ОХРАНА ВОДНОГО БАССЕЙНА В ГОРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Охрана водного бассейна соблюдение установленного порядка пользования водами, т. е. : 1) обеспечение рационального управляемого их использования, 2) сохранение и восполнение их ресурсов при восстановлении или улучшении их качества в интересах существующих и будущих поколений.
Охрана природных вод осуществляется посредством выполнения комплекса мероприятий: 1) организационных, 2) экономических и 3) инженерно-технических (под постоянным гидрогеологическим, гидрологическим, санитарным контролем состояния и качества вод): - технологических, - гидротехнических, - лесомелиоративных, - агротехнических и других.
В основу разработки и реализации мероприятий по охране природных вод закладываются три методологических принципа: 1) сохранение ресурсов и предотвращение нарушения состояния и качества вод; 2) при необходимости нарушения рациональное использование; 3) в процессе и после использования восстановление качества и состояния, восполнение запасов.
В соответствии с этими принципами комплекс мероприятий по охране природных вод подразделяется на две группы: 1. 2. мероприятия предохранительного характера, направленные на сохранение запасов, режимов и качества поверхностных и подземных вод; мероприятия восстановительного характера, включающие рациональное использование, очистку и возврат вод в поверхностные водоемы и водотоки, подземные горизонты.
1. Мероприятия предохранительного характера В случае, если месторождение обводнено, следует предусматривать следующие мероприятия по сохранению запасов подземных вод: 1. сброс или перекачка подземных вод из разрабатываемой толщи пород в нижележащие водоносные горизонты (реализуется, в основном, посредством проходки с поверхности земли водопоглощающих и нагнетательных скважин). Этим же методом производится восполнение запасов пресных подземных вод. Для этой цели могут быть использованы запасы пресных вод, накопленные или сосредоточенные в поверхностных водоемах и водотоках.
2. сооружение барражей (водонепроницаемых устройств для полного и частичного ограждения горных выработок). Этот метод позволяет не только подготовить месторождение к освоению и обеспечить нормальные и безопасные условия производства горных работ, но и решить другие важные задачи: – уменьшить или предотвратить водопритоки в зону горных работ и соответственно сократить объемы дренажных вод, сбрасываемых в открытые водоемы и водотоки; – сохранить ресурсы подземных вод в прилегающем к месторождению районе; – сохранить естественный режим подземных вод.
Барражные устройства (завесы) бывают: 2. 1. инфузионные (заливные, засыпные) – узкие вертикальные выработки (щели или траншеи), пройденные специальными машинами до водоупорной подошвы обводненных пород и заполненные глиной или другим водонепроницаемым веществом. 2. 2. инъекционные (нагнетательные) – основаны на цементации, глинизации и смолизации пород через нагнетательные скважины 2. 3. криогенные (ледопородные) – искусственное понижение температуры пород и замораживание содержащейся в ней воды 2. 4. шпунтовые – образованные забивкой металлических, бетонных и других свай в песчаноглинистые породы
2. 5 Особенно часто применяются барражи типа "стена в грунте" как один из прогрессивных, эффективных и экономичных способов предотвращения притока подземных вод. Сущность способа заключается в устройстве вертикальных стенок из водонепроницаемых материалов, пересекающих водоносные горизонты и перекрывающих притоки грунтовых и подземных вод в горные выработки.
Для обеспечения рационального использования воды на предприятиях наиболее перспективными являются следующие направления: 1) внедрение безводных (или маловодных) технологических процессов (например, применение аппаратов воздушного охлаждения); 2) устранение протечек и потерь воды с брызгами в системе водоснабжения за счет совершенствования технологических процессов и оборудования, а также правильной организации производства;
3) использование вторичных материальных и энергетических ресурсов; 4) использование воды для очистки отходящих газов только в тех случаях, когда из газов извлекаются ценные вещества; 5) внедрение местных систем обезвреживания стоков; 6) создание замкнутых водооборотных циклов, включающих использование не только очищенных стоков, но и ливневых вод.
