авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Научное обоснование и разработка технологии обогащения платинометальных руд зональных базит-ультрабазитовых комплексов в особых экологических условиях камчатки

-- [ Страница 5 ] --

Определить объемы стока взвешенных веществ в условиях малоосвоенных территорий Крайнего Севера и Дальнего Востока, где отсутствует постоянная сеть гидрометрических наблюдений, позволяют существующие в современной гидрологии индикационные эмпирико-аналитические методы оценки, основу которых составляют эпизодические наблюдения за параметрами стока взвешенных веществ в водотоках, расположенных в зоне техногенного воздействия. Общий объем техногенного стока с площади ведения горно-добычных работ определяется при этом путем прямого сложения индивидуальных расчетов по каждому источнику загрязнения: 1) поверхностных смыв работ (Wсмыв); 2) вынос твердого материала из руслоотводов (Wрусл); 3) организованный сброс сточных вод (Wсбр) и 4) аварийные сбросы технологических вод (Wавар).

WТС = Wсмыв + Wрусл + Wсбр + Wавар (4)

Проведенные расчеты годового объема стока взвешенных веществ для эталонного объекта - Сейнав-Гальмоэнанского горного узла позволяют сделать вывод, что воздействие разработки россыпных месторождений платины на экосистемы главной водной артерии территории – крупной нерестовой реки Вывенка, определяется показателем КТЗ =1,14. Установлено, что основную роль в формировании техногенного стока взвешенных веществ (68%) играет сброс сточных вод с повышенным содержанием высокодисперсных взвесей. Это определяет основной задачей обеспечения экологической безопасности рыбохозяйственных водных объектов при освоении платинометальных руд - проведение глубокой очистки подготовленных к сбросу в водоприемники сточных вод от высокодисперсных взвешенных частиц.

Теоретическое обоснование и экспериментальное изучение возможности применения акустического воздействия для очистки сточных вод от высокодисперсных взвешенных частиц

Воздействие консервативных химических со­единений на экосистемы нерестовых рек мало изучено, поэтому применение химических реагентов (коагулянтов), как традиционного высокоэффективного метода глубокой очистки воды, в заданных экологических условиях невозможно, так как может вызвать частичную деградацию или полное уничтожение рыбного сообщества. Хорошие результаты очистки воды от высокодисперсных взвесей могут быть получены при использовании различных типов фильтров, гидроциклонов и центрифуг, однако высокая себестоимость очистки и малая производительность промышленных аппаратов, при значительных объемах промышленных сточных вод определяют их применение затратным и экономически нецелесообразным.

Учитывая простоту конструкции и низкий уровень затрат на строительство и эксплуатацию, широкое применение на горнодобывающих предприятиях Крайнего Севера и Дальнего Востока находят горизонтальные типы отстойников. Механическое отстаивание является эффективным для взвешенных частиц крупного (более 50мкм) и среднего (5-50 мкм) размеров, а для осаждения высокодисперсных и коллоидных частиц в таких очистных сооружениях необходимо проведение их предварительное агрегирование, которое в заданных экологических условиях может быть выполнено исключительно методами физического воздействия.

Скорость осаждения высокодисперсных взвесей, включая коллоидные системы, незначительна, что объясняется малой массой частиц и отсутствием самопроизвольной коагуляции в связи с наличием на их поверхности одноименных электрических зарядов. Заряженные частицы отталкиваются друг от друга, но если вследствие броуновского движения расстояние между ними становится меньше критического, то они могут соединяться и коагулироваться. Одним из физических методов ускорения движения высокодисперсных взвешенных частиц в воде могут являться акустические воздействия в низком звуковом и звуковом диапазоне частот, которые характеризуется объемным распространением и относительной экологической безопасностью для окружающей среды.

В основу разработанного комплексного метода очистки сточных вод от взвешенных веществ положены следующие механизмы физической коагуляции частиц различной дисперсности под воздействием акустических волн: 1) коагуляция подвижных высокодисперсных частиц за счет увеличения количества их столкновений с более крупными малоподвижными частицами в бегущих гидроакустических волнах большой интенсивности; 2) коагуляция частиц различной дисперсности, за счет увеличения количества их столкновений при перемещении в области сжатия стоячих гидроакустических волн; 3) принудительное осаждение частиц различной дисперсности, в том числе и вновь образованных агрегатов, из верхнего слоя воды под воздействием избыточного акустического давления, возникающего при распространении звуковых волн из воздуха в водную среду.

Процесс очистки сточных вод от высокодисперсных взвешенных веществ сводится к последовательному увеличению крупности взвешенных частиц в процессе акустического воздействия и ускоренному осаждению в каскаде горизонтальных отстойников за счет роста массы новообразованных агрегатов и состоит из трех основных этапов.

На первом этапе осуществляется агрегирование самой представительной группы взвесей с размером частиц от 1 до 5 мкм, для чего в центральной части отстойников верхних порядков устанавливаются гидроакустические излучатели низкого звукового и звукового диапазона частот. Коагуляция взвесей достигается под воздействием бегущих гидроакустических волн высокой интенсивности, когда подвижные высокодисперсные частицы «прибиваются» к крупным и менее подвижным.

На втором этапе осуществляется агрегирование высокодисперсных частиц крупностью менее 1 мкм, для чего в местах слива воды между горизонтальными отстойниками нижних порядков устанавливаются излучатели электромагнитных волн, а в бортовых частях отстойников гидроакустические излучатели звукового диапазона частот, направленные на встречу друг другу и работающие в синхронном режиме. Под воздействием электромагнитных волн осуществляется компенсация поверхностных зарядов высокодисперсных частиц, а эффект коагуляции достигается за счет их перемещения в области «сжатия» стоячих гидроакустических волн, где барьерное расстояние между частицами преодолевается под воздействием интенсивного акустического давления.

