CC BY
0УДК 628.33
Свинаренко С.А.
главный инженер проекта по объектам водопользования ООО «Проектный институт «БИМСИСТЕМА» (г. Кемерово, Россия)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ ОТСТОЙНИКА
Аннотация: в настоящее время при формировании первичных отстойников на очистных сооружениях карьерных и шахтных вод эффективность осветления принимается на основании справочных данных. В настоящей статье рассмотрено как дополнительные лабораторные исследования поступающего стока могут оптимизировать расходы на строительно-монтажные расходы при формировании отстойника.
Ключевые слова: осаждение, карьерные воды, добывающая промышленность, сточные воды, отстойник, осветление.
Вопросы, связанные с карьерным и шахтным водоотливом, являются существенной проблемой для горнодобывающих предприятий. С одной стороны водоотлив является побочным процессом ведения горных работ, который не приносит прибыль, но при этом на его формирование и эксплуатацию собственник предприятия вынужден нести финансовые затраты. С другой стороны, без удаления воды из горных выработок невозможно заниматься добычными работами.
К сожалению, из-за того, что водоотлив является побочным процессом ведения горных работ, подход некоторых предприятий к водоотведению и очистке воды, в настоящий момент, носит скорее формальный, чем практический характер. Так, например часть стоков сбрасывается в водные объекты без очистки или же не очищенными должным образом.
Вышесказанное влияет на системный анализ фактических данных по очистке стока на действующих очистных сооружениях карьерных, шахтных и поверхностных вод. Незначительная часть недропользователей готова пойти на увеличение затрат на качественный мониторинг эффективности очистки на своих очистных сооружениях несмотря на то, что это может позволить уменьшить затраты на СМР при их реконструкции или строительстве новых. Так, например, при контроле концентрации загрязняющих веществ в исходном стоке - определяется только их фактическая концентрация, но при этом не проводится анализ эффективности их осаждения. Так же стоит отметить, что замер фактических концентраций производится с периодичностью один раз в месяц, что так же не позволяет проанализировать изменения качества стока внутри календарного месяца.
В настоящее время у многих разработчиков проектной документации сложилась практика, что для определения эффективности осаждения взвешенных веществ в отстойнике принимаются данные различных справочных материалов, которые не учитывают реальную картину осаждения и специфику предприятия. Согласно этим справочным материалам, эффективность осаждения достигает от 70 до 90% при осаждении продолжительностью от 7 до 12 часов. Для обеспечения такой длительности осаждения требуется сформировать проточный отстойник значительной длины и, следовательно, требующий значительных затрат на строительство.
Практическое решение
При разработке технических решений для строительства новых очистных сооружений карьерных вод для действующего угледобывающего предприятия от заказчика был получен стандартный протокол качества исходной (карьерной) воды с концентрацией взвешенных веществ 8000 мг/л.
Для оптимизации затрат на строительство отстойника было принято решение об исследовании стока на эффективность осаждения по времени с целью получения реальной картины.
Формирование стока, поступающего на будущие очистные сооружения, происходит в трех участках открытых горных работ. Сток из них может поступать как по отдельности с каждого участка, так и вперемешку. Для каждого участка было отобрано несколько проб воды. Затем пробы испытывалась на концентрацию взвешенных веществ в верхнем слое с шагом в 2 часа (на 0-й,2-й,4-й,6-й и 8-й час).
Рисунок 1. Мерные цилиндры с исследуемым стоком.
Отдельно стоит отметить, что при дополнительном исследовании стока были выявлены начальные концентрации взвешенных веществ, значительно отличающиеся от ранее выданных исходных данных.
Усреднённые результаты для каждого участка открытых горных работ сведены в графический и табличный вид.
11000 10 000 9000 8000 7000 6000 5000
то
3000 2000'
1000 <1
график осаждения полученный
по справочным материалам
" \ граница погрешности измерений
\ для участка IV1
\ X \ \ граница погрешности измерений
\ для участка №2
\ граница погрешности измерении
1 • \ \ для участка щ
V % \ 1 чЛ о точки замерод
41
■* Л К
V \ Xх
\ у \ \ V
\Д \ V
\ V \ \ \ ч \ V
■
» < ( ■—
\ '—-.1 1
-1 1 1 1 \ 1
J 1
0 12 3
8 часод
Рисунок 2. График осаждения взвешенных веществ.
