Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 8(28)

Рубрика журнала: Химия

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4

Библиографическое описание:
ОЧИСТКА ДРЕНАЖНЫХ ВОД КАРЬЕРА // Студенческий: электрон. научн. журн. Балашова Е.О. [и др.]. 2018. № 8(28). URL: https://sibac.info/journal/student/28/104580 (дата обращения: 28.02.2024).

ОЧИСТКА ДРЕНАЖНЫХ ВОД КАРЬЕРА

Балашова Екатерина Олеговна

студент, кафедра акушерства и гинекологии, Белорусский государственный медицинский университет,

Беларусь, г. Минск

Чмыхунова Валерия Владимировна

студент, БГМУ,

Беларусь, г. Минск

Алиновская Яна Александровна

студент, БГМУ,

Беларусь, г. Минск

Афанасьева Татьяна Сергеевна

студент, БГМУ,

Беларусь, г. Минск

К карьерным (дренажным) водам относятся ливневые, талые и поверхностные воды, попадающие непосредственно в выработанное пространство карьера, а также подземные воды, поступающие в подземную дренажную систему или на откосы и дно карьера.

Дренажные воды от водопонижения карьера имеют очень высокую мутность и при сбросе их в реку, многократно увеличивается мутность реки, что является угрозой для жизни рыб.

Цель исследования: Разработать технологию очистки дренажных вод . На основе выполненных исследований разработать рекомендации по проектированию очистных сооружений дренажных вод .

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:

1. Исследовать физико-химические свойства дренажных вод карьера.

2. Определить направления исследований по очистке дренажных вод.

3. Выбрать оптимальную технологию очистки дренажных вод

В исходной и отстоянной дренажной воде на выходе из водоема-усреднителя, а также в очищенной воде определяли следующие показатели: концентрацию взвешенных веществ, прозрачность, сухой остаток, прокаленный остаток, водородный показатель (pH), концентрации железа общего, сульфат-ионов, хлорид-ионов [1,2,3]. По результатам исследований установлены

Таблица 1.

Состав и свойства дренажной воды.

Наименование определяемого показателя

Единица

измерения

Значение определяемого показателя на выходе из напорного трубопровода дренажного насоса

Значение определяемого показателя на выходе из водоема  усреднителя

Нормативное значение показателя дренажной воды для сброса в р.Рита

Взвешенные вещества

мг/дм3

1280

650

10

Прозрачность по шрифту

См

0,5

1

не менее 30

Показатель конц. ионов

водорода (pH)

ед.

7,5

7,5

6,5…8,5

Сульфаты

мг/дм3

40

39

100

Хлориды

мг/дм3

19

19

300

ХПК

Мг* О2

70

60

не нормируется

 

Первоначальная очистка карьерных вод от механических примесей происходит, как правило, в главном водосборнике карьера, а окончательная (до предельно допустимых величин) — в пруде-отстойнике на поверхности. Химически и бактериологически загрязнённые карьерные воды подлежат биологической очистке их перед сбросом в поверхностные водотоки. После очистки часть карьерных вод используется для технического водоснабжения — пылеподавления, обогащения полезных ископаемых, орошения земель, тушения пожаров и т.д. [2].

Очистку карьерных вод производят механическими и физико-химическими методами. К механическим методам относятся отделение крупнозернистых загрязнений на решётках, отстаивание и фильтрование. К реагентным методам относят: коагулирование, нейтрализацию кислот и щелочей, перевод ионов в малорастворимое состояние и т.п.

Сорбционные методы заключаются в выделении органических и неорганических загрязнений на природных или синтетических сорбентах, а также в использовании ион-селективных материалов.

Для получения нормируемой остаточной концентрации взвешенных веществ 10 мг/л, использовали следующие методы очистки: безкоагулянтные методы озонирования с применением кислот (H2SO4, HCl) и солей (CaCl2), коагулирование с помощью сульфата алюминия (Al2(SO4)3·18H2O), сульфата железа (III) (Fe2(SO4)3·9H2O), применение неионогенного флокулянта - полиакриламид (ПАА).

Исследовали влияние различных доз озона (40 мг/л и 60 мг/л) на остаточную концентрацию взвешенных веществ. Установлено, что озон оказывает эффективное дестабилизирующее действие на устойчивость коллоидной системы дренажной воды.

