автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация процессов осветления карьерных сточных вод угольного разреза

На правах рукописи

БАЛТАКОВА ОЛЬГА РОМАНОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОСВЕТЛЕНИЯ КАРЬЕРНЫХ СТОЧНЫХ ВОД УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА

Специальность 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы

охраны водных ресурсов.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2005

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете, на кафедре «Прикладной геофизики и геоинформатики».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Руш Елена Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Баранов Анатолий Никитич

кандидат технических наук, с.н.с.

Сизых Марина Романовна

Ведущее предприятие: ОАО «Сибирская экологическая компания»,

г. Иркутск

Защита состоится 24 марта 2005 года в И30 часов на заседании диссертационного совета К 212.073.01 в Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корп. «К» конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного технического университета

Автореферат разослан февраля 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К 212.073.01

М.Б.Малевская

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Определяющее влияние на экологическое состояние объектов окружающей среды Приангарья оказывают отраслевые комплексы, сосредоточенные в наиболее освоенной его части. Резкое сокращение с середины 90-х годов объемов производства в угледобывающих районах Иркутской области не привело к улучшению экологической обстановки. Негативное воздействие, наносимое угледобывающими предприятиями окружающей природной среде, носит комплексный характер, так как в результате отработки угольных месторождений области открытым способом интенсивному загрязнению подвергаются: атмосфера, водные ресурсы, ландшафтные комплексы. Сложные процессы антропогенных изменений объектов окружающей среды в результате эксплуатации угольных разрезов обострили в настоящее время проблему загрязнения поверхностных водных объектов, примыкающих к территориям их отработки.

В настоящее время в Иркутской области объем добычи угля составляет 14 млн. тонн. По данным отчетности контролирующих природоохранных органов в 2004 году угледобывающими предприятиями Иркутской области сброшено в поверхностные водные объекты 4,95 млн.м3 сточных вод, в том числе: недостаточно очищенных - 0,13 млн.м3. Общая масса привносимых загрязнений составляет десятки тонн, в том числе, только взвешенных веществ - 60 тонн. Главным источником, транспортирующим загрязняющие вещества в акваторию поверхностных водоемов, примыкающих к территориям отработки угольных разрезов, является карьерная вода, получаемая в результате массированного извлечения подземных вод разрабатываемых угольных пластов с целью осушения. В Тулунском районе общий объем водоотлива Мугунского, Азейского, Тулунского угольных разрезов составляет 34 тыс.м3/сут.

Качественный состав карьерных сточных вод на каждом из разрезов Тулунского района специфичен и зависит от условий формирования, климатических факторов, способа отработки угленосных пластов в границах определенного карьерного поля. Приоритетным загрязняющим компонентом карьерных и поверхностных сточных вод, направляемых с территорий разрезов в водоемы, являются взвешенные угольно-породные, глинистые и пылевидные частицы. Специфические свойства и седиментационная устойчивость реальных дисперсных систем карьерных сточных вод вызывают серьезные затруднения при их осветлении, особенно в процессах безреагентного отстаивания. Снижение уровня техногенного воздействия на водные объекты, примыкающие к территориям угольных разрезов Приангарья, является одной из актуальных задач обеспечения экологической безопасности водопользования. Решение этой задачи требует применения современных методов исследований и разработки технологий интенсификации процессов осветления карьерных сточных вод угледобывающих предприятий (на примере Мугунского угольного разреза) с учетом их специфических особенностей.

Объект исследования - карьерные и ливневые сточные воды Мугунского угольного разреза Иркутской области. Реальные сточные воды в своем составе содержат высокие концентрации взвешенных веществ (400-1600 мг/л), представляющие сложную композицию угольно-породных, глинистых. пылевидных частиц.

Работа выполнена в соответствии в планом научно-исследовательских работ Иркутского государственного технического университета №47/159 «Разработка прогрессивной технологии очистки природных и сточных вод, извлечение и утилизация содержащихся в них ценных и вредных компонентов с целью улучшения качества окружающей среды и повышения полноты использования природных ресурсов».

Целью работы является исследование и разработка технологии интенсификации процессов осветления карьерных сточных вод угледобывающею предприятия с использованием эффективных седиментационных реагентов.

Идея работы заключается в обосновании возможности применения синтетических высокомолекулярных флокулянтов (сополимеров акриламида) для осветления сложных дисперсных систем в карьерных водах - композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных взвешенных частиц

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

- исследовать особенности формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза и дать оценку эффективности процесса осветления карьерных сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунского разреза,

- провести анализ эффективности существующих схем, технологий, методов очистки карьерных сточных вод угледобывающих предприятий и обосновать выбор реагентов интенсификаторов процессов седиментации взвешенных веществ позволяющих достичь нормативных показателей качества очищенной воды, пригодной для частичного сброса в поверхностный водоем и максимального возврата в производство для целей технического водоснабжения и пылеподавления;

- исследовать физико-химические параметры флокуляционного метода очистки сложных дисперсных систем в карьерных и ливневых сточных водах, используя в качестве факторов интенсификации процесса направленное действие высокомолекулярных синтетических флокулянтов с учетом их молекулярной массы, содержания и знака заряда ионогешшх групп, а также характеристики очищаемых сточных вод (величина рН, температура); выполнить статистическую обработку экспериментальных данных для прогнозирования оптимальных параметров процессов осветления в промышленных условиях,

- изучить особенности механизма процесса флокуляционной очистки с учетом физико-химических характеристик состояния дисперсных систем в карьерных и ливневых сточных водах и закономерностей взаимодействия с ними реагентов - синтетических высокомолекулярных флокулянтов;

- разработать и апробировать технологию интенсификации процесса осветления карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза на основе использования флокулянтов в полупромышленных условиях, составить принципиальную технологическую схему процесса и дагь эколого-экономическое обоснование предлагаемых решений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовался комплекс современных химических и физико-химических методов исследований фотоэлектроколориметрический, потенциометрический. электрофоретический, спектрофотометрический, стандартные методики определения качества сточных вод Для оптимизации процесса осветления применялись методы статистического регрессионного анализа экспериментальных данных и пакет прикладных программ

Mathcad. Лабораторные и полупромышленные исследования процессов флокуляции проводились в аналитической лаборатории Института геохимии СО РАН и химико-аналитической службе Мугунского угольного разреза.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

- обоснован выбор реагентов - интенсификаторов (высокомолекулярных синтетических флокулянтов), проведенный с учетом их специфической реакционной способности (молекулярной массы, содержания и знака заряда ионогенных групп) с основным улавливающим агентом (композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных разноразмерных взвешенных частиц) и структурами, стабилизированными ими,

- впервые изучена принципиальная возможность интенсификации процесса осветления карьерных вод угольного разреза, содержащих сложную композицию взвешенных частиц, на основе применения высокомолекулярных флокулянтов с учетом особенностей формирования состава, физико-химических свойств карьерных вод, способа отработки угольных пластов, климатических условий,

- впервые выявлено доминирующее действие катионного высокомолекулярного флокулянта Zetag 64, обеспечивающего высокую скорость осветления карьерных сточных вод угольного разреза за счет ион-ионного взаимодействия с отрицательно заряженными частицами основного загрязнителя стоков - взвешенных веществ композиционного состава;

- по результатам экспериментальных исследований впервые установлен характер зависимостей процесса флокуляции от концентрации дисперсной фазы, от концентрации вводимого высокомолекулярного катионного флокулянта, от размера частиц дисперсной системы сложного состава;

- на основе регрессионного анализа экспериментальных данных получена математическая модель, позволяющая прогнозировать около 88% изменений дозы реагента по заданным значениям эффекта осветления, исходной концентрации дисперсной фазы и температуры очищаемых сточных вод.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Рекомендован для промышленного использования в процессах очистки карьерных и ливневых сточных вод Мугунского угольного разреза высокоэффективный полимерный синтетический катионный флокулянт Зетаг 64, обеспечивающий высокую (до 95%) степень осветления очищаемой воды при высоких исходных концентрациях взвешенных веществ в исходных потоках.

Разработана и предложена к перспективному внедрению технологическая схема реконструкции системы водоотведения действующего угледобывающего предприятия, включающая флокуляционную очистку высококонцентрированных по взвешенным веществам карьерных и ливневых сточных вод на основе применения высокоэффективных седиментационных реагентов и позволяющая достичь норм сброса в открытый водоем II категории водопользования Очищенная вода (70% суммарного расхода) может быть направлена в систему технического водоснабжения для целей технического водоснабжения и пылеподавления, а 30% расхода - на сброс в водоем Внедрение разработанных природоохранных мероприятий на Мугунском угольном разрезе позволит получить экономический эффект в размере 44358.45 тыс. руб./год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях «Взаимоотношения общества и природы история.

современность и проблемы безопасности» (Иркутск, 1999); «Рациональное природопользование» (Йоханнесбург, 1999); «Экологобезопасные технологии освоения недр Байкальского региона современное состояние и перспективы» (Улан-Удэ, 2000 год); III,IV конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2001,2003 г.г.); 5-th and 6-th international conferences on Environment and Mineral processing" (Ostrava, Czech Republic, 2001, 2002); международный конгресс «Вода, экология, технология - «ЭКВАТЭК-2002» (Москва, 2002); «Техника и технология экологически чистых производств» (Москва, 2002).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 научных

работ

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, 3 приложений, библиографического списка из 130 наименований. Она содержит 132 страницы основного текста, 32 рисунка, 26 таблиц.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты исследований особенностей формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза, оценка эффективности процесса осветления карьерных сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунского угольного разреза; обоснование выбора метода интенсификации процесса осветления;

- результаты сравнительных экспериментальных исследований процесса флокуляции с учетом особенностей физико-химического состояния дисперсных систем в изучаемых сточных водах при направленном воздействии ряда синтетических высокомолекулярных флокулянтов (сополимеров акриламида);

- разработанная принципиальная технологическая схема реконструкции системы водоотведения карьерных и ливневых сточных вод действующего угледобывающего предприятия, включающая флокуляционную очистку от высоких концентраций взвешенных веществ с использованием высокомолекулярных катионных флокулянтов, и эколого-экономическое обоснование предлагаемого технического решения.