На третьем этапе осуществляется осветление верхнего приграничного слоя воды, для чего на водоупорных дамбах горизонтальных отстойников устанавливаются направленные акустические излучатели. Принудительное осаждение исходных и агрегированных взвешенных частиц из верхнего слоя воды происходит за счет непрерывного воздействия на частицы различной дисперсности избыточного акустического давления, вектор которого направлен навстречу и вниз по отношению к движущемуся потоку воды.

Первые эксперименты по определению эффективности очистки сточных вод комплексным методом с акустическим воздействием были проведены при разработке россыпных месторождений платины Сейнав-Гальмоэнанского горного узла на смежных горизонтальных отстойниках с небольшими линейными размерами 80х60х3м и объемом 14400 м3 каждый. В центре отстойников были установлены гидроакустические излучатели звукового диапазона частот и по два акустических излучателя располагались на водоупорных дамбах. Анализ работы блока отстойников в штатном режиме показал, что при содержании взвешенных веществ на уровне 95 мг/л, эффективность осаждения взвесей составляла в нем не более 37%. Реализация комплексного метода с использованием акустического воздействия позволила повысить эффективность очистки до 74% и получить на выходе из блока очистных сооружений сточные воды с содержанием взвешенных веществ на уровне 25 мг/л.

Масштабные эксперименты по апробации метода, которые можно сопоставить с промышленными испытаниями, были поставлены на трех смежных горизонтальных отстойниках большого размера (140х100х8м и объем 112000м3). Необходимо отметить, что проведение экспериментов проводилось в условиях высокого содержания взвешенных веществ в воде на входе в очистные сооружения (1,04 - 1,96 г/л). Работа среднего отстойника в штатном режиме была неэффективна в связи с избыточным поступлением загрязненных вод из верхнего отстойника и интенсивным водообменном нижних и средних слоев воды. На первом этапе испытаний гидроакустические излучатели низкого звукового и звукового диапазона частот были установлены в верхнем и среднем горизонтальных отстойниках, а четыре акустических излучателя размещались на водоупорной дамбе между ними. Общая эффективность работы каскада горизонтальных отстойников при использовании акустического воздействия выросла на 34% и составила в целом 51%. На втором этапе эксперимента гидроакустические излучатели низкого звукового и звукового диапазона частот были перенесены в средний и нижний горизонтальные отстойники, а акустические излучатели размещены на водоупорной дамбе между ними. В штатном режиме, при содержании взвесей в загрязненной воде 1,45 г/л, эффективность работы каскада составляла 14 %, а осаждения взвесей в среднем отстойнике не происходило по-прежнему. В процессе реализации комплексного метода с акустическим воздействием, при более загрязненной воде 1,8 г/л, общая эффективность работы данного блока очистных сооружений составила 38%. Следует отметить, что при использовании комплексного метода начал работать средний отстойник, эффективность осаждения взвесей в котором составила 12%.

Для оценки времени, необходимого для осаждения взвешенных веществ из сточных вод испытавших акустическое воздействие были проведены эксперименты по отстаиванию воды из приповерхностных горизонтов нижнего отстойника. Результаты экспериментов показали, что значительная часть исходных и агрегированных взвешенных частиц может быть осаждена в процессе отстаивания сточных вод с эффективностью 10-11% общего количества взвесей за сутки.

При проектной мощности горно-обогатительного предприятия 5 млн. тонн руды в год, объем очистки технологических и сточных вод от взвешенных веществ составит около 20 млн.м3. При прогнозируемом содержании взвешенных веществ в промышленных водах 200 мг/л, на выходе из очистных сооружений планируется получать сточные воды с содержанием взвеси на уровне 20-25 мг/л (эффективность очистки 90%). В соответствии с технологической схемой комплексного метода очистки сточных вод для очистных сооружений обогатительной фабрики определены основные этапы, оптимальные режимы акустического воздействия и произведен выбор основного акустического оборудования (Табл.1).

Таблица 1. Основные этапы, оптимальные режимы и оборудование для реализации комплексного метода очистки сточных вод с акустическим воздействием при переработке платинометальных руд

Этапы воздействия Типы излучателей Диапазон рабочих частот, Гц Акустическая мощность, Па Режим работы, часы Марка оборудования
1. Бегущие гидроакустические волны Гидроакустический, ненаправленный (круговой) 300 – 3 000 1 000 – 10 000 «4-1»: 4 часа -излучение, 1 час – пауза Излучатели: ЦГИ-снч, ЦГИ-1 Генераторы: Г3-33, Г-10 Усилители: УМ-снч, УМ-10
2. Стоячие гидроакустические волны Гидроакустический, направленный (60-80 град.) 5 000 – 15 000 10 000 –100 000 «4-1»: 4 часа – излучение, 1 час – пауза Излучатели: ПИ-1, СГИ-зд Генераторы:Г3-110, Г-10 Усилители: УМ-зд, УМ-10
3. Бегущие акустические волны Акустический, направленный (40-60 град) 1 000 – 5 000 1 000 – 10 000 «24-0»: 24 часа излучение, 0 ч - пауза Излучатели:HD-6045, HD-1122 Генераторы: Г3-110, Г-10 Усилители:HP-1122, HP-3045


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.