Шахтная вода, усреднитель, открытый гидроциклон, тонкослойный отстойник, реагентное хозяйство, осветленная вода, осадок, хлорная вода, осветление.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТНЫХ ВОД
Шахтные воды формируются за счет подземных и поверхностных вод, проникающих в горные выработки. Стекая по выработанному пространству и горным выработкам, они загрязняются бактериями, взвешенными, в том числе радиоактивными, и растворимыми химическими веществами. Предприятия угольной промышленности откачивают большой объем шахтных вод. В гидрологическую сеть поступает около 3...10 м шахтных вод на тонну добытого угля. Качественный состав шахтных вод разнообразен и существенно изменяется по угольным бассейнам, месторождениям и районам. Их сброс в наземную гидрографическую сеть вызывает заиление, засоление и закисление водоемов и водотоков, нарушая тем самым экологическое равновесие в угольных бассейнах. Постоянный переход горных работ на более глубокие горизонты и усложнение при этом гидрогеологических условий приводят к дальнейшему увеличению объемов и загрязненности, попутно забираемых вод различными веществами, а также истощению подземных водоносных горизонтов, в том числе насыщенных чистой питьевой водой. В основном откачиваемые шахтные воды загрязняются взвешенными и растворенными минеральными веществами, бактериальными примесями минерального, органического и бактериального происхождения. Минеральные примеси - это песчаные и глинистые частицы, минеральные включения углей, инертная пыль, также содержащиеся в шахтных водах растворенные соли, щелочи и кислоты. Органические загрязнения - частицы чистого угля, минеральные масла и другие нефтепродукты, применяемые для смазки горных машин и механизмов, продукты жизнедеятельности живых организмов, разложения древесины и другие. Бактериальные вещества - различные микроорганизмы. Наличие в воде загрязнений вызывает ее помутнение, обусловливает окисляемость и цветность, придает запах и привкус, определяет минерализацию, кислотность и жесткость. В большинстве случаев шахтные воды не пригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки.
На шахте «Холодная Балка» основными загрязнителями шахтных вод являются взвешенные вещества, представленные частицами угля, сланца и вмещающих пород. Они находятся в воде в виде грубодисперсных взвесей. Органические загрязнения представлены нефтепродуктами, содержание которых – 1,9 мг/л. Среднее содержание взвешенных веществ в шахтной воде - 490 мг/л. Суточный приток горных вод в шахту составляет 7900 м /сут. Состав и свойства шахтных вод, а также концентрация и степень
2 ПРИНЯТАЯ СХЕМА ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД
Анализ качества шахтных вод шахты «Холодная Балка» и сравнение показателей с требованиями к очищенным шахтным водам для сброса в природную среду, показывают, что требуется удаление взвешенных веществ (снижение их содержания от 490 мг/л до 20 мг/л), а также снижение концентрации нефтепродуктов до 0,3 мг/л. Таким образом, требуется осветление шахтных вод, после которого перед сбросом необходимо их обеззараживание. Поскольку 18 % взвешенных веществ представлены грубо дисперсными угольными частицами с крупностью более 1 мм, для их удаления предусматриваем открытые гидроциклоны. В этих аппаратах частицы в поле центробежных сил отбрасываются к цилиндрическим стенкам и сползают в коническую зону накопления осадка.
Тонкодисперсные частицы взвеси для удаления из шахтной воды требуют предварительного укрупнения (агрегации), поэтому предусматриваем обработку очищаемой шахтной воды флокатоном. Для приготовления раствора реагента требуемой концентрации устраиваются растворные баки с подводом воды из водопровода. Хранение флокатона в бочках производится на складе сухого хранения. Дозируется раствор в воду с помощью плунжерного насоса-дозатора. Для смешивания раствора флокулянта с обрабатываемой шахтной водой после открытого гидроциклона на трубе устраивается шайбовый смеситель. Вода после смешивания с реагентом поступает в тонкослойный отстойник для удаления тонкодисперсных флокулированных взвесей. В вихревой камере хлопьеобразования образуются хлопья, которые осаждаются в тонкослойных каналах и сползают по полкам в зону накопления осадка. Осветленная вода собирается над тонкослойными модулями дырчатыми трубами и отводится из отстойника. Для обеззараживания осветленной шахтной воды она обрабатывается хлорной водой. Хлор поставляется в баллонах в жидком виде (под давлением), испаряется, образующийся хлор-газ проходит через грязевик для обеспыливания и удаления влаги, и поступает в хлоратор Вечерского. В вакуумном хлораторе производится измерение расхода хлор-газа и его смешивание с водопроводной водой. Образующиеся при осветлении шахтной воды осадки обрабатываются следующим образом. Плотный осадок, состоящий из угольных частиц, из открытого гидроциклона периодически удаляется под гидростатическим давлением путем открывания затвора в кузов самосвала и направляется на угольный склад. Рыхлый осадок из тонкослойных отстойников удаляется периодически под гидростатическим давлением путем открывания задвижки на дырчатой трубе и направляется на обезвоживание.
