CC BY
56
УДК 622.841(571.17) © В.И. Ефимов, Р.Р. Минибаев, Т.В. Корчагина, С.А. Свинаренко, 2017
К вопросу снижения
техногенного воздействия предприятий угольной промышленности на водные ресурсы
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-6-62-64
— .
ЕФИМОВ Виктор Иванович
Доктор техн. наук, профессор НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: v.efimov@sds-ugol.ru
МИНИБАЕВ Руслан Рашидович
Директор ООО «Сибирский Институт Горного Дела», 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: r.minibaev@sds-ugol.ru
КОРЧАГИНА Татьяна Викторовна
Канд. техн. наук, заместитель директора ООО «Сибирский Институт Горного Дела», 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: t.korchagina@sds-ugol.ru
СВИНАРЕНКО Сергей Александрович
Главный специалист отдела промышленного строительства ООО «Сибирский Институт Горного Дела», 653066, г. Кемерово, Россия, e-mail: svinarenko@sigd42.ru
В качестве решения актуальной в современных условиях задачи снижения техногенного воздействия угледобывающих предприятий на водные объекты предложено использование сорбционных фильтров измененной конструкции, что позволяет снизить капитальные затраты на реконструкцию и эксплуатацию очистных сооружений, а также обеспечить очистку шахтных и поверхностных вод до нормативов допустимого воздействия на водный объект. Ключевые слова: водный объект, очистные сооружения, предприятия угольной промышленности, способ очистки шахтных вод, регенерация, сорбционный фильтр.
Одной из основных проблем водохозяйственного комплекса Российской Федерации является сохраняющийся высокий уровень негативного антропогенного воздействия на водные объекты [1, 2].
В водные объекты Российской Федерации сбрасывается 52,1 куб. км в год сточных вод, из которых около 20 куб. км вод подлежат очистке. Более 70% сточных вод, подлежащих очистке (13,7 куб. км), сбрасываются недостаточно очищенными, почти 20% (3,7 куб. км) - загрязненными, без очистки, и только 10% (1,9 куб. км) - очищенными до установленных нормативов. Вместе со сточными водами в поверхностные водные объекты Российской Федерации ежегодно поступает около 10-11 млн т загрязняющих веществ [3, 4].
В соответствии с государственной программой Российской Федерации «Воспроизводство и использование природных ресурсов» предусматривается реализация федеральной целевой программы «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 гг.», одной из основных задач которой является сокращение негативного антропогенного воздействия на водные объекты. При этом важнейшим целевым показателем и индикатором программы является сокращение доли загрязненных сточных вод в общем объеме сброса в поверхностные водные объекты сточных вод, подлежащих очистке, с 88,6% в 2012 г. до 62,1% в 2020 г. [3, 4].
Существенный вклад в загрязнение водных объектов вносят предприятия угледобывающей отрасли. Объем добычи каменного и бурого угля, по данным Минэнерго России, составил в 2015 г. 373,4 млн т (в 2014 г. - 358 млн т) Анализ статистических данных по охране окружающей среды в угольной отрасли России свидетельствует о сохранении неблагоприятных тенденций в сфере охраны водных ресурсов.
В 2015 г. объем загрязненных сточных вод, сброшенный в водные объекты предприятиями угольной отрасли, составил 397,4 млн м3 (0,8) м3/т, их доля в общем объеме находилась на уровне 76%. Без предварительной очистки сброшено в поверхностные водоемы 137,4 млн м3 загрязненных сточных вод. Из 260 млн м3 сточных вод, поступивших на очистные сооружения, очищены до нормативных требований 88,4 млн м3 (34%) и 171,6 млн м3 (66%) сброшены в поверхностные водоемы с превышением нормативных требований [5].
Основная причина сложившейся ситуации заключается в низкой эффективности работы имеющихся на предприятиях очистных сооружений.
Минэнерго России, мероприятиях по предотвращению, ограничению и минимизации негативного воздействия на окружающую среду предприятий угольной промышленности в сфере охраны водных ресурсов предусматривает: - строительство и реконструкцию очистных сооружений шахтных, карьерных, производственных и хозяйственно-
бытовых сточных вод на основе современных эффективных технологий;
- применение на проектируемых, строящихся и реконструируемых обогатительных фабриках технологии обогащения с глубоким осветлением шламовых вод и замыканием водно-шламового цикла внутри фабрики, а также сухой классификации угля в спиральных сепараторах для прекращения сброса загрязненных вод в водные объекты;
- оптимизацию технологического процесса очистки сточных вод на действующих предприятиях за счет применения новых химических реагентов, автоматизации процессов очистки, совершенствования технологического и аналитического контроля процессов очистки;
- повышение технического состояния действующих очистных сооружений, квалификации обслуживающего персонала и уровня эксплуатации сооружений [5].
Для Кемеровской области также проблемой, требующей особого внимания, является сохраняющийся сброс загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты, вызванный высоким износом очистных сооружений и использованием устаревших технологий производства и очистки вод [6, 7, 8].