Оборотное водоснабжение - это многократное использование одной и той же воды при минимальном восполнении потерь (подпитке). При этом насосная станция подает техническую воду на производство, затем она очищается и возвращается через насосную станцию на производство. Для оценки эффективности использования воды в производстве применяются следующие коэффициенты: 1) коэффициент оборота воды:
2) коэффициент использования воды: 3) коэффициент безвозвратного потребления воды и ее потери в производстве, %:
2. Мероприятия восстановительного характера Комплекс восстановительных мероприятий включает: 1. очистка дренажных (карьерных, шахтных, рудничных) и сточных вод горных производств 2. использование сточных вод для обеспечения деятельности горных предприятий, организация оборотного водоснабжения 3. предотвращение или сокращение сброса дренажных и сточных вод в поверхностные водоемы и водотоки, их загрязнения и
Очистка сточных вод горных предприятий Очистка сточных вод – их обработка с целью разрушения или удаления из них определенных веществ, препятствующих отведению этих веществ в водоемы в соответствии с нормативными требованиями Выбор метода очистки зависит от: v размера частиц v физико-химических свойств v концентрации загрязняющих веществ v расхода сточных вод v необходимой степени очистки.
Различают следующие методы очистки воды: 1 механические 2 физико-химические 3 химические 4 электрохимические 5 биохимические 6 термические
1 Механическая очистка Используется для удаления из сточных вод нерастворимых взвешенных частиц. Механическая очистка осуществляется путем: 1. 1 процеживания 1. 2 отстаивания 1. 3 фильтрования (осветления) 1. 4 выделения твердой взвеси путем центрифуг и гидроциклонов
2 Физико-химическая очистка Заключается в изменении физического состояния загрязнений, что облегчает их удаление из сточных вод. Для этого используют методы: 2. 1 коагуляция и флокуляция. Коагуляция – процесс укрупнения мелких частиц (1. . 100 мкм) с последующим их удалением под действием силы тяжести. Если удаляются частицы с уд. весом ниже уд. веса воды (масло, жир и т. д. ), то такой процесс называется флокуляцией. Этот метод применяется для интенсификации процессов осаждения и флотации, растворы коагулянтов или флокулянтов перемешивают с водой.
2. 2 флотация. Заключается в молекулярном слипании частиц примесей и пузырьков воздуха, диспергированных в воде, и всплывании комплексов «пузырек-частица» на поверхности воды. При этом происходит концентрирование частиц в образовавшемся пенном слое, затем пена удаляется с поверхности воды. Используется для удаления из сточных вод масел, нефтепродуктов, жиров, смол, гидроксидов, ПАВ и других органических веществ.
2. 3 адсорбция. Это прилипание частиц, находящихся в очищаемой среде, к твердым веществам – сорбентам.
3 Химическая очистка Заключается в использовании реагентов, которые, вступая в реакцию с загрязняющими веществами, образуют новые вещества, легче удаляемые из воды. Для этого используются: 3. 1 нейтрализация. Ей подвергаются сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи; 3. 2 восстановление. Используется для удаления из сточных вод соединений Hg, Cr, As; 3. 3 окисление. Применяется для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные примеси, а также для извлечения из сточных вод веществ, которые нецелесообразно извлекать другими способами. Может использоваться:
3. 3. 1 хлорирование (применяется для удаления из сточных вод фенолов, цианидов, сероводорода, метилсернистых соединений); 3. 3. 2 озонирование (применяется для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений As, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов и др.
4 Электро-химическая очистка Заключается в электрохимическом воздействии на водные растворы Такими методами извлекаются цианиды, роданиды, амины, спирты, сульфиды, меркаптаны. Здесь используются: 4. 1 электролиз (пригоден для удаления неорганических загрязнений); 4. 2 электро-химическое окисление (пригодно для выделения металлов из сточных вод); 4. 3 электродиализ (применяется для опреснения сточных вод).