Автор выражает благодарность профессору кафедры «Управления промышленными предприятиями» ИрГТУ В.Н.Чжу, сотрудникам химико-аналитической службы и отдела охраны окружающей среды Мугунского угольного разреза, коллективу ОАО «Востсибгипрошахт» за неоценимую помощь при постановке, проведении и обсуждении результатов экспериментальных работ и технологических испытаний.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, состояние проблемы, сформулирована цель и определены задачи исследования, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе исследованы особенности формирования сточных вод карьеров, от которых зависят образуемые объемы и физико-химический состав сточных вод и дана оценка эффективности процесса осветления карьерных и ливневых сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунского угольного разреза Состав и свойства карьерных вод изменяются в очень широком диапазоне как в пределах одного месторождения, так и в границах одного карьерного поля Причем, содержание компонентов воды изменяется в процессе

всего периода разраоотки месторождений вследствие изменения активности окисления горных пород, их состава и состояния. Однако типизация их состава может быть выполнена на основе классификации геологических структур угленосных формаций, по которой они разделяются на платформенные и геосинклинальные (таблица 1).

Мугунское буроугольное месторождение (запас угля около 700 млн т, открытый способ разработки) относится к месторождениям платформенной части бассейна, геологическое строение месторождения довольно простое.

Таблица 1

Геологические и гидрогеологические особенности угольных месторождений субгеосинклинальной и платформенной частей Иркутского бассейна

Показатели Часть бассейна

платформенная субгеосинклинальная

Максимальная мощность юрских отложений, м 50-150 400-750

Наибольшая глубина залегания угольных пластов, м 50-70 350-400

Залегание угольных пластов по отношению к уровню Ангары, м выше на 80-100 ниже на 20-150

Количество водоносных комплексов 1-2 3-5

Величина напора подземных вод, м безнапорные и слабонапорные до 300

Наибольшие удельные дебиты скважин, л/сек до 0,5 до 12

Юрские угленосные отложения общей мощностью до 100-150 м залегают почти горизонтально или в виде очень пологих мульдообразных складок на ордовикских песчаниках. Водовмещающие породы представлены песчаниками, алевролитами, пористыми, слабо трещиноватыми углями. Юрские отложения на месторождении содержат два водоносных комплекса. Между этими двумя водоносными горизонтами нет надежных, выдержанных водоупорных слоев пород. Они имеют между собой тесную гидравлическую связь и нередко образуют общий водоносный комплекс. Воды обоих горизонтов располагаются ниже местных базисов эрозии и имеют напор, иногда достигающий 50-60 м. По размерам притоков месторождение относится к средней группе гидрогеологической сложности: 150-450 м3/час. В процессе отработки месторождения подземные воды, изливающиеся на поверхность, неизбежно загрязняются нерастворимыми примесями (угольными и породными частицами), что обуславливает высокое содержание взвешенных веществ в карьерных водах Ливневые и талые воды, собираемые с территории разреза, привносят в суммарный объем сточных вод, направляемых на очистку, загрязнения в виде пылевидных и глинистых частиц. Средний размер частиц в сточных водах составляет 5-50 мкм (таблица 2), что свидетельствует о высокой седиментационной устойчивости дисперсной фазы в исследуемых сточных водах угольного разреза.

Таблица 2

Дисперсный состав взвешенных веществ в карьерных водах. %

Размер частиц, мкм

>50 10-50 5-10 <5

7-18 22-77 13-35 17-53

Химический состав подземных вод, играющих основную роль в формировании притоков воды в разрез, приведен в таблице 3. На территории

разреза подземные воды имеют благоприятный химический состав и являются нейтральными, пресными, с низкой минерализацией и жесткостью

Наиболее высокая загрязненность карьерных вод взвешенными веществами наблюдается в весенний период Качественный состав образуемых карьерных сточных вод в смеси с ливневыми стоками Мугунского разреза представлен в таблице 4

Таблица 3

Физико-химический состав подземных вод Мугунского месторождения

Воды Воды Воды Воды горного Воды

четвертичных мезозойских эффузивно- обрачтения и разрывных

Показатель отложении нормально-осадочных отложений туфогснныч образований фундамента котловины нарушении 1

Гидрокарбонатные кальциево-магниевые и кальциево-натриевые и а а , <а и 2 Гидрокарбонатные натриево-калыдиевые реже натрнево-качъциево-чагнисвые |

Тип Гидрокарбонатнь натриево-кальциег к h и ,, g я S о S ■ fl í Р1 ° э a ¡i я ч u s i_ Гидрокарбонатнь кальциевые и кальциево-магние!

РН 7 2-7 8 6 8-7,8 7,2-7 6 6,8-7,4 7 1-7,5

Минерализация г/ч 0 4-0 7 0 2-0 7 0 3-0,6 0,1-0,3 0 20-0 35

Общая жесткость, 41-жв/т до И 0 8-7 4 0 6-4 2 до 4,0 3-5

(л 1ьфаты, чг/1 22-79 4-95 8-101 4-10 14-50

Ги фокарбоиаты чг/1 1X9-480 146-393 170-326 200 270 200 300

Окислясчость чг/л 1,5-17 6 0 5-17 1 1 2-16 1 -

А1рсссивная 2,8 обнаружена в 20-28 не обнару-

уг 1скислота, чг/ч 2 пробах из 45 жена

Кальций мг/л - - - 12-55 10-46

Магнии, мг/л - - - 2-17 10-20

Натрий и калий, мг/л - - - 3-26 30-83

Таблица 4

Качественная характеристика смеси карьерных и ливневых вод

Л"п /п Ингредиенты Цд измерения Смесь карьерных и ливневых сточных ВОД

1 рН - 7,5

2 Взвешенные вещества мг/ч 400-1600

3 Минерализация мг/ч 270

4 БПК„0 „ мг/л 3,76

5 1 Аммонийный азот мг/ч 2,4

6 Нитраты мг/л 0,5

7 Нитриты мг/л 0,2

8 Фосфаты мг/л 0,18

9 С> льфаты чг/ч 69 8

10 Хториды чг/л 4,1

И Нефтепрод\кты чг/л ОД

По существующей на предприятии в системе водоотведения технологии очистки, очищаемые потоки карьерных с точных вод и ливневых вод насосной станцией подаются в усреднитель, а затем насосами перекачиваются в пруд-

отстойник, откуда после 10 - дневного безреагентного отстаивания сбрасываются в открытый, прилежащий к разрезу водоем, - реку Ия. Для оценки соответствия сбрасываемых сточных вод природоохранным нормам проведен расчет ПДС (таблица 5). Результаты расчетов свидетельствуют о том, что концентрация взвешенных веществ в смеси карьерных и ливневых сточных вод на сбросе после прохождения существующих очистных сооружений во много раз превышает величину ПДС, по остальным компонентам очищенная вода соответствует требованиям нормативного сброса.

Таблица 5

Сравнительная характеристика расчетных ПДС и фактических концентраций загрязняющих веществ в сточных водах Мугунского угольного разреза, поступающих в р.Ия, мг/л

№п/ Наименование Река Ия Смесь сточных вод ПДС

п веществ пдк Фон на сбросе

1 Взвешенные вещества 4,75 4,0 308,0 37,8

2 БПК полное 3,0 1,89 2,99 57,8

3 Хлориды 350,0 3,43 1,31 17453,2

4 Азот аммонийный 2,0 0,2 0,32 90,83

5 Нитраты 45,0 3,4 0,049 2097,96

6 Нитриты 3,3 0,12 0,02 160,2

Фосфаты 3,5 0,53 64,2 150,1

Сульфаты 100,0 26,9 1,7 3707,5

9 Нефтепродукты 0.1 0,037 0,06 0,1

Рассчитанный необходимый эффект очистки карьерных и ливневых сточных вод от взвешенных веществ (композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных частиц) в соответствии с нормами ПДС составил 90-95%.

Во второй главе проведен анализ эффективности существующих схем, технологий, методов очистки карьерных и ливневых сточных вод угледобывающих предприятий, обоснован выбор реагентов - интенсификаторов процессов седиментации взвешенных веществ, позволяющих достичь нормативных показателей качества очищенной воды, пригодной для частичного сброса в поверхностные водоемы второй категории водопользования и максимального возврата в производство. В настоящее время в угольной промышленности действуют около 560 типов очистных сооружений, предназначенных для удаления взвешенных веществ. Около 86% сооружений осуществляют лишь механическую очистку: отстаивание, фильтрование. Только на 14% очистных сооружений для интенсификации процессов очистки применяют химические реагенты, в основном, сернокислый алюминий и полиакриламид, реже применяют хлорное железо и известь.

