CC BY
28
ОЧИСТКА ШАХТНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕМАСЛОПРИМЕСЕЙ И ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
О.Н. Исаев, O.A. Лапина, В.Д. Сусленков
Экологический факультет, Российский университет дружбы народов, Подольское ш., 8/5, 113093. Москва, Россия
В работе рассмотрены результаты очистки шахтных вод от нефтемаслопродукгов и взвешенных веществ.
На большинстве угольных шахт очистка сточных вод от нефтемаслопро-дуктов в основном производится в горизонтальных отстойниках и прудах-осветлителях, расположенных на поверхности. В эти сооружения подается сточная вода из нижних горизонтов горных выработок посредством водоотливных насосов.
Физико-химический состав отводимых на поверхность шахтных вод имеет сложную структуру, характеризующуюся наличием следующих компонентов:
- взвешенные вещества (частицы породы и углистых веществ от технологических процессов разработки месторождений);
- нефтемаслопродукты от используемых при разработке машин и механизмов;
- поверхностно-активные вещества (ПАВ), используемые для снижения пылеобразующей способности горных пород при их разработке и пыле-подавлении;
- бактерии от биохимической деятельности и живых компонентов в открытой экосистеме угольных шахт;
- продукты жизнедеятельности горнорабочих (физиологические и технологические отходы).
Обводненность угольных шахт обусловлена спецификой разработки угольного месторождения, при которой приходится пересекать группы водоносных горизонтов. Нарушенность массива горных пород приводит к образованию системы трещин, через которые вода из вышележащих горизонтов фильтруется в горные выработки разрабатываемого пласта месторождения, что приводит к его затоплению. Для осушения месторождения наиболее простым способом является отведение воды посредством водоотливных каналов, которые имеют фактическую и перспективную протяженность, соизмеримую с планом ведения горных работ, а в ряде случаев составляющую от 3 до 20 километров.
Вода от водоотливных каналов аккумулируется, как правило, в зумпфах вертикальных или наклонных грузовых и вентиляционных стволов.
Объем аккумулированной воды колеблется от 600 до 1500 Mi.
Осушение горных выработок производится посредством водоотливных насосов. При этом, откачиваемая вода должна проходить практически все известные стадии очистки: механические, физико-химические и биологические.
В этом случае приходится решать серию эколого-экономических задач, связанных с рациональным использованием территорий.
В то же время водоприток в горные выработки, как установлено нами, определяется пространственно-временной характеристикой массива горных пород с учетом показателей вышележащего водоносного горизонта:
0,36 Н Lm
W = ур • exp • ц х,
где: Н - глубина залегания водоносного горизонта; L - длина фильтрующей части водоносного горизонта; т - пористость массива; Т,Р - температура и давление массива горных пород; ц - константа скорости фильтрации; г - период экспоненциальной фазы водопритока;
Как видно из данного выражения, возможный водоприток в горные выработки определяется в основном горно-геологическими и горно-техническими параметрами.
Отводимый водоприток насыщается отходами хозяйственной деятельности и, как приведено выше, подается на поверхность. Поэтому на поверхности угледобывающего производства возникает необходимость в сооружении систем, направленных на очистку шахтных вод.
Вместе с тем наличие антропогенных пустот (горных выработок), имеющих пространственно-временную характеристику, может быть использовано для формирования в них технологических систем для очистки воды, фильтрующегося вентиляционного потока воздуха и утилизации отходов.
В нашем случае для очистки шахтных вод от нефтемаслопродуктов и взвешенных веществ наиболее перспективным является биохимический способ, который, как показывает практика, отвечает основным требованиям производства: экономичности и управлению.
Техническая реализация биохимического способа очистки шахтных вод базируется на том факте, что накопитель шахтных вод (зумпф) может выступать в качестве биологического реактора, в котором температура и кислотнощелочные параметры, а также растворенные химические вещества отвечают основным условиям протекания биохимических процессов.
Практическое исполнение способа заключается во введении определенного объема микробной популяции в накопитель воды, отводимый из горных выработок. В данном, искусственно созданном реакторе, осуществляются биохимические реакции, неразрывно связанные с динамикой развития микробной популяции, проходящей следующие фазы: адаптация, экспоненциальное накопление биомассы, стандартное развитие и автолиз. Поэтому процесс биоутилизации нефтемаслопродуктов и взвешенных углистых веществ, находящихся в сточных водах угольных шахт, как показывают результаты проведенных исследований, соответствует функциональным признакам развития живого компонента в биореакторе и включает стадии гидрогенизации с образованием промежуточных продуктов жидких и газообразных углеводов; деструкции этих веществ для накопления биомассы; саморастворения биомассы с образованием конечного продукта, включающего в себя синтезированные гумусовые вещества, углекислый газ и воду.
Промышленная апробация способа для условий шахт Хакасии и Читинского района показала, что эффективность по снижению нефтемаслопродуктов достигает -46,5 % и -57,7 % соответственно, а по показателю биоутилизации взвешенных веществ —40,7%. Накопление гумусового вещества в целом составило 15,6 %.
Таким образом, биохимический способ очистки шахтных вод непосредственно в горных выработках угольных шахт от нефтемаслопродуктов и взвешенных углистых веществ, как показывают настоящие исследования, является одним из перспективных направлений охраны окружающей среды в угольной отрасли.
ЛИТЕРАТУРА
1. Биотехнический реактор для очистки сточных вод. / Пат.269389 / МКИ/ Urseeky Jan.90.
2. Биовосстановление: «Очистка с помощью биологии и технологии Bioremediation» Maztello Angela HSctentist - 1991. - 5, №1. — P. 18-32, Ang.
3. Использование микроорганизмов для очистки окружающей среды. // М.: Пущи-но. 1992. -190 с.
PURIFICATION OF MINE WATERS FROM OIL AND GREASE ADMIXTURES AND SUSPENDED MATTERS
O.N. Isayev, O.A. Lapina, B.D. Suslenkov
Ecological Faculty, Russian Peoples ’ Friendship University,
Podolskoye shosse, 8/5, 113093, Moscow, Russia
The work examines results of purification of mine waters from oil and grease admixtures and suspended matters. The present work examines the biochemical method of purification of mine waters from suspended coaly matters via utilization oflieterotrophic microorganisms.