5 Биохимическая очистка Она состоит в окислении органических примесей в сточных водах с помощью микроорганизмов, способных в процессе своей жизнедеятельности разлагать их на минеральные составляющие. Применяется для очистки сточных вод и некоторых других жидких отходов, содержащих, главным образом, органические загрязнения. 5. 1 аэробные (проходят с потреблением микроорганизмами кислорода); 5. 2 анаэробные (проходят без потребления кислорода).
6 Термическая очистка Используется для высокоминерализованных сточных вод, а также при наличии органических токсичных веществ. 6. 1 с помощью высоких температур – дистилляция (выпаривание) 6. 2 с помощью низких температур – кристаллизация (вымораживание)
Наиболее часто употребляются следующие методы очистки вод: • для осаждения суспензированных примесей, представленных грубодисперсными частицами - отстаивание, флотация, фильтрация, осветление, центрифугирование; • при содержании в сточных водах мелкодисперсных и коллоидных частиц коагуляция, электрические методы; • для очистки от неорганических соединений дистилляция, реагентное осаждение, методы охлаждения, электрические методы;
• для очистки от органических соединений регенерационные методы - экстракция, абсорбция, флотация, ионообмен; реагентные методы; деструктивные методы биологическое, жидкофазное, парофазное и электрохимическое окисление, озонирование, хлорирование; • для очистки от газов и паров - отдувка, нагрев, реагентные методы; • для уничтожения вредных веществ термическое разложение.
При выборе оптимального метода очистки сточных вод необходимо учитывать следующее: 1) санитарные и технические требования к качеству очищенных вод с учетом их дальнейшего использования; 2) количество сточных вод; 3) наличие у предприятия энергетических и материальных ресурсов, а также производственных площадей, необходимых для очистки воды; 4) эффективность процесса обезвреживания отходов производства.
Важное значение имеет контроль состояния, режима и качества грунтовых, подземных и поверхностных вод, подвергающихся воздействию при разработке месторождений полезных ископаемых. Этот контроль осуществляется службами главного инженера горного предприятия и районным отделением Роспотребнадзора. Состояние грунтовых и подземных вод, параметры депрессионных воронок определяются гидрогеологической службой предприятия посредством режимных гидронаблюдательных скважин.
Контроль качества поверхностных вод и эффективности работы очистных сооружений осуществляется санитарно-промышленной лабораторией предприятия, задачи и обязанности которой регламентируются Положением о санитарных лабораториях промышленных предприятий. Санитарно-промышленные лаборатории ведут наблюдения за: - количеством и качеством воды, поступающей на очистные сооружения, - за технической и гигиенической эффективностью работы очистных сооружений, - за состоянием и качеством вод, водоемов и водотоков в местах сброса сточных вод и в пунктах водопользования.
1) 2) 3) 4) 5) C целью ограничения загрязнения поверхностных вод в нашей стране разработан ряд нормативно-технических документов, регламентирующих водопользование: Закон РФ «Об охране окружающей природной среды» от 19. 12. 91; Сан. Пи. Н охраны поверхностных вод от загрязнения № 4630 -88 ГОСТ 17. 1. 1. 01 -87. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Термины и определения. ГОСТ 17. 1. 5. 02 -80. Охрана природы. Гидросфера. Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов. ГОСТ 17. 1. 3. 05 -82. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.
6) ГОСТ 17. 1. 3. 05 -82. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране подземных вод 7) ГОСТ 17. 1. 3. 13 -86. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения 8) Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами. – Харьков: ВНИИВО, 1990
Экологическое нормирование сбросов загрязняющих веществ в водные объекты. Заключается в разработке и согласовании проекта нормативов предельно допустимых сбросов ЗВ в водные объекты и получении разрешения на сброс. Для этого: - устанавливаются нормативы ПДС ЗВ в поверхностные и подземные водные объекты для действующего предприятия на основе анализа технологии производства, источников образования ЗВ и источников их сброса, а также экологического состояния водных объектов; - обосновывается выбор водоохранных мероприятий, обеспечивающих достижение установленных нормативов сбросов.