Однако, на большинстве угольных разрезов Иркутской области, в частности на Мугунском разрезе, в схеме очистки карьерных вод используются лишь пруды-отстойники. Достигаемая при этом степень осветления, как правило, особенно при значительных колебаниях концентрации взвешенных веществ в исходной воде, оказывается недостаточной для соответствия природоохранным требованиям. Введение в технологические схемы фильтрационных сооружений в качестве II ступени очистки сточной воды приведет, несомненно, к повышению ее эффективности, но, при этом, увеличит затраты на строительство очистного комплекса и осложнит их эксплуатацию в условиях резко континентального климата.

Поэтому, в представленных исследованиях стояла задача поиска путей интенсификации процессов осветления карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза на основе обоснования возможности применения эффективных седиментационных реагентов. Для решения поставленной задачи в работе приведен сравнительный анализ физико-химических характеристик, коагуляционной и флокуляционной активности ряда наиболее распространенных высокомолекулярных соединений, используемых в отечественной и зарубежной практике очистки карьерных и ливневых сточных вод, на основе аналитического обзора опубликованных данных различных исследователей.

В настоящее время на рынке России представлен довольно широкий ассортимент высокоэффективных синтетических флокулянтов зарубежных фирм. Одной из самых крупных и признанных во всем мире является фирма "Ciba", специализирующаяся на выпуске большого перечня реагентов для различных областей промышленности. Для повышения эффективности разделения твердой и жидкой фаз в процессах очистки сточных вод фирмой предлагается ряд специально разработанных флокулянтов и коагулянтов серии «Магнафлок» и «Зетаг». Указанные реагенты - синтетические высокомолекулярные водорастворимые полиэлектролиты на основе полиакриламида и сополимеров акриламида. Широкий спектр молекулярных масс и зарядов полимеров этих серий позволяет осуществлять индивидуальный выбор оптимального флокулянта или коагулянта для каждого конкретного технологического процесса очистки

Выявление параметров интенсификации процесса осветления различных по природе модельных и реальных дисперсных систем при направленном действии флокулянтов Магнафлок и Зетаг представилось возможным на основе анализа систематизированных исследований фирмы-производителя по оценке влияния на молекулярные параметры реагентов условий их синтеза. Указанные реагенты, по сравнению с другими водорастворимыми полимерами, обладают сравнительно малой токсичностью, имеют заметные преимущества, по сравнению с традиционным ПАА и рядом других российских водорастворимых сополимеров А.А. по величине флокулирующего эффекта, флокулирующей активности, селективности действия в процессах флокуляции реальных дисперсных систем в широкой области значений рН как для концентрированных, так и разбавленных суспензий.

В третьей главе изучены физико-химические параметры процесса флокуляции сложных дисперсных систем карьерных и ливневых сточных вод и факторы его интенсификации с учетом влияния величины рН, температуры очищаемых потоков, исходной концентрации дисперсной фазы, молекулярной массы, содержания и знака заряда ионогенных групп применяемых флокулянтов. Изучены особенности механизма протекания процесса флокуляции с учетом физико-химических характеристик дисперсных систем и закономерностей взаимодействия с ними различных по химической природе реагентов-интенсификаторов процесса осветления. В экспериментальных исследованиях изучена седиментационная активность: коагулянтов (сернокислого алюминия и хлорного железа), отечественных флокулянтов (ВПК-402 и ПАА), а также ряда полиакриламидных флокулянтов фирмы "Ciba Spezialitatenchemie Lampertheim GmbH", имеющих высокую молекулярную массу и различный знак заряда ионогенных групп: Магнафлок 351, Магнафлок 333 (неионогенного типа),

Магнафлок 155 Магнафлок 156 (анионного типа), Магнафлок 292 и Зетаг 64 (катионного типа)

Исследование характеристик процесса безреагентного отстаивания (рис 1) проводимого в течение 24 часов, показало, что интенсивное осветление наблюдается в течение первых двух часов, эффект осветления по взвешенным веществам при этом составил 16%, после 24-х-часового отстаивания эффект осветления - 23%

Рис 1 Зависимость эффекта освепения от времени отстаивания модельных карьерных сточных вод без применения реагентов

Выбор типа и оптимальных доз реагентов проветен методом пробного флокулирования, на основании которого определены зависимости эффекта освепения от дозы реагента при варьировании рабочих концентраций раствора реагента при постоянной температуре (18-20 °С) и величине рН - 8 сточной возы

Максимальный эффект осветления исследуемых сточных вод наблюдался при использовании высокомолекулярных катионных флокулянтов Магнафлок 292 и Зетаг 64 (таблица 6) при значительных колебаниях исходных концентраций взвесей (400-1600 мг/л) в очищаемых сточных водах (рис 2-4)

Магнафлок 292 (при различных начальных концентрациях взвеси)

Рис 2 Зависимость эффекта освепения от дозы флокулянта Магнафлок 292 при различных концентрациях взвешенных веществ в исходной воде

Наблюдаемая высокая скорость очистки объясняется, вероятно, преобладанием ион-ионного взаимодействия по «мозаичному» механизму положительно заряженных ионогенных групп высокомолекулярных катионных флокулянтов Зетаг 64 и Магнафлок 292 с отрицательно заряженными дисперсными системами загрязнителей стоков (композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных частиц) Электростатические силы, обуславливающие устойчивость системы, определяют, в первую очередь, и адсорбцию полимера на поверхности частиц В соответствии с этим, знак заряда и величина потенциала частиц дисперсной фазы предопределите выбор эффективною флокулянта (противоположного по знаку заряда)

Зетаг 64 (при различных начальных концентрациях взвеси)

Рис 3 Зависимость эффекта осветления от дозы флокулянта Зетат 64 при различных концентрациях взвешенных веществ в исходной сточной воде

При использовании флокулянтов Магнафлок 292 и Зетаг 64 в процессе осветления исследуемых вод наблюдалось уменьшение значения общего солесодержания и величины удельной электропроводности (на 12-15%), что косвенно свидетельствует об отсутствии процесса вторичного загрязнения очищенной воды компонентами раствора флокулянта Кроме того, применение указанных кагионных флокулянтов не требует дополнительного внесения электролитов в очищаемый раствор и, поэтому, не влечет за собой появления процесса повышения солесодержания воды

Рис 4 Зависимость эффекта осветления модельных сточных вод от времени контакта с флокулянтами Магнафлок 292 и Зетаг 64

Изучено влияние сезонных колебаний температуры исследуемых сточных вод (от 3 до 20°С) с начальной концентрацией взвешенных веществ до 1600 мг/л и величине рН очищаемых вод 6-9 на эффективность седиментации в присутствии катионных флокулянтов Магнафлок 292 и Зетаг 64 Установлено, что изменение величины рН исходных очищаемых растворов не вызывает заметных изменений в характере кривых зависимости эффекта осветления от дозы вводимых флокулянтов При понижении температуры исходной воды до 3-5°С и максимальном значении концентрации взвешенных веществ в исследуемых сточных водах 1600 мг/л наблюдается незначительное снижение скорости процесса освещения, а необходимый эффект 95% очистки достигается при увеличении дозы вводимых катионных высокомолекулярных флокулянтов с 1,2-1,5 мг/л до 1 5-1,7 мг/л (таблица 6)

С цепью прогнозирования режимов очистки сточных вод и возможности выбора в каждом конкретном случае оптимальных условии процесса флокуляции

12

исследуемых сточных вод реагентом Зетаг 64 построена математическая модель. Проведенная статистическая обработка экспериментальных данных позволила установить характер функциональных зависимостей между переменными (активными параметрами) исследуемого процесса. Полученные зависимости оказались не очевидными и слишком сложными, что вызвало необходимость решения задачи аппроксимации функциональной связи по эмпирическим данным на основе регрессионного анализа.

На первом этапе моделирования была построена множественная линейная регрессия, где доза флокулянта являлась функцией от многих независимых переменных: эффекта осветления, исходной концентрации дисперсной фазы, температуры осветляемой воды, рН очищаемых потоков воды, концентрации раствора вводимого флокулянта. Результаты расчетов показали, что концентрация раствора реагента и величина рН осветляемой воды оказывают наименьшее влияние на отклик, т.е. фактически качественные характеристики модели не улучшаются с включением перечисленных параметров.

Поэтому, для данных условий в качестве математической модели можно принять линейную регрессионную модель с тремя независимыми переменными (зависимость дозы реагента от эффекта осветления, температуры очищаемой воды и исходной концентрации взвешенных веществ в карьерных и ливневых водах):

У = 0,109 + 0,0168 ■ х, + 0,00002 • х2 - 0,0047 • х,,

где Y- доза реагента, мг/л; X, - эффект осветления, %, х2 - исходная концентрация взвеси, мг/л; X, - температура осветляемой воды, °С.

По данной функциональной зависимости для определяемых параметров построены графики в программе «Mathcad», позволяющие определить оптимальную дозу флокулянта Зетаг 64 в зависимости от заданных исходных переменных, характеризующих определенные условия осветления.

Рис. 6. Зависимость дозы реагента Зетаг 64 от исходной концентрации взвешенных веществ и

температуры очищаемых сточных вод при требуемом эффекте осветления 95%

Представленные на рис. 6 зависимости позволяют при известных значениях температуры очищаемых потоков определить необходимую дозу реагента Зетаг 64, введение которой позволит добиться требуемого, в данном случае 95%-ного эффекта осветления. При необходимости могут быть получены аналогичные зависимости при меньших значениях эффекта осветления.