Было изучено воздействие серной и соляной кислот (60 мг/л H2SO4 + 130 мг/л HCl) в сравнении с хлоридом кальция (CaCl2). Эффективность очистки  при обработке кислотами значительно выше, чем при обработке CaCl2. Но в обоих случаях достичь остаточной концентрации взвешенных веществ не удалось. Кроме этого, количество сульфат и хлорид-ионов превышало ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения.

На следующем этапе исследовали эффективность применения озона в сочетании с обработкой кислотами.  Использовали серную  кислоту в сочетании с соляной кислотой в дозах 60 мг/л H2SO4 и 130 мг/л HCl, дозы озона составляли 20, 40 и 60 мг/л. Полученные результаты показывают что с увеличением дозы озона эффект осветления увеличивается, но требуемая степень очистки не достигалась.

Следующим этапом исследования были проведены исследования с использованием коагулянтов и флокулянтов. В качестве коагулянта в данной технологии на первом этапе был применен сульфат алюминия (Al2(SO4)3·18H2O) в дозах 25, 50, 75, 100 мг/л. Было отмечено, что с увеличением дозы сульфата алюминия эффективность очистки увеличивалась. Однако остаточная концентрация взвешенных веществ в очищенной воде (10 мг/л) не достигалась.

Для интенсификации процесса осветления дренажной воды после обработки коагулянтом добавлялся неионогенный флокулянт — полиакриламид (ПАА). Было исследовано влияние обработки дренажной воды сульфатом алюминия дозами 50 и 100 мг/л при дозах 1 и 2 мг/л ПАА. При дозе сульфата алюминия 100 мг/л и дозе флокулянта 1 мг/л требуемая степень очистки достигалась за время отстаивания 75 мин., а при дозе флокулянта 2 мг/л — около 40 мин. (рисунок 2).

 

АБ

Рисунок 1.  Эффективность коагулянта при дозе ПАА 1 мг/л (А) и 2 мг/л (Б)

 

В качестве коагулянта в этой технологии так же применяли сульфат сульфат железа (III) (Fe2(SO4)3•9H2O) в дозах 50 и 100 мг/л  с добавлением флокулянта 1 и 2 мг/л.. Ни в одном из вариантов достичь требуемой степени очистки не удалось. С целью выявления дозы сульфата железа (III), позволяющей достичь требуемой степени очистки, мы использовали более высокие концентрации (до 200 мг/л) сульфата железа (III) с добавлением полиакриламида (2 мг/л). Требуемый уровень очистки дренажных вод был достигнут при дозе сульфата железа (III) 125 мг/л. Однако остаточная концентрации сульфат-ионов в очищенной воде в данном случае превышала ПДК (100 мг/л) для водоемов рыбохозяйственного назначения

Выводы:

1. В результате очистке дренажных вод по безкоагулянтной технологии достичь требуемой остаточной концентрации взвешенных веществ  не удалось.

2. Установили, что технология очистки, основанная на применении сульфата алюминия по сравнению с использованием коагулянта сульфата железа (III) является более предпочтительной

3. При сравнении эффективности исследованных методов очистки  установлено, что наиболее полно поставленная задача (остаточная концентрация взвешенных веществ 10 мг/л) решается при применении метода коагулирования сульфатом алюминия с использованием неионогенного флокулянта ПАА с последующим отстаиванием.

 

Список литературы:

  1. Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь. Реестр методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении измерений в области охраны окружающей среды. В трех частях Ч. 2 Книга 1. – Мн.: «Бел НИЦ «Экология». 2009.
  2. Строкач, П.П. Практикум по технологии очистки природных вод / П.П. Строкач, Л.А. Кульский. – Мн.: «Высшая школа». – 1980.
  3. Анализ существующих и поиск перспективных фильтрующих материалов для очистки шахтных вод. Чучелок А.С., Беляева Е.Л.: материалы ежегодной научно-практической конференции «Дни науки – 2005», Днепропетровск.
  4. Кожинов, В.Ф. Озонирование воды / В.Ф. Кожинов, И.В. Кожинов. – М.: Стройиздат, 1974. – 159 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.