине по сбросу сточных вод их объём составил 30 6% от сброса всех загрязнённых вод Украины (диаграмма 1) [1].


Сброс загрязненных сточных вод в водные объекты Украины (%) по областям Украины

Диаграмма 1

В настоящее время в Украине шахтные и карьерные воды угольной промышленности железорудных предприятий а также карьеров по добыче нерудных материалов следует отнести к основным источникам засолонения природных водоемов. Так горнодобывающими предприятиями угольной промышленности сбрасывается в гидрологическую сеть более 700 млн. м3/год минерализованных вод железорудными предприятиями - около 150 млн. м3/год [2]

С карьерными и шахтными водами в природные водоемы являющиеся источниками водоснабжения сбрасывается около 5 млн. тонн в год солей. Это существенно влияет на показатели качества воды в водных источниках и отражается на экологическом состоянии водоемов величине затрат потребителей на водоподготовку и состояние здоровья населения.

Основная масса карьерных и шахтных вод предприятий угольной и нерудной отраслей промышленности сбрасывается через малые реки Донецкой и Луганской областей Северский Донец Кальмиус и Миус в Азовское море (общий объем сбрасываемых вод - 650-700 млн. м3/год солей – 2 млн. тонн в год) [2]

Донецкая и Луганская области относятся к числу маловодных регионов. Основным источником хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения региона является канал Северский Донец – Донбасс. Используются также питьевые и технические водохранилища подземные воды речной сток. Качество воды из местных источников как правило не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям к питьевой воде в ряде районов предприятия и население испытывают острый дефицит воды.

В последние годы в регионе существенно увеличены отпускные цены на воду. При общем недостатке питьевой воды значительная часть ее расходуется на технические цели для подпитки систем водоснабжения промышленных и коммунальных предприятий. В связи с недостаточно эффективным использованием воды и выросшей в последнее время на порядок ее стоимостью плата за воду сиала тяжелым бременем для многих предприятий.

В то же время при современном уровне развития технологии водоподготовки вода для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения может быть получена путем очистки и кондиционирования шахтных и карьерных вод при уровне эксплуатационных расходов меньшем действующих цен на воду.

Проблема получения питьевой и технической воды в регионе может быть решена за счет очистки кондиционирования и использования шахтных и карьерных вод. Одновременно с этим будет в определенной степени решаться и экологическая проблема т.к. при очистке и кондиционировании воды предотвращается сброс в водоемы взвешенных эфирорастворимых веществ солей и других загрязнителей.

Однако наиболее кардинальным способом предотвращения вредного воздействия шахтных и карьерных вод на состояние водоемов является комплексная переработка этих стоков с получением высококачественной воды и солей в виде утилизируемых продуктов.

Процесс комплексной переработки минерализованных вод может быть представлен в виде единой структурной схемы (рис.1) основными стадиями которой являются подготовка исходной воды перед концентрированием концентрирование-опреснение корректировка состава концентрата разделение кондиционирование обессоленной воды перед использованием кондиционирование солепродуктов полученных на стадии разделения.

Вид операций входящих в состав стадии подготовки исходной воды перед опреснением-концентрированием определяется химическим составом минерализованной воды способом опреснения-концентрирования и другими факторами. В общем случае в состав стадии могут входить очистка от взвешенных веществ и нефтепродуктов умягчение и стабилизационная обработка деаэрация нагрев и другие операции [3]

Задача стадии опреснения-концентрирования состоит в получении опресненной воды и раствора с концентрацией солей возможно более близкой к равновесной при использовании методов обеспечивающих минимальные затраты. Эта стадия является наиболее энерго- и материалоемкой на ней получается до 95-98% обессоленной воды.



Рисунок 1 Структурная схема установки переработки минерализованных вод


На стадии корректировки состава концентрата предусматривается удаление примесей до концентраций обеспечивающих получение солепродуктов необходимого качества. Для очистки концентрированных растворов в основном применяются реагентные методы.

Состав операций входящих в стадию разделения определяется взаимной растворимостью солей в водно-солевой системе. В общем случае эта стадия может включать упаривание или охлаждение с кристаллизацией сгущение и отделение кристаллов их отмывку и другие операции.

Для кондиционирования опресненной воды может применяться оборудование для более глубокого обессоливания (умягчения) очистки от примесей улучшение органолептических показателей.

В состав обработки полученных солепродуктов включается обезвоживание сортировка упаковка и другие операции обеспечивающие требования конкретных потребителей.

Как упоминалось выше наиболее значительные энергетические и материальные затраты при комплексной переработке минерализованных вод свойственны процессам обессоливания воды.

В настоящее время известен ряд методов частичного или полного обессоливания воды. К ним относятся химические (методы осаждения) физико-химические (ионный обмен электродиализ обратный осмос экстракция) и термические (вымораживание кристаллогидратный метод дистилляция сушка). Перечисленные методы характеризуются различными возможностями технико-экономическими показателями а также разной степенью разработанности и использования в промышленности [4]

При выборе метода обессоливания в технологии комплексной переработки минерализованных вод должно предусматриваться решение основной задачи – разделение раствора на опресненную воду и соли в виде утилизируемых продуктов при минимальном количестве отходов. При этом технические решения должны обеспечивать надежную работу оборудования при минимальных капитальных затратах. Наиболее широкое применение методы обессоливания получили при опреснении соленых вод и в водоподготовке. Использование традиционных методов опреснения для комплексной переработки природных и сточных вод не всегда возможно или экономически оправдано.

Методы осаждения чаще всего применяются с целью удаления отдельных ионов в виде осадка труднорастворимых соединений. Они используются в основном для удаления катионов кальция и магния а также сульфат-ионов при обескремнивании декарбонизации и в других процессах. Для этого используются известь сода фосфаты гидроксид натрия соли бария кислоты и другие реагенты. Применение методов осаждения для обессоливания и комплексной переработки возможно в сочетании с другими методами.


ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ


Земля тривоги нашої. За матеріалами доповіді про стан навколишнього природного середовища в Донецькій області в 2002 році/ під ред. С.Куруленка / . – Донецьк: Новый мир 2002. -107 с.:іл.

Шахтные и карьерные воды. Кондиционирование использование обессоливание и комплексная переработка / Ю.Н.Резников В.Г.Львов В.В.Кульченко. – Донецк: Каштан 2003. – 242 с.

Новые методы опреснения воды / Л.А.Кульский А.С.Чепцов Т.В.Князькова и др. – Киев: Наукова думка 1974. – 189 с.