Таблица 6

Сравнительная характеристика эффективности действия исследуемых коагулянтов и флокулянтов

Реагент рН очищаемой воды Концентрация взвеси в исходной воде, мг/л Температура очищаемой воды, °С Концентратом реагента, % Доза реагента, мг/л Эффект осветления, %

Без реагента 8 400 18 - - 23

Сернокислый алюминий 8 400 18 4 80-90 60-61

Хлорное железо 8 400 18 4 70-90 59-61

ВПК-402 8 400 18 0,05-0.2 1,5-2 71-75

ПАА 8 400 18 0.2 1,7-2 54-56

Магнафлок 351 8 400 18 0.1 1,7-2 82-85

Магнафлок 333 8 400 18 0,1 1,7-2 62-65

Магнафлок 155 8 400 18 0,1 1,7-2 84-85

Магнафлок 156 8 400 18 0,05-0,1 1,7-2 65-67

Магнафлок 292 8 400 18 0,025-0,1 1,2-1,5 90-91

6, 7, 9* 400 18 0,025 1,2-1,5 90-91

8 400 3-5, 10** 0,025 1,5-1,7 89-91

8 400 15, 20** 0.025 1,2-1.5 90-91

8 800, 1200, 1600*** 18 0,025 1,5-1,7 89-91

Зетаг 64 8 400 18 0,025-0,1 1,2-1,5 92-95

6, 7, 9* 400 18 0,025 1,2-1,5 90-95

8 400 3-5, 10** 0,025 1,5-1,7 90-92

8 400 15, 20** 0.025 1,2-1,5 92-95

8 800, 1200. 1600*** 18 0,025 1,5-1,7 90-93

* -рН смеси карьерных и ливневых вод Мугунского разреза по данным аналитического контроля может колебаться от 6 до 9,

* * - сезонные колебания температуры сточных вод.

*** - начальные концентрации взвеси в поступающей на очистку воде могут варьировать в пределах 400-1600 мг/л

В четвертой главе на основе результатов экспериментальных исследований по интенсификации процесса осветления карьерных и ливневых сточных вод на основе использования метода флокуляции разработана принципиальная технологическая схема (рис 7)

Рис 7 Предлагаемая принципиальная схема очистки смеси карьерных и ливневых сточных вод Мугунского угольного разреза

Полупромышленные испытания предложенной технологии проводились на лабораторной базе Мугунского угольного разреза в различные периоды времени 2002 года с целью оценки сезонных колебаний очищаемых потоков сточных вод и сопоставимости результатов лабораторных исследований процесса флокуляции на модельных водах при использовании катионных высокомолекулярных флокулянтов Магнафлок 292, Зетаг 64

Результаты полупромышленных испытаний, проведенных на реальных сточных водах, позволили рекомендовать для промышленного использования флокулянт Зетаг 64, т к его применение в технологии осветления смеси карьерных и ливневых сточных вод Мугунского разреза позволило получить более высокие значения эффекта очистки, по сравнению с реагентом Магнафлок 292 Остаточная концентрация флокулянта в очищенных водах составила величину 0,005 мг/л

Для эколого-экономического обоснования предлагаемой схемы проведено сравнение технико-экономических показателей трех вариантов возможных технологических схем существующей схемы, предлагаемой и традиционной (альтернативной предлагаемой по степени очистки) по показателю приведенных затрат и величине предотвращенного экологического ущерба Результаты расчетов основных технико-экономических показателей представлены в таблицах 7 и 8 Величина годового предотвращенного экологического ущерба при внедрении разработанной технологии интенсификации процесса осветления карьерных сточных вод на Мугунском угольном разрезе составит 57130 тыс руб/год

Таблица 7

Основные технико-экономические показатели сравниваемых технологических схем

Таблица 8

Экономическая эффективность предлагаемой техно югической схемы

Показатель Единица измерения Численное значение

Предотвращенный ущерб (годовой) тыс р>б/год 57130,0

Экономический ре!ультат (годовой) тыс руб/год 57130,0

Капитальные вчожения тыс руб 57092,54

Экспчуатационные расходы тыс руб/год 5320,45

Приведенные затраты тыс руб/год 12771 55

Чистый экономический эффект (годовой) ■гас руб/год 44358,45

Чистый экономический эффект от внедрения предлагаемой технологической схемы с учетом рассчитанного предотвращенного экологического ущерба, наносимого водным ресурсам и приведенных затрат на строительство сооружений составит 44358,45 тыс руб /год (в ценах III квартала 2004 года)

Общие выводы

1 Исследованы особенности формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза По размерам притоков Мугунское месторождение относится к средней группе геологической сложности 150-450 м3/ч Типизация их состава выполнена на основе классификации геологических структур угленосных формаций, подземные воды, играющие основную роль в формировании притоков воды в разрез, имеют благоприятный химический состав и являются нейтральными, пресными, с низкой минерализацией и жесткостью В процессе отработки месторождения подземные воды, изливающиеся на поверхность, неизбежно загрязняются нерастворимыми примесями (угольными и породными частицами), что обусловливает наличие высоких концентраций взвешенных веществ в карьерных водах Ливневые и талые воды, отводимые с территории разреза, привносят загрязнения в виде пылевидных и глинистых частиц в суммарный поток сточных вод, направляемых на очистку, с дальнейшим сбросом в открытый водоем Средний размер частиц в потоках карьерных и ливневых сточных вод составляет 5-50 мкм, что свидетельствует о высокой седиментационной устойчивости дисперсной фазы в сточных водах

2 Дана оценка эффективности процесса безреагентного осветления карьерных сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунскою разреза Эффект очистки составляет 23-50%, что является недостаточным для соответствия установленным нормативам сброса очищенных вод в поверхностный водоем Проведенные расчеты величин ПДС в р Ия и сопоставление качественных характеристик карьерных и ливневых сточных вод, направляемых на очистку, позволили определить необходимый эффект их осветления - 90-95%

3 Проведенный сравнительный анализ эффективности существующих в угольной промышленности основных методов и технологических схем очистки карьерных сточных вод показал, что наиболее распространенная высокоэффективная схема, включающая в себя две ступени очистки: безреагентное или реагентное отстаивание в прудах-отстойниках с дальнейшим фильтрованием, отличается высокими капитальными затратами и сложностью эксплуатация Поэтому в настоящей работе исследована возможность интенсификации осветления карьерных сточных вод в существующем пруде-отстойнике за счет применения эффективных синтетических высокомолекулярных реагентов, что позволит достичь необходимой степени очистки.

4 Обоснован выбор реагентов - интенсификаторов процессов седиментации взвешенных веществ, позволяющих достичь нормативных показателей качества очищенной воды, пригодной как для сброса в прилегающий к разрезу водоем, так и для технических нужд угледобывающего предприятия

5 Исследованы физико-химические параметры процессов осветления карьерных и ливневых сточных вод и факторы его интенсификации с учетом влияния величины рН, температуры, химических свойств применяемых флокулянтов Использование катионных флокулянтов Магнафлок 292 и Зетаг 64 позволяет значительно повысить степень очистки исследуемых сточных вод Мугунского разреза (с 23% по взвешенным веществам до 90-95%), и сократить время отстаивания с 14 часов до 30-40 минут. Оптимальные дозы Магнафлок 292 и Зетаг 64 составляют 1,2-1,7 r/м3 и не требуют корректировки в случае варьирования основных физико-химических параметров исходной воды рН (6-9), температуры (3-20°С), начальной концентрации взвешенных веществ (400-1600 мг/л)

6 Изучены особенности механизма процесса флокуляционной очистки с учетом физико-химических характеристик состояния дисперсных систем (композиции угольно-породных, глинистых, пылевидных частиц) и закономерностей взаимодействия с ними реагентов - синтетических высокомолекулярных катионных флокулянтов. Наблюдаемые закономерности в процессах осветления с использованием катионных флокулянтов позволяют предположить наиболее вероятное протекание процесса флокуляции по мозаичному механизму.

7 Выполнена статистическая обработка экспериментальных данных на основе регрессионного анализа и пакета прикладных программ «STATISTICA», «Excel», «Mathcad» для установления оптимальных параметров процессов осветления в промышленных условиях. Полученная модель позволяет прогнозировать 88% изменений оптимальной дозы вводимого реагента Зетаг 64 в зависимости от заданных исходных переменных

8 Разработана технология интенсификации процесса осветления карьерных и ливневых сточных вод Мугунского угольного разреза на основе использования высокомолекулярных катионных флокулянтов. Чистый экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии с учетом рассчитанного предотвращенного экологического ущерба, наносимого водным ресурсам, и приведенных затрат на строительство сооружений составит 44358,45 тыс. руб./год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Руш Е А, Балтакова О Р, Федорова Н В Основные направления переработки промышленных отходов и ТБО в Иркутской области//Сборник тезисов докладов научно-практической конференции ИрГТУ - Иркутск, 1998 С 78-83

2 Руш Е А , Леонов С Б , Балтакова О Р Разработка и перспективы реализации региональной программы «Отходы» при переработке промышленных отходов// Обогащение руд Сборник научных трудов -Иркутск, 1999 -С 34-38

3 Руш Е А, Руднева Е А, Балтакова О Р Комплексные региональные экологические программы как метод управления системами природопользования// Взаимоотношения общества и природы история, современность и проблемы безопасности Сб тезисов докладов 4-ой Всероссийской студенческой научно-практической конференции - Иркутск ИрГТУ, 1999 - С 74-76

4 Руш Е А Балтакова О Р Средозащитные технологии с применением новых сорбционных материалов//Экологобезопасные технологии освоения недр Байкальского региона современное состояние и перспективы» (к 300-летию учреждения Приказа рудокопных дел) Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции - Улан-Удэ Изд-во БНЦ СО РАН, 2000 - С 84-86

