Защита водных объектов от воздействия металлсодержащих сточных вод : на примере машиностроительного и горнорудного предприятий Республики Башкортостан

• Автор: Набиев, Андрей Талибжанович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 200 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Основы процессов реагентной и безреагентной очистки

металлсодержащих сточных вод

1.1 Образование и состав сточных вод горнорудных предприятий

1.2 Образование и состав сточных вод гальванических производств

1.3 Реагенты для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

1.3.1 Гидроксид натрия и гидроксид кальция.

1.3.2 Карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов.

1.3.3 Сульфиды металлов

1.3.4 Фосфаты металлов.

1.3.5 Цементирующие реагенты.
1.3.6 Соли железа
1.3.7 Силикаты металлов
1.4 Безреагентная очистка металлсодержащих сточных вод.
1.4.1 Фиторемедиационные методы
1.4.2 Метод выпаривания
Заключение.
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований.
2.2 Реактивы и материалы.
2.3 Методы исследований
2.3.1 Комплексонометрический метод.
2.3.2 Анализ анионов СГ, БО,2, ИОз
2.3.3 Анализ катионов фотометрические методы на А1, Бц атомноабсорбционный метод на металлы
2.3.4 Определение модуля жидкого стекла
2.3.5 Определение сухого остатка.
2.3.6 рНметрическое титрование
2.3.7 ИКспектроскопия
2.3.8 Термогравиметрия
2.3.9 Статистическая обработка данных.
Глава 3 Обоснование технологии защиты реки Белой от
металлсодержащих сточных вод ОАО УМПО
3.1 Исследование взаимодействия ионов тяжелых металлов с гидроксидом, карбонатом и силикатом натрия
3.1.1 Гидроксид натрия.
3.1.2 Карбонат натрия
3.1.3 Силикат натрия.
3.1.3.1 Результаты экспериментальных исследований.
3.1.3.2 Термодинамический расчет образования силикатов тяжелых металлов
3.2 Сравнительная характеристика эффективности реагептов
осадителей на модельном растворе сточных вод
3.3 Разработка рекомендаций по совершенствованию технологической схемы очистки металлсодержащих сточных вод ОАО УМПО
3.3.1 Влияние на эффективность очистки от тяжелых металлов
3.3.2 Влияние взвешенных веществ на проскок тяжелых металлов
со сточными водами
3.3.3 Принципиальная технологическая схема защиты реки Белой
Заключение.
Глава 4 Исследование методов защиты реки Таналык от подотвальньтх
вод отработанного карьера КульЮртТау
4.1 Химический состав подотвальной воды
4.2 Реагентная и безреагентная переработка подотвальной воды.
4.2.1 Получение гидроксида железа взаимодействием с гидроксидом натрия.
4.2.2 Получение осадка взаимодействием с карбонатом кальция и перспективы его использования
4.2.3 Получение гелей при взаимодействии с жидким стеклом
4.2.4 Получение сульфата железа методом выпаривания.
4.3 Обоснование технологии защиты реки Таналык от подотвальных
4.3.1 Разработка гелеобразных водоизоляционных экранов для сбора подотвальных вод.
4.3.2 Технологическая схема переработки подотвальных вод с получением чистой воды и сульфата железа.
Заключение.
Глава 5 Расчет ожидаемого предотвращенного вреда ущерба водным
объектам.
5.1 Основные положения методик расчета предотвращенного вреда ущерба.
5.2 Размер ожидаемого предотвращенного вреда ущерба для реки Белой от ме таллсодержащих сточных вод ОАО УМПО
5.3 Размер ожидаемого предотвращенного вреда ущерба для реки Таналык от подотвальных вод карьера КульЮргТау.
Заключение.
Выводы.
Литература


