МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Учебное пособие

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ШАХТНЫХ ВОД

Донецк - 2013

УДК 628.33 (07)

Костенко В.К., Омельченко Н. П., Бордюгов Л.Г., Коваленко Л. И., Завьялова Е. Л., Колесникова В.В. Учебное пособие "Проектирование очистных сооружений шахтных вод" по дисциплине "Повторное использование шахтных вод" для студентов направления подготовки 6.050301 "Горное дело" специализации "Комплексное использование недр" и по дисциплине "Технологии и оборудование очистки шахтных вод" для студентов направления подготовки 6.040106 "Экология, охрана окружающей среды и сбалансированное природопользование". - Донецк: ДонНТУ, 2013. - с. 67

В пособии содержатся рекомендации для выполнения курсовых и дипломных проектов по проектированию современных очистных сооружений шахтных вод для их сброса в естественную водную среду или повторного использования потребителями. Пособие предназначено помочь студентам как при составлении объяснительных записок, так и при разработке графической части проектов. Пособие может быть использовано также проектировщиками и инженерно-техническими работниками в отраслях охраны природных водных ресурсов от загрязнения шахтными водами и использования шахтных вод в качестве водных ресурсов.

Составили: Костенко В.К., д.т.н., профессор, зав. каф.

Омельченко Н. П., к.т. н., доцент

Бордюгов Л.Г., к.ю.н.

Коваленко Л. И., к.т. н., доцент

Завьялова Е. Л., к.т. н., доцент

Колесникова В.В., к.т. н., доцент

Рецензенты:

Подкопаев С.В., д.т.н., проф.

Матлак Е.С., к.т.н., доц.

Ответственный за выпуск:

д.т.н., профессор, зав. каф. "Природоохранная деятельность" Костенко В.К.

Рекомендовано Ученым советом ДонНТУ как учебное пособие для студентов экологических и горных специальностей (Протокол № 3 от 19.04.2013 г)

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….4

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ………………………….5

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД ДЛЯ СБРОСА В ПРИРОДУ…………………………………………………………... 7

   1. Усреднение притоков и качества шахтных вод ....…………………. 8

   2. Предварительное осветление шахтных вод………………………… 9

2.3. Первая ступень осветления шахтных вод……………………….…….. 9

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ ШАХТНОЙ ВОДЫ

ДЛЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ……………………………………… 22

1. Постановка задач…………………………………………………….. 22

2. Глубокое осветление шахтных вод на скорых фильтрах…………. 23

3. Реагентное умягчение шахтной воды……………………………... 30

4. Глубокое умягчение шахтной воды ………………………………..34

5. Деаэрация шахтной воды ……………………………………………35

6. Разбавление шахтной воды ………………………………………….35

4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА…………...36

4.1.Флокулянтное хозяйство………………………………………………..36

4.2. Известковое хозяйство………………………………………………….37

4.3. Содовое хозяйство……………………………………………………...39

4.4. Солевое хозяйство……………………………………………………...40

4.5. Хозяйство гипохлорита натрия………………………………………...41

4.6. Хлорное хозяйство……………………………………………………...43

5.ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ……………………………….…….46

6.ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОЙ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД………….……50

6.1.Предпосылки подземной очистки шахтных вод………………………50

6.2.Технологическая схема подземной очистки шахтных вод……….…..50

6.3.Подбор стандартного оборудования………………………….………..52

6.4.Проектирование волокнистого секционного фильтра…………….…..53

6.5. Проектирование гидроциклона…………………………………….…..54

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………….…..56

Приложение 1. Диаметры (условные проходы) труб ……………………….…..57

Приложение 2. Технологические схемы обработки шахтных вод ………....…..58

Приложение 3. Сравнение показателей качества шахтной воды .………….…..61

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее пособие рассчитано на студентов ДонНТУ, изучающих дисциплины «Технологии и оборудование очистки шахтных вод», «Проектирование очистных сооружений» (специализация «Экология горного дела»), «Повторное использование шахтных вод» (специализация «Комплексное и рациональное использование недр»), а также может быть использовано при разработке дипломных проектов по указанным специальностям.

Основное назначение пособия заключается в наличии рекомендаций по проектированию современных очистных сооружений шахтных вод при их сбросе в природную водную среду или повторном использовании потребителями в составе курсовых и дипломных проектов. Пособие предназначено помочь студентам, как при составлении пояснительных записок, так и при разработке графической части проектов.

Большинство расчетов в издании представлены в удобной табличной форме, расчеты сопровождаются расчетными схемами сооружений.

В предлагаемые технологические схемы заложены современные очистные сооружения, в частности, разработанные одним из авторов пособия (доцентом Омельченко Н.П.): волокнистые фильтры для осветления шахтных вод.

Пособие может быть использовано также проектировщиками и инженерно-техническими работниками в областях охраны природных водных ресурсов от загрязнения шахтными водами и использования шахтных вод в качестве водных ресурсов.

1. Исходные данные для проектирования

Оптимальным вариантом при реальном курсовом и дипломном проектировании является сбор исходных данных на практике для конкретного угледобывающего предприятия.

При этом необходимо собрать следующие данные:

- максимальный суточный приток шахтных вод,

- показатели качества шахтных вод, откачиваемых на поверхность (содержание взвешенных веществ, гранулометрический состав взвесей, концентрация нефтепродуктов, рН, ионный состав и др.),

- режим работы системы водоотлива.

Также отмечаются марки добываемого угля, разрабатываемые пласты, породы, способы добычи угля и проходки, транспортировка угля и породы, описывается система шахтного водоотлива.

Важным является также поиск не менее трех возможных потребителей очищенной шахтной воды как на самой шахте (например, пылеподавление, пожаротушение, душевые и прачечные, охлаждение компрессоров и другого оборудования, котельная), так и на соседних предприятиях (автотранспортных, ремонтно-механических, углеобогатительных и т.п.).

Исходные данные включают также требования к качеству очищенной воды, сбрасываемой в природную водную среду. Требования к качеству воды для повторного использования принимаются по соответствующим нормативам, в зависимости от потребителя.

При сборе исходных данных анализируются существующие на предприятии сооружения для очистки шахтных вод, фиксируются их размеры и количество с целью возможного использования в новой проектируемой технологии.

В качестве исходных данных могут также использоваться реальные сведения по шахтам, накопленные на кафедре природоохранной деятельности ДонНТУ.

Завершается проработка исходных данных для проектирования расчетом основных химических показателей шахтной воды по форме таблицы 1.

Рассчитывается также проектная производительность очистных сооружений в различных единицах (м³/сут, м³/час, м³/с, л/с).

Таблица 1