5 Руш Ь А , Балтакова О Р , Фролов В С Теоретические основы флокуляции дисперсных систем в процессах очистки карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза Иркутской области//Вестник КузГТУ -2001- №4 -С 89-93

6 Rush Ь А , Baltakova О R The possible uses of the flocculants in the quarry waters' treatment process //Proceeding of international confeience Environment and mineral processing - Ostrava, Czech Republic, 2001 - vol 3 - p p 374-378

7 Руш E A, Балтакова О Р Перспективы очистки карьерных вод угольных месторождений Иркутской области//Сборник тезисов докладов 111 конгресса обогатителей стран СНГ - Москва изд-во МИСиС, 2001 - С 147-149

8 Rush Е А , Baltakova О R Perspective trends of the increasing the effectiveness quarry waters' treatment at coal enterpnses//Proceedmg of international conference Environment and mineral processing - Ostrava, Czech Republic, 2002 - vol 5 p p 1147-1153

9 Руш Е А Балтакова О Р Возможность применения флокулятов в процессе очистки карьерных вод//Вестник КузГТУ - 2002 - №4 - С 54-59

10 Руш ЕА, Балтакова О Р Перспективы очистки карьерных вод угольных предприятий//Техника и технология экологически чистых производств Материалы VI международного симпозиума - Москва, 2002 - С 122-126

11 Руш Е А, Балтакова О Р Практическая необходимость и теоретические предпосылки очистки сточных вод открытой угледобычи катионными полиэлектролитамиУ/Техника и технология экологически чистых производств Материалы VI международного симпозиума - Москва, 2002 - С 86-89

12 Руш Е А Балгакова О Р Актуальные вопросы охраны окружающей среды в угледобывающей промышленности на примере Тугнуйского разреза//Сборник тезисов докладов IV конгресса обогатителей стран СНГ, Москва изд-во МИСиС, 2003 -С 123-125

И Руш Е А Балтакова О Р , Чжу В Н Фролов В С Эколого-экономический подход к развитию угледобывающей отрасли//Вестник КузГТУ - 2003 - №3 - С 6468

Подписано в печать И, 02-О ¿> Формат 60x84 1/16. Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л. 4 2£Г. Уч.-изд.л. У, 2 5,Тираж Шжх Зак. •/¿7. Поз .плана

ИД №06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

4 Г л л

i Ъ I 1

Введение

Глава 1. Общая характеристика объекта исследований - Мугунского

• угольного разреза Иркутской области

1.1. Особенности формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод угледобывающего предприятия

1.2. Характеристика систем водоснабжения и водоотведения Мугунского угольного разреза

1.3. Определение необходимой степени очистки сточных вод перед сбросом т их в водоем или использованием на технические нужды разреза

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Основные результаты научных исследований и практических внедрений в области очистки сточных вод угольных предприятий на примере отечественного и зарубежного опыта

2.1. Анализ основных методов очистки сточных вод угольных предприятий, технологических схем и конструкций водоочистных установок и оборудования

2.2. Высокомолекулярные соединения, используемые в отечественной и зарубежной практике очистки сточных вод, характеристика наиболее распространенных коагулянтов и флокулянтов

2.3. Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальные исследования и теоретическое обоснование процесса реагентного осветления смеси карьерных и ч' ливневых вод Мугунского разреза

3.1. Методическое обеспечение проведения исследовательских работ —

3.2. Обоснование выбора эффективных реагентов и исследование кинетических зависимостей процесса реагентной седиментации взвешенных веществ

3.2.1. Выбор эффективных реагентов для осветления исследуемых сточных вод

3.2.2. Теоретические основы флокуляции дисперсных систем для обоснования применения катионных флокулянтов в процессе очистки карьерных и ливневых вод

3.2.3. Исследования кинетических зависимостей процесса седиментации взвесей в присутствии катионных флокулянтов Зетаг 64 и Магнафлок 292—

3.3. Построение математической модели процесса флокуляции на основе регрессионного анализа экспериментальных данных

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Разработка технологической схемы осветления сточных вод и эколого-экономическое обоснование предлагаемых технических решенийг 4.1. Отработка технологических режимов флокуляционной очистки карьерных и ливневых сточных вод на реальных потоках Мугунского угольного разреза 4.2. Эколого-экономическое обоснование перспективности внедрения ! предлагаемой технологической схемы

4.2.1. Технико-экономическое сравнение вариантов технологических схем очистки карьерных сточных вод

4.2.2. Эколого-экономическая оценка предлагаемой технологической схемы очистки карьерных и ливневых сточных вод

4.3. Выводы по главе

Актуальность работы. Определяющее влияние на экологическое состояние объектов окружающей среды Приангарья оказывают отраслевые комплексы, сосредоточенные в наиболее освоенной его части. Резкое сокращение с середины 90-х годов объемов производства в угледобывающих районах Иркутской области не привело к улучшению экологической обстановки. Негативное воздействие, наносимое угледобывающими предприятиями окружающей природной среде, носит комплексный характер, так как в результате отработки угольных месторождений области открытым способом интенсивному загрязнению подвергаются: атмосфера, водные ресурсы, ландшафтные комплексы. Сложные процессы антропогенных изменений объектов окружающей среды в результате эксплуатации угольных разрезов обострили в настоящее время проблему загрязнения поверхностных водных объектов, примыкающих к территориям их отработки.

В настоящее время в Иркутской области объем добычи угля составляет 14 млн. тонн. По данным отчетности контролирующих природоохранных органов в 2004 году угледобывающими предприятиями Иркутской области сброшено в поверхностные водные объекты 4,95 млн.м3 сточных вод, в том числе: недостаточно очищенных - 0,13 млн.м3. Общая масса привносимых загрязнений составляет десятки тонн, в том числе, только взвешенных веществ - 60 тонн. Главным источником, транспортирующим загрязняющие вещества в акваторию поверхностных водоемов, примыкающих к территориям отработки угольных разрезов, является карьерная вода, получаемая в результате массированного извлечения подземных вод разрабатываемых угольных пластов с целью осушения. В Тулунском районе общий объем водоотлива Мугунского, Азейского, Тулунского угольных разрезов составляет 34 тыс.м3/сут [16, 59, 69, 70, 72].

Качественный состав карьерных сточных вод на каждом из разрезов Тулунского района специфичен и зависит от условий формирования, климатических факторов, способа отработки угленосных пластов в границах определенного карьерного поля. Приоритетным загрязняющим компонентом карьерных и поверхностных сточных вод, направляемых с территорий разрезов в водоемы, являются взвешенные угольно-породные, глинистые и пылевидные частицы. Специфические свойства и седиментационная устойчивость реальных дисперсных систем карьерных сточных вод вызывают серьезные затруднения при их осветлении, особенно в процессах безреагентного отстаивания. Снижение уровня техногенного воздействия на водные объекты, примыкающие к территориям угольных разрезов Приангарья, является одной из актуальных задач обеспечения экологической безопасности водопользования. Решение этой задачи требует применения современных методов исследований и разработки технологий интенсификации процессов осветления карьерных сточных вод угледобывающих предприятий (на примере Мугунского угольного разреза) с учетом их специфических особенностей.

Объект исследования - карьерные и ливневые сточные воды Мугунского угольного разреза Иркутской области. Реальные сточные воды в своем составе содержат высокие концентрации взвешенных веществ (400-1600 мг/л), представляющие сложную композицию угольно-породных, глинистых, пылевидных частиц.

Работа выполнена в соответствии в планом научно-исследовательских работ Иркутского государственного технического университета №47/159 «Разработка прогрессивной технологии очистки природных и сточных вод, извлечение и утилизация содержащихся в них ценных и вредных компонентов с целью улучшения качества окружающей среды и повышения полноты использования природных ресурсов».

Целью работы является исследование и разработка технологии интенсификации процессов осветления карьерных сточных вод угледобывающего предприятия с использованием эффективных седиментационных реагентов.

Идея работы заключается в обосновании возможности применения синтетических высокомолекулярных флокулянтов (сополимеров акриламида) для осветления сложных дисперсных систем в карьерных водах - композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных взвешенных частиц.

Поставленная цель достигается решением следующих задач: - исследовать особенности формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза и дать оценку эффективности процесса осветления карьерных сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунского разреза;

- провести анализ эффективности существующих схем, технологий, методов очистки карьерных сточных вод угледобывающих предприятий и обосновать выбор реагентов - интенсификаторов процессов седиментации взвешенных веществ, позволяющих достичь нормативных показателей качества очищенной воды, пригодной для частичного сброса в поверхностный водоем и максимального возврата в производство для целей технического водоснабжения и пыл епо дав ления;

- исследовать физико-химические параметры флокуляционного метода очистки сложных дисперсных систем в карьерных и ливневых сточных водах, используя в качестве факторов интенсификации процесса направленное действие высокомолекулярных синтетических флокулянтов с учетом их молекулярной массы, содержания и знака заряда ионогенных групп, а также характеристики очищаемых сточных вод (величина рН, температура); выполнить статистическую обработку экспериментальных данных для прогнозирования оптимальных параметров процессов осветления в промышленных условиях;

- изучить особенности механизма процесса флокуляционной очистки с учетом физико-химических характеристик состояния дисперсных систем в карьерных и ливневых сточных водах и закономерностей взаимодействия с ними реагентов - синтетических высокомолекулярных флокулянтов;

- разработать и апробировать технологию интенсификации процесса осветления карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза на основе использования флокулянтов в полупромышленных условиях, составить принципиальную технологическую схему процесса и дать эколого-экономическое обоснование предлагаемых решений.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использовался комплекс современных химических и физико-химических методов исследований: фотоэлектроколориметрический, потенциометрический, электрофоретический, спектрофотометрический, стандартные методики определения качества сточных вод. Для оптимизации процесса осветления применялись методы статистического регрессионного анализа экспериментальных данных и пакет прикладных программ 1 7