Рис. 1 Принятая схема очистки шахтных вод
УСР - усреднитель; ОГЦ – открытый гидроциклон; ШУ – шайбовый узел; БФ – бак флокулянта;
ТО – тонкослойный отстойник; ХХ – хлорное хозяйство; Суточная производительность проектируемых очистных сооружений шахтной воды равна ее притоку и составляет 5600 м /сут. Предусматриваем равномерную работу очистных сооружений в течение суток, поэтому часовая производительность проектируемых очистных сооружений составит . Секундный расход очищаемых стоков или 65 л/с. Поскольку режим работы шахтного водоотлива неравномерный, для равномерной работы очистных сооружений предусматриваем в начале схемы усреднители, из которых вода на очистку подается насосами в равномерном режиме. В усреднителе не должны выпадать крупные взвеси (во избежание их заиливания), поэтому часть откачиваемой воды направляется на взмучивание осадков. Для взмучивания по длине усреднителей на дне укладываются дырчатые трубы, в которые подводится вода от насосов. В качестве усреднителей используем секции имеющегося на шахте шахтного отстойника с размерами: длина - 30м, ширина – 6м, глубина - 4м.
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
В расчете технологической схемы выбираем гидроциклон и количество их в схеме очистки шахтных вод. Принимаем 2 гидроциклона типа ОГЦ. Рассчитываем удельный расход, площадь одного аппарата и диаметр ОГЦ. Далее вычисляем геометрические размеры циклона, рассчитываем объем осадка и периодичность его удаления. Также производим расчет реагентного хозяйства. Выбираем реагент При расчете тонкослойного отстойника рассчитываются его геометрические параметры, параметры камеры хлопьеобразования, зоны накопления осадка. Далее следует расчет: труб подвода и распределения исходной воды, труб для сбора осветленной воды, трубы для отвода осадка. Расчеты принятых очистных сооружений выполнены в табличной форме.
Таблица 1 Расчет усреднителей
Таблица 2 Расчет шайбового узла ввода реагента
Таблица 3 Расчет открытых гидроциклонов
Таблица 4 Расчет тонкослойных отстойников конструкции ДонУГИ
Таблица 5 Расчет реагентного хозяйства
4 Описание работы сооружений
4.1 Открытые гидроциклоны
Очищаемая вода поступает в открытый гидроциклон по трубопроводу,
4.2 Тонкослойные отстойники
Исходная вода в тонкослойный отстойник поступает по дырчатой трубе и направляется в продольные распределительные каналы, откуда через щели, образованные наклонными направляющими плоскостями, она попадает в нижнюю часть наклонных ячеек. Наклонные плоскости, образующие ячейку, установлены под углом, большим естественного угла относа осадка. Восходящий поток воды между наклонными плоскостями имеет ламинарный режим движения, в результате чего в пределах ячейки происходит интенсивное выпадение взвешенных веществ в осадок, который сползает под действием силы тяжести с наклонных плоскостей в камеру накопления осадка и отводится под действием гидростатического давления по дырчатой трубе для удаления осадка. Тонкослойный отстойник в реагентной схеме очистки шахтных вод оборудуется камерой хлопьеобразования, где при добавлении в воду флокулянта - флокатона образуются механические связи из макромолекул между отдельными частицами, объединяемыми в крупные агрегаты - флокулы. Добавление в воду флокатона приводит к улучшению процесса хлопьеобразования - образование флокул и к более эффективному осаждению хлопьев. Осветленная вода собирается в дырчатых сливных желобах и отводится по
4.3 Реагентное хозяйство
Реагент флокатон поставляется в виде геля в бочках. Содержимое бочки загружается в растворно-расходный бак и заливается водой из водопровода. Для растворения флокулянта на дне бака устанавливаются дырчатые трубы, через которые подается сжатый воздух от воздуходувки. После растворения флокатона и получения его раствора требуемой концентрации, осуществляется дозирование раствора насосом - дозатором. Отдозированный раствор реагента - флокатона смешивается со сточными водами в трубопроводе перед тонкослойным отстойником. Периодически растворно-расходный бак чистят от осадка, сбрасывая его в канализацию. Все реагентное хозяйство находится в закрытых помещениях.
4.4 Хлораторная установка
Установлена для хлорирования воды включает расходный склад, на котором хранятся баллоны с жидким хлором, дозирование газообразного хлора и образование хлорной воды. Хлор поставляется в баллонах, которые помещаются на весы для контролирования расхода хлора. Хлор-газ под воздействием окружающего тепла испаряется из баллона,
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод предприятия угольной промышленности. – М.: Недра, 1981. – 269с. 2. Парахонский Э.В. Охрана водных ресурсов на шахтах и разрезах. - М.: Недра, 1992. – 191с. 3. СНиП 2.04.02 – 84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.- М.: Стройиздат, 1986. – 134 с. 4. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.02-84). М.: ДИТП Госстроя СССР, 1989. -128с. 5. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.- М.: Стройиздат, 1986. – 124 с. 6. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. пособие.- М.: Стройиздат, 1984. - 205 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Характеристика шахтных вод ………………………………………..... Принятая схема осветления шахтных вод …………………………….. Технологические расчеты очистных сооружений……………………. Описание работы сооружений: 4.1 Открытые гидроциклоны ………………………………………….. 4.2 Тонкослойные отстойники…………………………………………. 4.3 Реагентное хозяйство………………………………………………. 4.4 Хлораторная установка…………………………………………….. Список использованной литературы …………………………………….
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|