Карьерные воды месторождения БакрТау БМСК в объеме м3сутки содержат Си2 4, мгдм3, Ъсл 5,3 мгдм3, сульфатион 2 мгдм3, сухой остаток мгдм3 . Шахтные воды Октябрьского месторождения 6,6 тыс. БГОК, имеют величину 3,5 сухой остаток мгдм3 и другие ингредиенты в следующих количествах мгдм3 Си2 , 2ь , Аэ5 ,3, Сс 0,2, РЬ 0,, Бе4 0,, 0,, Реобш ,5 . Анализируя представленные результаты, следует сделать вывод о том, что кроме традиционных тяжелых металлов, характерных для горнорудных районов Башкортостана, довольно в значительных количествах присутствуют кадмий, ртуть и мышьяк, имеющие минимальные ПДК в питьевой воде. Эти элементы опасны и тем, что они подвержены процессам метилирования с образованием элементооргаиических соединений, токсичность которых на порядок и более выше, чем у простых катионных форм. Известны массовые случаи отравления населения мышьяком и ртутью при использовании питьевой воды подземных источников на Урале и в некоторых рудных районах западных штатов США . Самыми специфичными среди стоков горноперерабатывающего комплекса являются подотвальные воды минерализация их нередко превышает минерализацию рудничных вод, а огромные массы отвалов внешние отвалы вскрышных, пустых пород и некондиционных руд обеспечивают столь же большие объемы подотвальных вод. Отвалы Сибайского рудника оцениваются на уровне 7 млн. Учалинского месторождения 0 млн. Бурибаевского месторождения около 5 млн. В отдельных случаях минерализация подотвальных вод может достигать 5 мгдм3 . В табл. УГОК, БМСК и БГОК 8, с. Таблица 1. Как видно из табл. ЕЬ. Используя методику комплексной оценки степени загрязнения водных объектов и деградации водных экосистем суммарный показатель химического загрязнения ПХЗ , в которых загрязнение химическими веществами имеет место для нескольких веществ, каждое из которых многократно превышает ПДК, в работе на основе многочисленных данных по составу шахтных, подотвальных и вод карьерных озер Урала и Западного Алтая выполнена оценка их экологической опасности. Показатель ПХЗ для подотвальных вод УГОК и БГОК составил, соответственно, 4 тыс. Из этих данных следует, что сброс подотвальных, а также рудничных вод, в поверхностные водоемы недопустим. Результатом стока жидких отходов из отвалов, а также сброса шахтных вод на местность является загрязнение прилегающих к горным предприятиям ландшафтов. Особо сильное воздействие испытывают поверхностные водотоки, которые являются основным источником водообеспечения предприятий и населения. В воде реки Карагайлы г. Сибай на различных е участках наблюдается превышение предельнодопустимых концентраций металлов для водоемов рыбохозяйственного назначения по ртути в несколько раз, по кадмию более чем в раз, по марганцу, цинку, меди в сотни раз. В реке Худолаз, куда впадает река Карагайлы, превышение ПДК по марганцу, цинку и меди находится в пределах 0 раз 8, с. На рис. БГОК и СЗИФ, в бассейне реки Таналык . Рис. В долине реки, почти на всем е протяжении с XIX века разрабатывались месторождения полиметаллических сульфидных руд. Многие из рудников отработаны, а СЗИФ закрыта. Загрязнение реки происходит под действием иодотвальных и карьерных вод ныне неработающих месторождений. Основными загрязнителями являются ионы меди, железа, цинка и марганца, содержание которых на всем протяжении реки многократно превышает значения ПДК . Для разработки природоохранных мероприятий по снижению загрязнения водных объектов подотвальными водами необходимо иметь в виду, что горнорудные отвалы претерпевают 4 стадии эволюции . Наиболее опасны в экологическом отношении отвалы, находящиеся на второй и третьей стадиях развития более лет. На этих стадиях в теле отвала практически отсутствует геохимический барьер, присутствующий на первой стадии, и в отличие от 4ой стадии отсутствие процессов выщелачивания интенсивно проходят процессы выноса тяжелых металлов. Карьеры отработанных месторождений постепенно заполняются водой, образуя озера, содержание тяжелых металлов в которых также значительно . Состав некоторых озер месторождений Урала приведен в табл. Таблица 1.