Mathcad. Лабораторные и полупромышленные исследования процессов флокуляции проводились в аналитической лаборатории Института геохимии СО РАН и химико-аналитической службе Мугунского угольного разреза.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

- обоснован выбор реагентов - интенсификаторов (высокомолекулярных синтетических флокулянтов), проведенный с учетом их специфической реакционной способности (молекулярной массы, содержания и знака заряда ионогенных групп) с основным улавливающим агентом (композиции угольно-породных, глинистых и пылевидных разноразмерных взвешенных частиц) и структурами, стабилизированными ими;

- впервые изучена принципиальная возможность интенсификации процесса осветления карьерных вод угольного разреза, содержащих сложную композицию взвешенных частиц, на основе применения высокомолекулярных флокулянтов с учетом особенностей формирования состава, физико-химических свойств карьерных вод, способа отработки угольных пластов, климатических условий;

- впервые выявлено доминирующее действие катионного высокомолекулярного флокулянта Zetag 64, обеспечивающего высокую скорость осветления карьерных сточных вод угольного разреза за счет ион-ионного взаимодействия с отрицательно заряженными частицами основного загрязнителя стоков - взвешенных веществ композиционного состава;

- по результатам экспериментальных исследований впервые установлен характер зависимостей процесса флокуляции от концентрации дисперсной фазы, от концентрации вводимого высокомолекулярного катионного флокулянта, от размера частиц дисперсной системы сложного состава;

- на основе регрессионного анализа экспериментальных данных получена математическая модель, позволяющая прогнозировать около 88% изменений дозы реагента по заданным значениям эффекта осветления, исходной концентрации дисперсной фазы и температуры очищаемых сточных вод.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Рекомендован для промышленного использования в процессах очистки карьерных и ливневых сточных вод Мугунского угольного разреза высокоэффективный полимерный синтетический катионный флокулянт Зетаг 64, обеспечивающий высокую (до 95%) степень осветления очищаемой воды при высоких исходных концентрациях взвешенных веществ в исходных потоках.

Разработана и предложена к перспективному внедрению технологическая схема реконструкции системы водоотведения действующего угледобывающего предприятия, включающая флокуляционную очистку высококонцентрированных по взвешенным веществам карьерных и ливневых сточных вод на основе применения высокоэффективных седиментационных реагентов и позволяющая достичь норм сброса в открытый водоем II категории водопользования. Очищенная вода (70% суммарного расхода) может быть направлена в систему технического водоснабжения для целей технического водоснабжения и пылеподавления, а 30% расхода - на сброс в водоем. Внедрение разработанных природоохранных мероприятий на Мугунском угольном разрезе позволит получить экономический эффект в размере 44358,45 тыс. руб./год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях: «Взаимоотношения общества и природы: история, современность и проблемы безопасности» (Иркутск, 1999); «Рациональное природопользование» (Йоханнесбург, 1999); «Экологобезопасные технологии освоения недр Байкальского региона: современное состояние и перспективы» (Улан-Удэ, 2000 год); III,IV конгрессах обогатителей стран СНГ (Москва, 2001,2003 г.г.); 5-th and 6-th international conferences on Environment and Mineral processing" (Ostrava, Czech Republic, 2001, 2002); международный конгресс «Вода, экология, технология - «ЭКВАТЭК-2002» (Москва, 2002); «Техника и технология экологически чистых производств» (Москва, 2002).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов и 3 приложений, библиографического списка из 130 наименований. Она содержит 132 страницы основного текста, 32 рисунка, 26 таблиц.

Общие выводы

1. Исследованы особенности формирования и физико-химического состава карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза. По размерам притоков Мугунское месторождение относится к средней группе геологической сложности: л

150-450 м /ч. Типизация их состава выполнена на основе классификации геологических структур угленосных формаций, подземные воды, играющие основную роль в формировании притоков воды в разрез, имеют благоприятный химический состав и являются нейтральными, пресными, с низкой минерализацией и жесткостью. В процессе отработки месторождения подземные воды, изливающиеся на поверхность, неизбежно загрязняются нерастворимыми примесями (угольными и породными частицами), что обуславливает наличие высоких концентраций взвешенных веществ в карьерных водах. Ливневые и талые воды, отводимые с территории разреза, привносят загрязнения в виде пылевидных и глинистых частиц в суммарный поток сточных вод, направляемых на очистку, с дальнейшим сбросом в открытый водоем. Средний размер частиц в потоках карьерных и ливневых сточных вод составляет 5-50 мкм, что свидетельствует о высокой седиментационной устойчивости дисперсной фазы в сточных водах.

2. Дана оценка эффективности процесса безреагентного осветления карьерных сточных вод на существующих очистных сооружениях Мугунского разреза. Эффект очистки составляет 23-50%, что является недостаточным для соответствия установленным нормативам сброса очищенных вод в поверхностный водоем. Проведенные расчеты величин ПДС в р. Ия и сопоставление качественных характеристик карьерных и ливневых сточных вод, направляемых на очистку, позволили определить необходимый эффект их осветления - 90-95%.

3. Проведенный сравнительный анализ эффективности существующих в угольной промышленности основных методов и технологических схем очистки карьерных сточных вод показал, что наиболее распространенная высокоэффективная схема, включающая в себя две ступени очистки: безреагентное или реагентное отстаивание в прудах-отстойниках с дальнейшим фильтрованием, отличается высокими капитальными затратами и сложностью эксплуатации. Поэтому в настоящей работе исследована возможность интенсификации осветления карьерных сточных вод в существующем пруде-отстойнике за счет применения эффективных синтетических высокомолекулярных реагентов, что позволит достичь необходимой степени очистки.

4. Обоснован выбор реагентов - ннтенсифнкаторов процессов седиментации взвешенных веществ, позволяющих достичь нормативных показателей качества очищенной воды, пригодной как для сброса в прилегающий к разрезу водоем, так и для технических нужд угледобывающего предприятия.

5. Исследованы физико-химические параметры процессов осветления карьерных и ливневых сточных вод и факторы его интенсификации с учетом влияния величины рН, температуры, химических свойств применяемых флокулянтов. Использование катионных флокулянтов Магнафлок 292 и Зетаг 64 позволяет значительно повысить степень очистки исследуемых сточных вод Мугунского разреза (с 23% по взвешенным веществам до 90-95%), и сократить время отстаивания с 14 часов до 30-40 минут. Оптимальные дозы Магнафлок 292 и Зетаг 64 составляют 1,2-1,7 г/м и не требуют корректировки в случае варьирования основных физико-химических параметров исходной воды: рН (6-9), температуры (3-20°С), начальной концентрации взвешенных веществ (400-1600 мг/л).

6. Изучены особенности механизма процесса флокуляционной очистки с учетом физико-химических характеристик состояния дисперсных систем (композиции угольно-породных, глинистых, пылевидных частиц) и закономерностей взаимодействия с ними реагентов - синтетических высокомолекулярных катионных флокулянтов. Наблюдаемые закономерности в процессах осветления с использованием катионных флокулянтов позволяют предположить наиболее вероятное протекание процесса флокуляции по мозаичному механизму.

7. Выполнена статистическая обработка экспериментальных данных на основе регрессионного анализа и пакета прикладных программ «STATISTICA», «Excel», «Mathcad» для установления оптимальных параметров процессов осветления в промышленных условиях. Полученная модель позволяет прогнозировать 88% изменений оптимальной дозы вводимого реагента Зетаг 64 в зависимости от заданных исходных переменных.

8. Разработана технология интенсификации процесса осветления карьерных и ливневых сточных вод Мугунского угольного разреза на основе использования высокомолекулярных катионных флокулянтов. Чистый экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии с учетом рассчитанного предотвращенного экологического ущерба, наносимого водным ресурсам, и приведенных затрат на строительство сооружений составит 44358,45 тыс. руб./год.

1. Алешина М.Т., Ли В. Н. Полимеры в фармации. М.: Медицина, 1985. - 254 с.

2. Аюкаева Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1985. -120 с.

3. Бабенков Е. Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 1977. -356 с.

4. Балахонова Е. А. Особенности работы напорных фильтров на шахте «Гусино-зерская» ПО «Востсибуголь»//Высокоэффективные методы и аппараты для очистки шахтных вод: Сб. науч. тр. / ВНИИОСуголь. Пермь, 1989. -С. 25-31.

5. Баран А. А. Полимерсодержащие дисперсные системы. Киев: Наук, думка, 1986. -202 с.

6. Баран А. А., Тесленко А. Я. Флокулянты в биотехнологии. Л.: Химия, 1990. -144 с.

7. Баран А.А., Соломенцева И.М. Флокуляция дисперсных систем водорастворимыми полимерами и ее применение в водоочистке//Химия и технология воды, 1983, 5, №2, С. 120-137.

8. Берелович А.Х. Интенсификация процессов реагентного умягчения природных вод с использованием флокулянтов: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.04. -25 с.

9. Вейцер Ю. И., Минц Д. М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.: Стройиздат, 1975. -190 с.

10. Возможность использования шлаковой пемзы и гранулированного шлака в качестве зернистых фильтрующих материалов/М.Д.Андриевская, О.Г.Швиденко, Н.В.Ярошевская //Химия и технология воды. 1989. -т. 11, №3. - С. 253-256.