Как видно из полученных данных концентрация взвешенных веществ на участке №1 превышает концентрации на остальных участках, что связано с разной интенсивностью работ на этих участках. Наибольший эффект осаждения достигается в промежутке до 4-го часа, далее эффект осветления незначительный. Отдельно стоит обратить внимание, что эффективность осветления при концентрации менее 2000 мг/л незначительна или же находится на уровне погрешности измерений.
На основании вышесказанного было принято решение о дальнейшей реализации разработки проектной документации с отстойником, рассчитанным на 4-х часовое осаждение вместо 8-ми часового (как планировалось ранее).
Таблица 1. Эффективность осаждения взвешенных веществ на различных участках.
Час Участок №1 Участок №2 Участок №3
Концентрация взвешенных веществ, мг/л Эффективность осаждения Концентрация взвешенных веществ, мг/л Эффективность осаждения Концентрация взвешенных веществ, мг/л Эффективность осаждения
к предыдущему часу к первоначальной концентрации к предыдущему часу к первоначальной концентрации к предыдущему часу к первоначальной концентрации
0 11 500 - - 2 130 - - 930 - -
2 6 300 45,22 45,22 2 050 3,76 3,76 930 0 0
4 2 630 58,25 77,13 2 020 1,46 5,16 900 3,23 3,23
6 2 630 0 77,13 1 970 2,48 7,51 880 2,22 5,38
8 2 360 10,27 79,48 1 970 0 7,51 860 2,27 7,53
Вывод.
Незначительные временные и финансовые затраты на исследование качества стока позволило выявить реальную картину осаждения карьерного стока, оптимизировать затраты на строительно-монтажные работы, дало возможность более корректного подбора второй ступени очистки.
Таблица 2. Эффективность осаждения взвешенных веществ на различных участках.
№ Наименование Значение Примечание
1 Срок выполнения инженерных изысканий и предпроектной проработки +15 рабочих дней к срокам разработки ПИР Согласование мест отбора проб, подготовка к выезду, выезд, забор проб, лабораторные испытания, обработка лабораторных испытаний
2 Стоимость выполнения проектных и изыскательских работ +5% к стоимости ПИР Параметр, зависящий от логистики региона строительства
3 Снижение стоимости работ по выемке грунта при строительстве отстойника -48,00% В расценках 2024 года. Зависит от способа строительства
4 Снижение стоимости работ на формирование ПТФ экрана при строительстве отстойника -46,00%
5 Общее снижение стоимости выполнения работ по строительству отстойника -46,84%
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Молоков М.В. Очистка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок / М.В. Молоков, В.Н. Шифрин. — Москва: Стройиздат, 1977. — 104 с. ил., 20. — (Защита окружающей среды);
2. Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки. поверхностного стока селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. Методическое пособие НИИ ВОДГЕО. Москва 2015 год;
3. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения;
4. Канализация: учебник для строит. техникумов по специальности "Строительство водопроводных и канализационных сетей и сооружений" / С. В. Яковлев, Ю. М. Ласков. Москва: Стройиздат, 1987. - 319 с
Svinarenko S.A.
Project Institute "BIMSISTEMA" (Kemerovo, Russia)
RESEARCH OF SEDIMENTATION EFFICIENCY OF
SUSPENDED SUBSTANCES FOR PURPOSE OF OPTIMIZING OVERALL DIMENSIONS OF A SETTLEMENT TANK
Abstract: currently, when forming primary settling tanks at treatment facilities for quarry and mine waters, the efficiency of clarification is accepted on the basis of reference data. This article considers how additional laboratory studies of incoming runoff can optimize the costs of construction and installation expenses when forming a settling tank.
Keywords: sedimentation, quarry water, mining industry, wastewater, settling tank, clarification.