В целях реализации мероприятий Минэнерго России по минимизации негативного воздействия на водные объекты угледобывающих предприятий, входящих в группу компаний АО ХК «СДС-Уголь», рассмотрена оптимизация технологического процесса очистки шахтных и поверхностных вод.
Наиболее распространенным способом очистки шахтных вод на угледобывающих предприятиях является использование специальных фильтрующих загрузок (сорбентов и цеолитов). Практически все варианты размещения фильтрующего материала можно отнести к двум основным видам, имеющим следующие недостатки:
- невозможность обслуживания (промывка, регенерация) при загрузке фильтрующего материала в тело фильтрующей дамбы; дорогостоящая замена фильтрующего материала, на период замены работа очистных сооружений останавливается;
- значительные капитальные затраты на строительство насосно-фильтровальной станции.
Специалистами ООО «Сибирский Институт Горного Дела» в технологической схеме осуществлен перенос фильтрующей загрузки из ядра дамбы в фильтрующий комплекс, в котором осуществляется промывка и регенерация сорбента. При переносе фильтрующей загрузки в фильтрующий комплекс потребовалось решение следующих проблем:
- габариты фильтров, предлагаемых рынком, не соответствуют существующим параметрам сети;
- высокая стоимость фильтров;
- высокая стоимость строительства (реконструкции) здания фильтрующей станции.
В связи с этим специалистами ООО «Сибирский Институт Горного Дела» разработана конструкция сорбционных фильтров уличного исполнения. Компоновочная схема фильтра представлена на рис. 1.
Сорбционные фильтры представляют собой сборные стальные резервуары с внутренним размером 3x2,8 м; полная высота фильтра - 2,5 м. Общее количество фильтров - 12 штук, суммарная площадь фильтрования составляет 100,8 м2, проектная производительность одного
Объ**> на расширение
При промывка Подающий трубопровод
Сетка стальная с ячейкой
Отводящий труВдпровод
Рис. 1. Компоновочная схема фильтра
фильтра - 58,8 м3/ч. Сверху фильтры оборудованы герметичными съемными крышками для загрузки/выгрузки фильтрующего материала. Работа фильтров предусмотрена в безнапорном режиме.
Для исключения замерзания воды в фильтре предусмотрены обогрев саморегулирующим греющим кабелем и укладка по периметру теплоизоляционного материала. Общий вид фильтрующего комплекса схематично приведен на рис. 2.
В результате реализации предложенных проектных решений применение фильтров данной конструкции позволит существенно снизить капитальные затраты на реконструкцию и эксплуатацию очистных сооружений, а также обеспечит очистку шахтных и поверхностных вод до нормативов допустимого воздействия на водный объект.
С проектом «Разработка конструкции и компоновочных решений сорбционных фильтров для очистки шахтных и поверхностных вод» в 2016 г. специалисты института участвовали во Всероссийском конкурсе «Новая идея», проводимом под патронажем Минэнерго, на лучшую научно-техническую разработку среди молодежи и организаций топливно-энергетического комплекса. В конкурсе принимали участие более 100 организаций с 220 конкурсными работами по 17 секциям.
Специалисты ООО «Сибирский Институт Горного Дела» признаны победителями конкурса в номинации «Экология, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
Список литературы
1. Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Производство и окружающая среда. М., 2012.
2. Поляков В.В., Ефимов В.И., Корчагина Т.В. Эколого-экономический анализ воздействия предприятий угольной отрасли на окружающую среду. М., 2006.
3. Воспроизводство и использование природных ресурсов: государственная программа Российской Федерации: утв. постановлением Правительства Российской Федерации 15.04.2014 г. №322: в редакции 31.03.2017 г. №384 // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 11.05.17).
4. О федеральной целевой программе «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в
IgflJCHQil трубопровод
П рОМЫ&НОЙ ним
Корпус фильтра
Рис. 2. Общий вид фильтрующего
Трубопровод подачи промывной воды
комплекса
отфипьтроминой под>
2012-2020 гг.»: Постановление Правительства Российской Федерации от 19 апреля 2012 г. №350: с изменениями на 13.08.2016 г. // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 11.05.17).
5. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 г. [Электронный ресурс]: гос. доклад / Минприроды России. М.: НИА-Природа, 2016. Режим доступа: URL: http://www.mnr.gov.ru/ (дата обращения: 11.05.17).
6. О внесении изменений в Постановление Коллегии Администрации Кемеровской области от 25.10.2013 г. №460 «Об утверждении государственной программы Кемеровской области «Экология и природные ресурсы Кузбасса» на 2014-2017 гг.: постановление Коллегии Администрации Кемеровской области от 30.12.2014 г. №556: в ред. 05.03.2015 г. №53 // Консультант-Плюс [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.consultant. ru/ (дата обращения: 11.05.17).