11. Гайдук Р.Д., Ижболдина В.И. Результаты промышленных испытаний метода осветления шахтных вод Печорского бассейна в восходящем потоке со слоем взвешенного осадка. В кн.: Очистка шахтных вод. - М.: ИГД им. Скочинского, 1974.

12. Гидрогеология СССР. Том XIX. Иркутская область. М: Недра, 1968 г. - 495 с.

13. Гончарук В. В., Дешко И. И., Герасименко Н. Г. и др. Коагуляция, флокуляция, флотация и фильтрование в технологии водоподготовки // Химия и технология воды, 1998, т. 20, №1,- С. 19-31.

14. Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод предприятий угольной промышленности. М.: Недра, 1981.

15. Гулян А. Г. Использование вулканических шлаков в фильтровальных сооружениях для очистки питьевой воды//Научные труды АКХ. —1973. Вып. 98. - С. 114-120.

16. Дробленный керамзит новый фильтрующий материал для водоочистных фильтров/ В. Н. Мартенсен, Р. И. Аюкаев, А. К. Стрелков и др.- Куйбышев: КуИСИ,-1976-168 с.

17. Жуков А. И., Монгайт JI. И., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1977.

18. Запольский А. К., Баран А. А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. Л.: Химия, 1987. - 208 с.

19. Использование высокомолекулярных флокулянтов для осветления шахтных вод / Ткаченко Н. Т., Давиденко В. А. // Экол. пробл. горн, произв-ва, перераб. и размещ. отходов: 2 науч.-техн. конф., Москва, 30 янв. 3 февр., 1995: Докл. Т.1. -М., 1995.-С. 219-221.

20. Канализация населенных мест и промышленных предприятий (Справочник проектировщика). М.: Стройиздат, 1981. - 639 с.

21. Каплунов Ю.В., Климов СЛ., Красавин А.П. Экология угольной промышленности России на рубеже XXI века. М: Изд-во Академии горных наук, 2001. - 295 с.

22. Кац А. С. Очистка рудничных сточных вод горнодобывающих предприятий от взвешенных веществ: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Л., 1989. - 20 с.

23. Кожетьев А. Ж., Беляева Г. Н. Станции очистки шахтных (карьерных) вод на базе аппаратов заводского изготовления // Высокоэффективные методы и аппараты для очистки шахтных вод: Сб. науч. тр./ВНИИОСуголь. Пермь, 1989. -С. 10-15.

24. Комплексная переработка шахтных вод/ А. Т. Пилипенко, И. Т. Гороновский, В. Д. Гребенюк и др.; Под ред. А. Т. Пилипенко. К.: Техшка, 1985. -183 с.

25. Контактные осветлители для очистки воды/ Под ред. Д. И. Минца. М.: Изд-во Минкоммунхоза РСФСР, 1955. -172 с.

26. Красавин А. П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М.: Недра, 1991. -221 с.

27. Красавин А.П., Бугайченко В.Е. Охрана природы в угольной промышленности. М.: ЦНИЭИуголь, 1987.

28. Красавин А.П., Кукушкин В.М.; Мосинец В.Н., Грязнов М.В. Горные работы и окружающая среда. М.: Недра, 1978. - 192 с.

29. Кузнецов В.В. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1968.

30. Кузькин С. Ф., Небера В. П. Синтетические флокулянты в процессах обезвоживания. М., 1963. - 245 с.

31. Кульский Л. А., Накорчевская В. Ф., Слипченко В. А. Активная кремнекислота и проблема качества воды. Киев: Наук, думка, 1969. - 238 с.

32. Кургаев Е. Ф. Осветлители воды. М.: Стройиздат, 1977. - 192 с.

33. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. -М.: Высшая школа, 1988. -239 с.

34. Меркулов В. А. Охрана природы наугольных шахтах. М.: Недра, 1981. - 184 с.

35. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. М., 1999 г.

36. Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами. Харьков, 1990.

37. Методические указания по подготовке исходных данных для проектирования очистных сооружений шахтных вод. М.: ВНИИОСуголь, 1979.

38. Методические указания по установлению предельно-допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водные объекты со сточными водами. М.: Гидрометеоиздат, 1982.

39. Минц Д. М. Теоретические основы технологии очистки воды. М.: Стройиздат, 1964. - 156 с.

40. Минц Д. М., Шуберт С. А. Фильтры АКХ и расчеты промывки скоростных фильтров. М.; Л.: Изд-во МКХ РСФСР, 1951. -175 с.

41. Михайлов А. М. Охрана окружающей среды на карьерах: Учеб. пособие. К.: Вьпца шк., 1990. -264 с.

42. Монгайт И. Л., Текиниди К. Д., Николадзе Г. И. Очистка шахтных вод. М.: Недра, 1978. -173 с.

43. Мосинец В. Н., Грязнов М. В. Горные работы и окружающая среда. М.: Недра, 1978. -192 с.

44. Мудров В.И., Кушко В.Л. Методы обработки измерений. М., 1983. -304 с.

45. Мягченков В. А., Баран А. А., Бектуров Е. А. и др. Полиакриламидные флоку-лянты/ Казан, гос. технол. ун-т. Казань, 1998. -288 с.

46. Мягченков В. А., Куренков В. Ф. Полимеракриламидные флокулянты// Использование новых технологий в решении задач предотвращения загрязнения окружающей среды. Хабаровск, 1991. - С. 3-29.

47. Мязин В.П., Тимофеева С.С. и др. Методические указания по применению водорастворимых полимеров для кондиционирования воды при разработке россыпных месторождений. Иркутск, 1995.

48. Н.Дрейпер, Г.Смит. Прикладной регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика., 1986. - 366 с.

49. Небера В. П. Флокуляция минеральных суспензий. М.: Недра, 1983. - 288 с.

50. Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Водорастворимые полимеры.-Л.: Химия, 1979.- 146 с.560 стабильности характеристик керамзитовой загрузки при эксплуатации фильтров / С. М. Тандалов и др.//Водоснабжение и санитарная техника.- 1977,- №6,-С. 5.

51. Опыт применения клиноптилолита в качестве фильтрующего материала скорых фильтров на промышленных водоочистных станциях/ Г. Г. Руденко, Ю. И. Та-расевич, В. А. Кравченко и др. // Химия и технология воды. 1983. -т.5, №1. -С. 54-55.

52. Опыт эксплуатации и перспективы применения фильтрующего материала из горелых пород/ А. М. Фоминых, Н. Д. Артеменюк и др.//Изв. высш. учеб. заведений Строительство и архитектура. М.: Высшая школа, 1976. - №12. - С. 124127.

53. Охрана окружающей среды в России: Стат. сб./Госкомстат России. М., 1998.202 с.

54. Охрана окружающей среды при подземной разработке угольных месторождений/ Е. А. Ельчанинов, Е. В. Беляев, М. И. Бесков и др. М.: Наука, 1995. -240 с.

55. Охрана природы в Донецком и Верхнесилезском угольных бассейнах / К. Ф. Сапицкий, С. М. Ильенко, М. Худек и др. Под ред. проф. К. Ф. Сапицкого (СССР) и проф. М. Худека (ПНР). М.: Недра, 1979. - 232 с.

56. Охрана природы, совершенствование техники и технологии на карьерах: Сб. научных трудов. М., 1994. - 94 с.

57. Очистка шахтных вод от взвешенных частиц / Гепфман М. И. и др.//Новое в техн. и технол. пищ. отраслей пром-ти/ Кемер. технол. ин-т пищ. пром-ти. Кемерово, 1995. - С. 51.

58. Панина Е. Ф. Состав, свойства и методы очистки сточных вод предприятий горной промышленности: Учеб. пособие по химии для студентов горн. спец. М., 1990. - 43 с.

59. Парахонский Э. В. Охрана водных ресурсов на шахтах и разрезах. М.: Недра, 1992. - 191 с.

60. Повышение эффективности природоохранных работ в угольной промышленности. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. Пермь: ВНИИОСуголь, 1987.

61. Подземные воды Иркутского угленосного бассейна. М.: Издательство Академии наук СССР, 1961. - 216 с.

62. Предварительные данные о гидрологическом режиме рек Азей и Ия. Иркутск: СИБГИПРОБУМ, 1968.

63. Природные ресурсы и охрана окружающей среды: Статистический сборник/Госкомстат РФ. Иркутский областной комитет государственной статистики. -Иркутск, 2003.-88 с.

64. Природные ресурсы и охрана окружающей среды'97: Стат. сб./ Иркутский облкомстат. Иркутск, 1998. - 50 с.

65. Результаты технологических исследований зернистых материалов для водоочистных фильтров/Барышников Т. И., Мухортов В. К., Сперанский В. С. // Соверш. инж. оборуд. зданий и сооруж./Челяб. гос. техн. ун-т. Челябинск, 1990.-С. 60-63.

66. Российский статистический ежегодник: Стат. сб./Госкомстат России.-М., 1999. -621 с.

67. Руководство по анализу шахтных вод/ВНИИОСуголь. Пермь, 1980. - 283 с.

68. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М.: Стройиз-дат, 1973. - 272 с.

69. Руш Е.А., Балтакова О. Р. Актуальные вопросы охраны окружающей среды в угледобывающей промышленности на примере Тугнуйского разреза//Сборник тезисов докладов IV конгресса обогатителей стран СНГ, Москва: изд-во МИ-СиС, 2003.-С. 123-125.

70. Руш Е.А., Балтакова О.Р. Возможность применения флокулянтов в процессе очистки карьерных вод//Вестник КузГТУ. 2002. - №4. - С. 54-59.

