МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра природоохранной деятельности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине: « Технология и оборудование очистки шахтных вод»

Выполнил: ст.гр. ЭГТ-08

Киселев А.А.

Проверил: доцент каф.

Лунева О.В.

Донецк,2011

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка курсового проекта содержит 22 страницы, 5 таблиц, 4 рисунка, 1 схему, 1 чертеж, 6 источников литературы.

Объектом исследования являются шахтные воды шахты «Красноармейская — Западная»

Целью работы является проектирование технологии осветления шахтных вод шахты «Красноармейская — Западная»

.

Методы исследования: метод инженерного анализа, метод моделирования и прогнозирования.

В ходе выполнения курсового проекта исследованы шахтные воды шахты «Красноармейская — Западная» и дана им характеристика. Для шахты «Красноармейская — Западная» спроектирована технология осветления шахтных вод. Она состоит из усреднителя, открытого гидроциклона, тонкослойного отстойника, реагентного хозяйства. Произведены все необходимые расчеты для проектирования вышеперечисленного оборудования.

ШАХТНАЯ ВОДА, УСРЕДНИТЕЛЬ, ОТКРЫТЫЙ ГИДРОЦИКЛОН, ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОТСТОЙНИК, РЕАГЕНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО, ОСВЕТЛЕННАЯ ВОДА, ОСАДОК, ХЛОРНАЯ ВОДА, ОСВЕТЛЕНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Характеристика шахтных вод ……………………………………….....5

2. Принятая схема осветления шахтных вод ……………………………..7

3. Технологические расчеты очистных сооружений…………………….10

4. Описание работы сооружений:

4.1 Открытые гидроциклоны …………………………………………..23

4.2 Тонкослойные отстойники………………………………………….23

4.3 Реагентное хозяйство………………………………………………. 24

4.4 Хлораторная установка…………………………………………….. 24

Список использованной литературы …………………………………….26

1. Характеристика шахтных вод

Шахтные воды формируются за счет подземных и поверхностных вод, проникающих в горные выработки. Стекая по выработанному пространству и горным выработкам, они загрязняются бактериями, взвешенными, в том числе радиоактивными, и растворимыми химическими веществами.

Предприятия угольной промышленности откачивают большой объем шахтных вод. В гидрологическую сеть поступает около 3...10 м шахтных вод на тонну добытого угля. Качественный состав шахтных вод разнообразен и существенно изменяется по угольным бассейнам, месторождениям и районам. Их сброс в наземную гидрографическую сеть вызывает заиление, засоление и закисление водоемов и водотоков, нарушая тем самым экологическое равновесие в угольных бассейнах. Постоянный переход горных работ на более глубокие горизонты и усложнение при этом гидрогеологических условий приводят к дальнейшему увеличению объемов и загрязненности, попутно забираемых вод различными веществами, а также истощению подземных водоносных горизонтов, в том числе насыщенных чистой питьевой водой. В основном откачиваемые шахтные воды загрязняются взвешенными и растворенными минеральными веществами, бактериальными примесями минерального, органического и бактериального происхождения. Минеральные примеси - это песчаные и глинистые частицы, минеральные включения углей, инертная пыль, также содержащиеся в шахтных водах растворенные соли, щелочи и кислоты. Органические загрязнения - частицы чистого угля, минеральные масла и другие нефтепродукты, применяемые для смазки горных машин и механизмов, продукты жизнедеятельности живых организмов, разложения древесины и другие. Бактериальные вещества - различные микроорганизмы. Наличие в воде загрязнений вызывает ее помутнение, обусловливает окисляемость и цветность, придает запах и привкус, определяет минерализацию, кислотность и жесткость. В большинстве случаев шахтные воды не пригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки.

На шахте «Красноармейская — Западная» основными загрязнителями шахтных вод являются взвешенные вещества, представленные частицами угля, сланца и вмещающих пород. Они находятся в воде в виде грубодисперсных взвесей. Органические загрязнения представлены нефтепродуктами, содержание которых – 1 мг/л. Среднее содержание взвешенных веществ в шахтной воде - 350 мг/л.

Суточный приток горных вод в шахту составляет 5900 м /сут.

