Повышение эффективности обезжелезивания шахтных вод Восточного Донбасса

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070

Подобный расчет выполнен так же для алюминия, основные результаты: класс опасности в атмосферном воздухе-2; информационное обеспечение-0,5; относительный параметр опасности-2,5714; Wi=1245.

Анализ результатов исследования шламов показывает, что основными тяжелыми металлами загрязняющими ОПС является железо и алюминий. Класс опасности этих металлов для водной среды равен 4, а в атмосферном воздухе класс опасности железа 3, алюминия 2. В связи с этим определение класса опасности компонентов шлама расчетным методом является правомерным, т.к. только для 5 класса необходимо проведение экспериментальных исследований по их воздействию на биологические объекты.

Таким образом подсушивание и складирование шламов образующихся после очистки шахтных вод на площадках является допустимым, т.к. класс опасности железа и алюминия равен 4. При этом необходимо предусмотреть мероприятия для устранения пыления и загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами, т.к. класс опасности железа и алюминия составляет соответственно 3 и 2. Список использованной литературы:

1. Попова С.С. Экологические аспекты переработки и утилизации гальваношламов / С.С.Попова, Л.Н.Ольшанская, В.А.Настин // Экологические проблемы промышленных городов / Под. ред. Т.И. Губиной.-Саратов:СГТУ,2003.-С. 148-150.

2. Ольшанская Л.Н. Утилизация гальванических шламов предприятий Саратовского региона в товары народного потребления / Е.Н. Лазарева, В.В. Егоров // Вестник Казанского технологического университета, 2012.-№3.-С. 41-47.

3. Суржко О.А. Оценка технологии утилизации гальваношламов по критериям наилучших доступных технологий / О.А.Суржко, К.О.Оковитая, С.В.Золотарёв // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, 2015.-№07.-С. 180-181.

© Суржко О.А., Оковитая К.О, Барышников А.В., 2016

УДК 628.16

Суржко О.А. профессор, д.т.н.

Оковитая К.О,студентка 4 курса Южно - Российского государственного политехнического университета (НИИ) Барышников А.В., преподаватель ДГТУ, Ростов-на-Дону

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ШАХТНЫХ ВОД ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

Аннотация

В статье предложен и обоснован вариант совершенствования технологической схемы очистки шахтных вод Восточного Донбасса. Предлагается включить в существующую технологическую схему очистки вод от железа камеру аэрации и обеспечить усиленную аэрацию в четырехсекционном отстойнике.

Ключевые слова Шахтные воды, обезжелезивание, эффективность.

В связи с закрытием шахт "Южная", "Нежданная", им. Красина, "Майская" произошло их затопление подземными водами. Ири постоянном подпоре воды возникла опасность загрязнения грунтовых вод, в том числе родников природного заповедника "Белая горка" и подтопления территории поселка Пушкин.

Для предотвращения этих последствий, в балке Атюхта были построены очистные сооружения

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

шахтных вод. В ходе эксплуатации сооружений появилась необходимость в их реконструкции, т.к. качество очищенной воды не удовлетворяет требованиям сброса и возникли экономические проблемы с обезвоживанием образующегося осадка.

Целью работы является совершенствование технологии очистки шахтных вод для обеспечения нормативов сброса в поверхностные водные объекты с минимизацией затрат на внедрение.

Основным загрязнителем является общее железо и закисное железо (II). Были проанализированы основные методы обезжелезивания: при помощи аэрации; аэрация с добавлением сильных окислителей; с осаждением коллоидного железа; при помощи каталитического окисления с последующей фильтрацией; ионно-обменным и мембранными методами; биологическим обезжелезиванием.

Наиболее близкие технологические решения по очистке шахтных вод от железа представлены в фундаментальных трудах [1-3].

Экономически целесообразным и менее энергозатратным методом реконструкции очистных сооружений является способ аэрации, но с обоснованием интенсивности и дисперсности подаваемого воздуха.

Существующая технологическая схема включает: площадку погружных насосов и приемный резервуар, камеру аэрации, четырёхсекционный отстойник, каскад мелководных прудов с водной растительностью, выпуск очищенной воды в р.Атюхта.

С помощью погружных насосов с глубины 20-22 м на очистные сооружения подается шахтная вода с постоянным расчетным расходом 600 м3/час. Экспериментально по ПНДФ 14.1:2:3:4.121-97(изд. 2004) был определен состав шахтных вод, результаты исследования приведены в таблице.

Технологическая схема обеспечивающая нормативные показатели сброса представлены на рисунке.

Приёмная камера

Камера аэрации

Четырёхсекционный отстойник

Воздухо дувка

Вода на пруды доочистки М-

Сброс в реку Атюхта Рисунок - Технологическая схема очистки шахтных вод

Для увеличения эффективности очистки воды и улучшения показателей качества воды сбрасываемой в водный объект, предлагается произвести реконструкцию очистных сооружений и добавить сооружения, где будет использоваться усиленная аэрация шахтной воды атмосферным воздухом. Посредством окисления кислородом воздуха растворенного в шахтной воде железа (II), до железа (III) и тем самым образования нерастворимого соединения железа Ре20э, увеличивается эффективность очистки шахтной воды.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

Для наиболее эффективного применения этого метода, проектируется камера аэрации, которая будет находиться перед электролизёром, а также аэрация будет производиться в четырёхсекционном отстойнике, каждая секция которого при помощи перфорированных труб будет разделена на восемь зон: четыре зоны аэрации и четыре зоны седиментации, что позволяет наиболее эффективно вывести из воды загрязняющие вещества и наиболее полно осадить взвешенные вещества.