71. Руш Е.А., Балтакова О.Р. Перспективы очистки карьерных вод угольных пред-приятий//Техника и технология экологически чистых производств: Материалы VI международного симпозиума. Москва, 2002. - С. 122-126.

72. Руш Е.А., Балтакова О.Р. Перспективы очистки карьерных вод угольных месторождений Иркутской области//Сборник тезисов докладов III конгресса обогатителей стран СНГ. Москва: изд-во МИСиС, 2001. - С. 147-149.

73. Руш Е.А., Балтакова О.Р., Федорова Н.В. Основные направления переработки промышленных отходов и ТБО в Иркутской области//Сборник тезисов докладов научно-практической конференции ИрГТУ. Иркутск, 1998. - С.78-83.

74. Руш Е.А., Балтакова О.Р., Фролов B.C. Теоретические основы флокуляции дисперсных систем в процессах очистки карьерных сточных вод Мугунского угольного разреза Иркутской области//Вестник КузГТУ. 2001. - №4. - С. 89-93.

75. Руш Е.А., Балтакова О.Р., Чжу В.Н., Фролов B.C. Эколого-экономический подход к развитию угледобывающей отрасли//Вестник КузГТУ. 2003. - №3. -С.64-68.

76. Руш Е.А., Леонов С.Б., Балтакова О.Р. Разработка и перспективы реализации региональной программы «Отходы» при переработке промышленных отхо-дов//Сборник научных трудов «Обогащение руд». Иркутск, 1999. - С.34-38.

77. Рязанцев А. А., Цыцыктуева Л. А., Дашибалова Л. Т. Доочистка сточных вод на фильтрах с цеолитовой загрузкой//Водоснабжение и санитарная техника. 1994.- №2. С. 28.

78. СанПиН №4630-88 "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения". Москва, 1988.

79. Сотскова Т. 3., Ярошевская Н. В. Влияние ионного состава воды на эффективность ее осветления в процессе безреагентного фильтрования//Химия и технология воды. 1993. - т. 15, №3. - С. 231-236.

80. Способ и фильтр для очистки шахтных вод. Sposib i filtr do oczyszania wod kopalnianych: Пат. 157997 Польша, МКИ5 E 21 F17/00, E 21 F16/00/ Marrcinek s.- №271039; Заявл. 4.03.88; Опубл. 18.09.89.

81. Тарасевич Ю. И. Физико-химические свойства клиноптилолита и его применение в качестве фильтрующего материала скорых фильтров на промышленных водоочистных станциях// Докл. конф. «Slovzeo-84» (ЧССР, Высокие Татры, окт. 1984).- 1984,-4.2.-С. 76-81.

82. Текиниди К. Д., Екатов О. В. Интенсификация осаждения взвешенных веществ в шахтных водах/Ючистка шахтных вод на предприятиях угольной промышленности: Научные труды (выпуск XV). Пермь: Пермское книжное изд-во, 1973.-С. 50-54.

83. Технологические схемы очистки от взвешенных веществ и обеззараживание шахтных вод. Каталог. М.: ЦНИЭИуголь, 1985.

84. Технология очистки природных вод. Методические указания к лабораторным работам по очистке природных вод для студентов специальности 1217. Ленинград, 1977.

85. Тимофеева С. С., Бейм А. М., Бейм А. А. Эколого-технологические принципы выбора флокулянтов для очистки сточных вод от глинистых взвесей.// Химия и технология воды, 1994, т. 16, №1, С. 72-76.

86. Томаков П. И. и др. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: Издательство Московского государственного горного университета. -1994 г.-418 с.

87. Укрупненные показатели стоимости строительства. Здания и сооружения вне-площадочных систем водоснабжения и канализации промышленных предприятий. -М.: Стройиздат, 1980.

88. Укрупненные сметные нормы на сооружения водоснабжения и канализации. -М.: Издательство литературы по строительству, 1972.

89. Укрупненные сметные нормы сооружения водоснабжения и канализации. М.: Стройиздат, 1976.

90. Фильтр для очистки жидкости: А. с. 1835303 СНГ, МКИ В 01 Д 24/12 /Смердов Г. Г. и др. №4821589/26; Заявл. 28.04.90; Опубл. 23.08.93.

91. Флокулирующая способность некоторых природных и синтетических поликомплексов /Ю.Г.Тарасенко, Е.Т.Ускова, Т.Г.Ежева и др. //Химия и технология воды. 1980. - т. 2, №1. - С. 38-42.

92. Фоминых А. М., Артеменок Н. Д. Гидравлические и технологические свойства фильтрующего материала из дробленных горелых пород // Труды АКХ им. К. Д. Памфилова, сер. Водоснабжение, вып. 98. -М., 1973. С. 121-125.

93. Харионовский А. А. Очистка шахтных вод от взвешенных веществ// Охрана окружающей среды на предприятиях угольной промышленности СССР. М.: ИГД им. Скочинского, 1977. - С. 21-28.

94. Харионовский А. А., Золотухин И. А. Исследование режима реагентной обработки шахтных вод Воркутинского месторождения // Высокоэффективные методы и аппараты для очистки шахтных вод: Сб. науч. тр. / ВНИИОСуголь. -Пермь, 1989. -С. 63-70.

95. Харионовский А. А., Золотухин И. А. Исследование технологических свойств шахтных вод // Охрана окружающей среды на предприятиях угольной промышленности СССР. М.: ИГД им. Скочинского, 1977. - С. 3-15.

96. Харионовский А.А., Золотухин И.А. Оценка способов повышения работы горизонтальных отстойников//Охрана окружающей природной среды. М.: ИГД, 1978, С. 14-20.

97. Хименко JI. J1. Способы получения, строение, принцип действия синтетических флокулянтов: Учеб. пособие. Пермь, 1998. -19 с.

98. Ю8.Хрусталев Ю.П. Методы обработки данных. Пособие по выполнению лабораторных работ. Иркутск, 2004 г. - 47 с.

99. Шевцов М.Н. Технические решения проблем охраны водных ресурсов в горнодобывающей промышленности юга Дальнего Востока: Автореф. дис. на соискание ученой степени докт. техн. наук. Хабаровск, 1999.

100. Шистерова JI. Г. Применение полимерных флокулянтов для интенсификации процессов очистки шахтных вод от взвешенных веществ // Высокоэффективные методы и аппараты для очистки шахтных вод: Сб. науч. тр. / ВНИИОСуголь. -Пермь, 1989.-С. 15-25.

101. Щадов И. М. Этапы развития угольной промышленности Восточной Сибири// Уголь. 1999. - №8. - С. 72-74.

102. Ямщикова И.В., Судникович В.Г. Технико-экономическое обоснование проектов водоснабжения и водоотведения: Учебное пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002.

103. ПЗ.Ярошевская Н. В. Обоснование целесообразности фильтрования в направлении убывающей крупности зерен загрузки при очистке воды. Деп. в ВИНИТИ, №674. -10 с.

104. Ярошевская Н. В., Андриевская М. Д., Сотскова Т. 3. Анализ влияния различных факторов на эффективность работы водоочистных фильтров // Химия и технология воды. 1993. - т. 15, №4. - С. 294-303.

105. Ярошевская Н. В., Андриевская М. Д., Сотскова Т. 3. Новые конструкции сооружений в технологии очистки воды фильтрованием через зернистые загрузки // Химия и технология воды. 1994. - т. 16, №6. - С. 641-646.

106. Ярошевская Н. В., Муравьев В. Р., Сотскова Т. 3. Влияние флокулянтов LT27 и 573С на качество очистки воды при контактной коагуляции // Химия и технология воды, 1997, т. 19, №3, С. 309-314.

107. Ярошевская Н. В., Сотскова Т. 3. Новые конструктивные элементы комплексного назначения для фильтров с зернистой загрузкой // Химия и технология воды. 1996. - т. 18, №6. - С. 591-595.

108. Ярошевская Н. В., Сотскова Т. 3., Мушинская А. Г. Влияние флокулянтов АК и С-581 на кинетику процесса очистки воды фильтрованием через зернистую загрузку // Химия и технология воды. 1997. - т. 19, №5. - С. 532-538.

109. Activated carbon filtering out the competition// Ind. Miner. (Gr. Brit.). - 1998. -№370.-p. 31.

110. Conley W. R. High-rate filtration // Ibid. 1972. - 64, №3. - p.p. 203-206.

111. Gregory J.//J. Colloid a. Interf. Sci., 1973. V. 42. - №3. - p.p. 448-456.

112. Gregory J.//Trans. Farad. Soc., 1969. V.65. - №8. - p.p. 2260-2268.

113. Healy T.W., La Mer V.K.//J.Colloid Sci., 1964. V. 19. - №4. - p.p. 223-232.

114. Klein Т., Flick Y. Vergleichende Betrachtungen tiber die hydraulishen Verhultnisse und den Filtrations Effect von Einschicht- und Mehrschichtfiltern-Bohrtechn., Brunnenbau, Rohrleitungsbau, 1973, №3, s.83-90.

115. La Mer V.K.//Disc.Faraday Soc., 1966. №42. - p. 248-254.

116. Meltzer Y.L. Water-soluble Resins and Polymers N.Y.: Park Ridge, 1976.-372p.

117. Processes for sewage treatment in a renewable coal filter described. Mining Equipment News, 1972, January, p. 14.

118. Rush E.A., Baltakova O.R. The possible uses of the flocculants in the quarry waters' treatment process.//Proceeding of international conference Environment and mineral processing. Ostrava, Czech Republic, 2001. - vol.3. - p.p. 374-378.