Состав и свойства шахтных вод, а также концентрация и степень дисперсности взвешенных веществ зависят от горно-геологических и технологических факторов. К главным из них относятся состав и свойства подземных вод, питающих горные выработки, состав и свойства вмещающих горных пород, свойство угольных пластов, средства механизации выемки угля и проходки подготовительных выработок; к вспомогательным факторам относят климат, рельеф местности, растительность и т.д.

2. Принятая схема очистки шахтных вод

Анализ качества шахтных вод шахты «Красноармейская — Западная»

и сравнение показателей с требованиями к очищенным шахтным водам для сброса в природную среду, показывают, что требуется удаление взвешенных веществ (снижение их содержания от 350 мг/л до 25 мг/л), а также снижение концентрации нефтепродуктов до 0,3 мг/л. Таким образом, требуется осветление шахтных вод, после которого перед сбросом необходимо их обеззараживание.

Поскольку 23 % взвешенных веществ представлены грубо дисперсными угольными частицами с крупностью более 1 мм, для их удаления предусматриваем открытые гидроциклоны. В этих аппаратах частицы в поле центробежных сил отбрасываются к цилиндрическим стенкам и сползают в коническую зону накопления осадка.

Тонкодисперсные частицы взвеси для удаления из шахтной воды требуют предварительного укрупнения (агрегации), поэтому предусматриваем обработку очищаемой шахтной воды флокатоном. Для приготовления раствора реагента требуемой концентрации устраиваются растворные баки с подводом воды из водопровода. Хранение флокатона в бочках производится на складе сухого хранения. Дозируется раствор в воду с помощью плунжерного насоса-дозатора. Для смешивания раствора флокулянта с обрабатываемой шахтной водой после открытого гидроциклона на трубе устраивается шайбовый смеситель.

Вода после смешивания с реагентом поступает в тонкослойный отстойник для удаления тонкодисперсных флокулированных взвесей. В вихревой камере хлопьеобразования образуются хлопья, которые осаждаются в тонкослойных каналах и сползают по полкам в зону накопления осадка. Осветленная вода собирается над тонкослойными модулями дырчатыми трубами и отводится из отстойника.

Для обеззараживания осветленной шахтной воды она обрабатывается хлорной водой. Хлор поставляется в баллонах в жидком виде (под давлением), испаряется, образующийся хлор-газ проходит через грязевик для обеспыливания и удаления влаги, и поступает в хлоратор Вечерского. В вакуумном хлораторе производится измерение расхода хлор-газа и его смешивание с водопроводной водой.

Образующиеся при осветлении шахтной воды осадки обрабатываются следующим образом. Плотный осадок, состоящий из угольных частиц, из открытого гидроциклона периодически удаляется под гидростатическим давлением путем открывания затвора в кузов самосвала и направляется на угольный склад.

Рыхлый осадок из тонкослойных отстойников удаляется периодически под гидростатическим давлением путем открывания задвижки на дырчатой трубе и направляется на обезвоживание.

Рис. 1 Принятая схема очистки шахтных вод

УСР - усреднитель;

ОГЦ – открытый гидроциклон;

ШУ – шайбовый узел;

БФ – бак флокулянта;

ТО – тонкослойный отстойник;

ХХ – хлорное хозяйство;

Суточная производительность проектируемых очистных сооружений шахтной воды равна ее притоку и составляет 5900 м /сут. Предусматриваем равномерную работу очистных сооружений в течение суток, поэтому часовая производительность проектируемых очистных сооружений составит . Секундный расход очищаемых стоков или 100 л/с.

Поскольку режим работы шахтного водоотлива неравномерный, для равномерной работы очистных сооружений предусматриваем в начале схемы усреднители, из которых вода на очистку подается насосами в равномерном режиме. В усреднителе не должны выпадать крупные взвеси (во избежание их заиливания), поэтому часть откачиваемой воды направляется на взмучивание осадков. Для взмучивания по длине усреднителей на дне укладываются дырчатые трубы, в которые подводится вода от насосов.

В качестве усреднителей используем секции имеющегося на шахте шахтного отстойника с размерами: длина - 30м, ширина – 4,5м, глубина - 5м.