CC BY
28
УДК 622.841
МИНИМИЗАЦИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ ПРЕДПРИЯТИЯМИ УГОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ
В.И. Ефимов, Р.Р. Минибаев, Т.В. Корчагина, Ю.А. Воронкова
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 км в год сточных вод, из которых около 20 км3 вод подлежат очистке. Более 70 % сточных вод, подлежащих очистке (13,7 км ), сбрасываются недостаточно очищенными, почти 20 % (3,7 км ) - загрязненными без очистки, и только 10 процентов (1,9 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", предусматривающей реализацию федеральной целевой программы "Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020», 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 году до 62,1 % в 2020 году [3, 4].
Существенный вклад в загрязнение водных объектов вносят предприятия угледобывающей отрасли. В условиях увеличения объема добычи каменного и бурового 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 году объем загрязненных сточных вод, сброшенный в водные
3 3
объекты предприятиями угольной отрасли составил 397,4 млн м (0,8) м /т, их доля в общем объеме находилась на уровне 76 %. Без предварительной очистки сброшено в поверхностные водоемы 137,4 млн м загрязненных сточных вод.
3
Из 260,0 млн м сточных вод, поступивших на очистные сооружения. Очищены
3 ( 3
до нормативных требований 88,4 млн м \34 %) и 171,6 млн м (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 мероприятиями по предотвращению, ограничению и минимизации негативного воздействия на окружающую среду предприятий угольной промышленности в сфере охраны водных ресурсов предусматривает:
- строительство и реконструкция 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 за процессами 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].
В целях реализации мероприятий Минэнерго России по минимизации негативного воздействия на водные объекты угледобывающих предприятиях, 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.
Объем на расширение
Сорбционные фильтры представляют собой сборные стальные резервуары с внутренним размером 3,0 х 2,8 м; полная высота фильтра - 2,5 м. Общее количество фильтров - 12 штук, суммарная площадь фильтрования составляет
2 3
100,8 м , проектная производительность одного фильтра - 58,80 м /ч. Сверху фильтры оборудованы герметичными съемными крышками для загрузки/выгрузки фильтрующего материала. Работа фильтров предусмотрена в безнапорном режиме.
Для исключения замерзания воды в фильтре предусмотрен обогрев саморегулирующим греющим кабелем и укладка по периметру теплоизоляцион-
ного материала. Общий вид фильтрующего комплекса схематично приведен на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид фильтрующего комплекса
В результате реализации предложенных проектных решений - применения 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.
Список литературы
1. Воспроизводство и использование природных ресурсов: гос. программа Российской Федерации: утв. постановлением Правительства Российской Федерации 15.04.2014 N 322: в редакции 31.03.2017 № 384 // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.consultant.ru.
2. О федеральной целевой программе "Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах": Постановление Правительства Российской Федерации от 19 апреля 2012 года N 350: с изменениями на 13.08. 2016 // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.consultant.ru/.
3. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году [Электронный ресурс]: гос. доклад / Минприроды России. М.: НИА-Природа, 2016. Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru/.
4. О внесении изменений в Постановление Коллегии Администрации Кемеровской области от 25.10.2013 № 460 «Об утверждении государственной программы Кемеровской области «Экология и природные ресурсы Кузбасса» на 2014-2017 годы: постановление Коллегии Администрации Кемеровской области от 30.12.2014 № 556: в ред. 05.03.2015 № 53 // КонсультантПлюс [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www. consultant.ru/.
5. Рыбак Л.В., Ефимов В.И. Загрязнение поверхностных вод Кузбасса. -Экология Кузбасса. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2007. № 3. С. 21.
6. Гридин В.Г., Ефимов В.И., Рыбак Л.В. Экологические параметры во-доотведения в Кузбассе.- Экология Кузбасса. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2007. № 3. С. 47.
Ефимов Виктор Иванович, д-р техн. наук, проф., v.efimov@sds-ugol.ru, Россия, Москва, НИТУ «Московский институт стали и сплавов»,
Минибаев Руслан Рашидович, директор, r.minibaev@sds-ugol.ru, Россия, Кемерово, ООО «Сибирский Институт Горного Дела»,
Корчагина Татьяна Викторовна, канд. техн. наук, зам. директора, t.korchagina@sds-ugol.ru, Россия, Кемерово, ООО «Сибирский институт горного дела»,
Воронкова Юлия Александровна, асп., galina_stas@,mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MINIMIZATION OF ANTHROPOGENIC INFLUENCE UPON WATER OBJECTS
BY MINING ENTERPRISES
V.I. Efimov, RR Minibaev, T.V. Korchagina, Yu.A. Voronkova
Using sorption filters with modified construction is proposed for solving topical in modern conditions problem of reducing anthropogenic influence upon water objects by mining enterprises. This solution allows reducing capital expenditure on reconstruction and exploitation of treatment facilities. The solution allows providing cleaning mining and superficial water until standards of permissible impact upon water object.
Key words: water object, treatment facilities, mining enterprises, method cleaning mining water, regeneration, sorption filter.
Efimov Viktor Ivanovich, Doctor of Technical Science, Full Professor, v.efimov@ sds-ugol.ru, Russia, Moscow, National Research Technological University "MISiS",
Minibaev Ruslan Rashidovich, Director, r.minibaev@sds-ugol.ru, Russia, Kemerovo, Siberian Institute of Mining Engineering,
Korchagina Tatyana Victorovna, Candidate og Technical Science, Vice Director, t.korchagina@sds-ugol.ru, Russia, Kemerovo, Siberian Institute of Mining Engineering,
Voronkova Yuliy Alexandrovna, Post-graduate, galina_stas@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
Reference
1. Vosproizvodstvo i ispol'zovanie prirodnyh resursov: gos. pro-gramma Rossijskoj Fede-racii: utv. postanovleniem Pravitel'stva Ros-sijskoj Federacii 15.04.2014 N 322: v redakcii 31.03.2017 № 384 // Kon-sul'tantPljus [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http:// www. con-sultant.ru.
2. O federal'noj celevoj programme "Razvitie vodohozjajstvennogo kompleksa Rossijskoj Federacii v 2012-2020 godah": Postanovlenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 19 aprelja 2012 goda N 350: s iz-menenijami na 13.08. 2016 // Konsul'tantPljus [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa : http://www.consultant.ru/.
3. O sostojanii i ob ohrane okruzhajushhej sredy Rossijskoj Federa-cii v 2015 godu [Jelektronnyj resurs]: gos. doklad / Minprirody Rossii. M.: NIA-Priroda, 2016. Rezhim dostupa: http://www.mnr.gov.ru/.
4. O vnesenii izmenenij v Postanovlenie Kollegii Administracii Kemerovskoj oblasti ot 25.10.2013 № 460 «Ob utverzhdenii gosudar-stvennoj programmy Kemerovskoj oblasti «Jekologija i prirodnye resur-sy Kuzbassa» na 2014-2017 gody: postanovlenie Kollegii Administracii Kemerovskoj oblasti ot 30.12.2014 № 556: v red. 05.03.2015 № 53 // Kon-sul'tantPljus [Jelektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://www. consultant.ru/.
5. Rybak L.V., Efimov V.I. Zagrjaznenie poverhnostnyh vod Kuzbas-sa. - Jekologija Kuzbassa. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulle-ten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal). 2007. № 3. S. 21.
6. Gridin V.G., Efimov V.I., Rybak L.V. Jekologicheskie parametry vodootvedenija v Kuzbasse.- Jekologija Kuzbassa. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten' (nauchno-tehnicheskij zhurnal). 2007. № 3. S. 47.