Из приёмной камеры вода самотёком переливается в камеру аэрации. Это железобетонный резервуар, с размещённой в нём системой перфорированных труб, по которым осуществляется подача воздуха из воздуходувки.

В камере аэрации происходит первая стадия насыщения шахтной воды воздухом, для интенсификации процесса окисления железа (II) в железо (III), с последующей агрегацией нерастворимых частиц.

Таблица

Результаты исследования состава шахтных вод

№ п/п Исследуемый показатель Результат исследования воды Случайные систематическ ие промахи

Исходная После существующей схемы очистки После рекомендуемой схемы очистки

1 Реакция рН, ед. рН 6,62 7,38 7,38 1,48

2 Взвешенные в-ва, мг/дм3 40,0 15,0 6,0 1,8

3 Сухой остаток, мг/дм3 6154,0 6000,0 5942,0 297,1

4 Хлориды, мг/дм3 406,0 402,4 402,4 36,2

5 Сульфаты, мг/дм3 3030,8 3006,3 2946,7 471,5

6 Ион-аммония по азоту, мг/дм3 0,83 0,75 0,50 0,18

7 Нитрит-ион по азоту, мг/дм3 0,008 0,018 0,018 0,003

8 Нитрат-ион по азоту, мг/дм3 0,28 0,48 0,48 0,14

9 Фосфат-ион (по Р), мг/дм3 <0,02 0,03 0,03 0,00

10 Жестокость общ. ммоль/дм3 43,2 39,2 35,2 3,2

11 Кальций, мг/дм3 320,6 320,6 320,6 35,3

12 Гидрокарбонаты, мг/дм3 866,5 782,4 732,2 80,5

13 Железо общее, мг/дм3 39,00 12,0 0,41 0,12

14 Железо закисное, мг/дм3 19,80 5,0 <0,05

15 Нефтепродукты, мг/дм3 0,25 0,07 0,07 0,03

Основными параметрами расчёта камеры аэрации является определение её габаритных размеров, которые зависят от времени пребывания в ней воды.

Рекомендуемое время пребывания воды в камере аэрации 20 -25 минут. Принимаем камеру аэрации размерами 6x12x3 м. Интенсивность аэрации берется с учётом насыщения воды кислородом превышающее стехиометрические показатели, максимальное содержание растворенного кислорода в воде при нормальных условиях составляет 8 мг/л.

В результате проведенных исследований установлено, что максимальное использование кислорода (7,5%) для окисления железа (II) достигается при среднепузырчатой аэрации, когда диаметр отверстий в воздуховодах составляет 2,5 мм. Для обеспечения подачи воздуха в распределительную систему

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

четырехсекционного отстойника необходим расход воздуходувок 55 м3/мин, который может быть обеспечен двумя турбокомпрессорами (один резервный) ТВ-42-1,4 с давлением 1,4 атм, с расходом 60 м3/мин. Скорость вылета струи воздуха из перфорированных лучей должна находиться в пределах 25-30 м/сек. Наибольший расход воздуха идет на 1 и 2 завесы, далее расход снижается, как и содержание закисного железа в обрабатываемой воде.

Анализ результатов исследования приведенных в таблице показывает, что эффективность очистки основных загрязнителей по существующей схеме составляет (%):

- по железу (II) -69,4;

- по железу общему - 60,5;

- по взвешенным веществам - 62,5.

В результате внедрения предлагаемой схемы очистки шахтных вод достигается эффект очистки составляет (%):

- эффект очистки по железу (II) - 99,7;

- по железу общему - 98,9;

- по взвешенным веществам - 85,1.

Сравнение вышеприведенных показателей очистки шахтных вод по лимитирующим загрязняющим веществам показывает, что в среднем эффективность увеличивается на 30%, что позволяет получить воду удовлетворяющую требованиям сброса.

Таким образом внедрение избыточной среднепузырчатой аэрации в четырёхсекционном отстойнике разделенном на зоны аэрации и седиментации, позволит получить качество очищенной воды удовлетворяющей требованиям сброса в р. Атюхта. Список использованной литературы

1. Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод угольной промышленности / В.А. Горшков// Недра. 1981.-С.169.

2. Монгайт И.А. Очистка шахтных вод/ И.А. Монгайт, К.Д. Текиниди, Г.И. Николадзе// Недра.-1978.-С.173.

3. Артисова Н.А. Обезжелезивание шахтных вод генератором холодной плазмы/ Н.А.Артисова, Н.А. Беркутов, М.И. Пискарев// Современные проблемы науки и образования. -2011.№5.-С. 1-6.

© Суржко О.А., Оковитая К.О,Барышников А.В., 2016

УДК 621.391

О.А. Харитонова

асс. кафедры «Информационные технологии» Астраханский государственный университет г.Астрахань, Российская Федерация А.А. Олейников магистрант 1 курса направления «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Астраханский государственный технический университет г. Астрахань, Российская Федерация

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ КАК ОДНА ИЗ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ

Аннотация

Пользователь сети рассмотрен как один из основных составляющих мультисервисной сети. Выделены основные группы пользователей.