В целях санитарной охраны вод, используемых для хозяйственно-питьевых и иных нужд населения, установлены прибрежные водоохранные зоны, в пределах которых существенно ограничивается хозяйственная деятельность. Действующие нормативные документы запрещают сброс сточных вод в пределах населенных пунктов!
Важным отличием нормирования загрязнения поверхностных вод от нормирования загрязнения атмосферного воздуха является введение понятия ЛПВ (лимитирующего показателя вредности). Суть ЛПВ заключается в том, что загрязняющее вещество может оказывать на водные экосистемы и здоровье человека неблагоприятное воздействие нескольких видов, каждое из которых характеризуется своей безопасной концентрацией. То из воздействий, безопасная концентрация для которого минимальна, и является лимитирующим.
Для водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования Сан. Пи. Н № 4630 -88 выделяет 3 вида ЛПВ: 1 Санитарно-токсикологические (характеризует токсическое действие вещества на организм человека и водных животных): - хлориды; - сульфаты; - фосфаты; - нитраты; - кальций; - магний;
2 Общесанитарные (характеризует влияние, оказываемое веществом на общесанитарное состояние водного объекта): - БПК-20; - взвешенные вещества; - растворенный кислород; - температура; - реакция р. Н. 3 Органолептические (характеризует способность вещества менять органолептические свойства воды): - цвет; - вкус; - запах и т. д. ;
Для водных объектов рыбохозяйственного назначения добавляется еще 3 вида ЛПВ: 4 Токсикологические: - железо общее; - аммонийные соли; - нитриты; - фтор; - силикаты; - медь; - СПАВ. 5 Санитарные 6 Рыбохозяйственные: - нефтепродукты
Для составления проекта ПДС решаются следующие основные задачи: 1) проведение анализа предприятия как источника загрязнения водных объектов (инвентаризация, типизация источников сброса по их пространственному положению, периодичности, объемам, характеру сбросов, физико-химическому составу ЗВ и другое); 2) расчет и анализ уровня загрязнения водных объектов при существующих объемах сброса; 3) подготовка предложений по установлению нормативов ПДС и, при необходимости, лимитов временно согласованных сбросов (ВСС) по каждому источнику (выпуску) ЗВ;
4) разработка плана мероприятий по снижению сбросов ЗВ с целью достижения нормативов ПДС, если концентрации ЗВ с учетом фона в контрольном створе или на контролируемом участке водоема превышают ПДК; 5) организация контроля за соблюдением нормативов ПДС (ВСС).
Исходные данные для проведения инвентаризации источников сброса ЗВ и формирования нормативов ПДС (ВСС): 1) данные о гидрологическом режиме и фоновых концентрациях нормируемых показателей водоприемника; 2) карта-схема предприятия с нанесенными на нее источниками сбросов (выпусками) ЗВ в водный объект;
3) информация о технологиях производства и технологическом оборудовании как источнике загрязнения водных объектов; 4) сведения о существующих установках очистки сточных вод, анализ их технического состояния и эффективности работы; 5) перечень ЗВ, сбрасываемых вводные объекты; 6) информация об аварийных и залповых сбросах ЗВ с идентификацией условий, при которых они возможны.
Разработанный проект Предельно допустимых сбросов (проект ПДС) согласовывается в отделе по экологическому надзору Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору соответствующего субъекта Российской Федерации после предварительного согласования в органах Роспотребнадзора. На основании согласованного проекта Предельно допустимых сбросов (проект ПДС) выдается "Разрешение на сброс загрязняющих веществ в природную среду со сточными, ливневыми, дренажными, фильтрационными водами".
Скачать презентацию ОХРАНА ВОДНОГО БАССЕЙНА В ГОРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Охрана
Охрана водного бассейна.ppt