7. Рыбак Л.В., Ефимов В.И. Загрязнение поверхностных вод Кузбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 3. С. 21.
8. Гридин В.Г., Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Экологические параметры водоотведения в Кузбассе // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 3. С. 47.
ECOLOGY
UDC 622.841 (571.17) © V.I. Efimov, R.R. Minibaev, T.V. Korchagina, S.A. Svinarenko, 2017
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 6, pp. 62-64
Title
ON MITIGATION OF THE COAL ENTERPRISES TECHNOGENIC IMPACT ON wATER RESOuRCES
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041 -5790-2017-6-62-64
Authors
Efimov V.I.1, Minibaev R.R.2, Korchagina T.V.2, Svinarenko S.A.2
1 National University of Science and Technology "MISiS" (NUST "MISiS"), Moscow, 119049, Russian Federation
2 "Mining Engineering Institute of Siberia", LLC, Kemerovo, 653066, Russian Federation
Authors' Information
Efimov V.I., Doctor of Engineering Sciences, Professor of the Mining Institute, e-mail: v.efimov@sds-ugol.ru
Minibaev R.R., Director, e-mail: r.minibaev@sds-ugol.ru Korchagina T.V., PhD (Engineering), Deputy Director, e-mail: t.korchagina@sds-ugol.ru
Svinarenko SA., Chief Specialist of Industrial Construction Department, e-mail: svinarenko@sigd42.ru
Abstract
In order to address the present-day vital problem of mitigation of coal mining enterprises technogenic impact on water bodies it was proposed to use sorption filters of modified design, enabling reducing capital costs, associated with treatment facilities rebuilt and operation, as well as ensuring pit and surface water treatment in compliance with the standard allowable rates of water body impact.
Keywords
Water body, Treatment facilities, Coal enterprises, Pit water treatment method, Recovery, Sorption filter.
References
1. Efimov V.I. & Ribak L.V. Proizvodstvo i okruzhayushchaya sreda [Production and environment]. Moscow, 2012.
2. Polyakov V.V., Efimov V.I. & Korchagina T.V. Ekologo-ekonomicheskiy analiz vozdeystviya predpriyatiy ugol'noy otrasli na okruzhayushchuyu sredu [Ecological and economic analysis of impact of the enterprises of coal branch on the environment]. Moscow, 2006.
3. Vosproizvodstvo i ispolzovanie prirodnyh resursov: gosudarstvennaya programma Rossiyskoy Federatsii [Restoration and utilization of natural resources: State program of the Russian Federation]: adopted by the decree of the Government
of the Russian Federation on 15.04.2014, no. 322: revision dated 31.03.2017, no. 384. ConsultantPlus [Web-resource]. Available at: http://www.consultant. ru/ (accessed 11.05.17).
4. O federalnoy tselevoy programme Razvitie vodohozyaystvennogo kompleksa Rossiyskoy Federatsii v 2012-2020 gg. [On Federal targeted program "Water resources of the Russian Federation development during 2012 - 2020"]: Decree of the Government of the Russian Federation dated 19 April 2012, no. 350: revised as of 13.08.2016. ConsultantPlus [Web-resource]. Available at: http:// www.consultant.ru/ (accessed 11.05.17).
5. O sostoyanii i ob ohrane okruzhayushchey sredy Rossiyskoy Federatsii v 2015 g. [On environmental status and protection in the Russian Federation in 2015] [Web-resource]: report Ministry of Natural Resources of the Russian Federation. Moscow, NIA-Priroda Publ., 2016. Available at: http://www.mnr.gov.ru/ (accessed 11.05.17).
6. O vnesenii izmeneniy v Postanovlenie Kollegii Administratsii Kemerovskoy oblasti ot 25.10.2013 g. No. 460 "Ob utverzhdenii gosudarstvennoy programmy Kemerovskoy oblasti "Ekologiya i prirodnye resursy Kuzbassa" na 2014-2017 gg. [On incorporating changes in the Statement of the Board of the Kemerovo Region Administration of 25.10.2013 no. 460 "On adoption of the state program of the Kemerovo Region"Kuzbass environment and natural resources" for 2014-2017]: Statement of the Board of the Kemerovo Region administration, dated 30.12.2014, no. 556: revision dated 05.03.2015, no. 53. ConsultantPlus [Web-resource]. Available at: http://www.consultant.ru/ (accessed 11.05.17).
7. Ribak L.V. & Efimov V.I. Zagryaznenie poverkhnostnykh vod Kuzbassa [Pollution of a surface water of Kuzbass] Gornyy Informatsionno-Analiticheskiy Byul-leten - Mining Information-Analytical Bulletin, 2007, no. 3, pp. 21.
8. Gridin V.G., Efimov V.I. & Ribak L.V. Ekologicheskie parametry vodootvedeni-ya v Kuzbasse [Ecological parameters of water disposal in Kuzbass]. Gornyy Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten - Mining Information-Analytical Bulletin, 2007, no. 3, pp. 47.
