Выбор технологического решения по очистке сточных вод для предприятия открытой угледобычи

Повышенные требования к охране окружающей среды и увеличение масштабов угледобычи подчеркивают важность проблемы обращения с угольными отходами. Очистка сточных вод угольных предприятий является сложной технической задачей, так как они относятся к многотоннажным сточным водам, объем образования которых может превышать 2 млн м3/год., имеют низкую температуру и содержат трудноудаляемые соединения – сульфатов, хлоридов, нитратов и аммонийных ионов, что существенно осложняет подбор наиболее эффективных методов их очистки. В работе предложена концепция технологического решения мобильной установки для эффективной очистки сточных вод предприятий открытой угледобычи. Подробно описаны конструктивные особенности установки, взаимодействие ее основных элементов, приведены технологические рекомендации. Представлена информация о результатах промышленных испытаний в реальных условиях эксплуатации. Испытания позволяют сделать научно обоснованный выбор технических решений и управленческих мер, способствующих повышению эффективности очистки сточных вод и снижению затрат предприятия. Для разработанных технологических решений выполнена их технико-экономическая оценка. Практическое внедрение предлагаемой технологической линии в угольную отрасль позволит значительно повысить уровень очистки сточных вод, а также способствовать развитию мер по рациональному использованию ресурсов и уменьшению антропогенного давления на окружающую среду.

Иванова Л. А., Михайлова Е. С., Артемова О. В., Иванов П. П. Выбор технологического решения по очистке сточных вод для предприятия открытой угледобычи // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12. – С. 169–184. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_12_0_169.

Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 г. №1144-р, при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, № соглашения 075-15-2022-1201 от 30.09.2022 г.

Иванова Людмила Анатольевна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: lyuda_ivan@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4103-8780,
Михайлова Екатерина Сергеевна¹ — канд. хим. наук, доцент, директор Института НБИКС технологий, e-mail: e_s_mihaylova@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-0673-0747,
Артемова Ольга Валерьевна — начальник конструкторско-технологического отдела, ООО «НТТ», e-mail: artemova@ntt.su, ORCID ID: 0009-0001-2498-4943,
Иванов Павел Петрович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: ipp7@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-8086-3273,
¹ Кемеровский государственный университет.

Иванова Л.А., e-mail: lyuda_ivan@mail.ru.

1. Угарова И. М., Горелкина А. К., Утробина Т. А. Загрязнение водных объектов и способы снижения антропогенного вклада // Ползуновский вестник. — 2024. — № 3. — С. 234—241. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2024.03.034.

2. Иванова Л. А., Салищева О. В., Тимощук И. В., Голубева Н. С., Горелкина А. К. Приоритетные загрязнители сточных карьерных вод в угледобывающей промышленности и способы их очистки // Кокс и химия. — 2023. — № 4. — С. 44—50. DOI: 10.52351/0023281520230444.

3. Иванова Л. А., Голубева Н. С., Тимощук И. В., Горелкина А. К., Просеков А. Ю., Сапурин З. П., Медведев А. В. Оценка эффективности очистки сточных вод угледобывающего предприятия и ее влияние на загрязнение малых рек // Экология и промышленность России. — 2023. — Т. 27. — № 1. — С. 60—65. DOI: 10.18412/1816-0395-2023-1-60-65.

4. СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [Интернет-ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/573500115?section=text.

5. Ткаченко А. З., Ширяева К. Е. Глубокая очистка сточных вод адсорбционным методом // Дальний Восток: проблемы развития архитектурно-строительного комплекса. — 2023. — № 1. — С. 323—325.

6. Шинкарук Н. А., Ницкая С. Г. Очистка сточных вод от фенола: технологии и перспективы // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия. — 2024. — Т. 16. — № 3. — С. 182—189. DOI: 10.14529/chem240313.

7. Ксенофонтов Б. С. Выбор и использование комбинированной флотационной техники в технологиях очистки сточных // Сантехника. — 2023. — № 1. — С. 66—72.

8. Красавцева Е. А., Максимова В. В., Макаров Д. В., Маслобоев В. А. Методы очистки сточных вод горнопромышленных предприятий от взвешенных веществ // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2022. — № 3. — С. 136—146. DOI: 10.15372/ FTPRPI20220314.

9. Горелкина А. К., Михайлова Е. С., Тимощук И. В., Иванова Л. А., Неверов Е. Н. Очистка сточных вод угледобывающих предприятий // Уголь. — 2023. — № S12(1175). — С. 63—66. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-S12-63-66.

10. Неверов Е. Н., Михайлова Е. С., Тимощук И. В., Схаплок Р. Ю. Анализ проекта мобильной установки физико-химической очистки сточных вод угольных предприятий // Ползуновский вестник. — 2024. — № 3. — С. 191—199. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2024.03.028.

11. Ксенофонтов Б. С., Русанова К. Р. Возможности использования электрофлотокомбайнов для очистки сточных вод // Экология промышленного производства. — 2022. — № 3(119). — С. 13—17. DOI: 10.52190/2073-25892022313.

12. Рыбин П. А. Патент на полезную модель № 229965 U1 Российская Федерация, МПК C02F 1/465, C02F 1/24, B03D 1/14. Гибридный флотатор: № 2024100357: заявл. 22.03.2024, опубл. 06.11.2024; заявитель ООО «Инновейшн Дженерейшн».

13. Горелкина А. К., Тимощук И. В., Голубева Н. С., Беляева О. В., Михайлова Е. С. Способы снижения воздействия горнодобывающей отрасли на водные экосистемы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 7. — С. 64—75. DOI: 10.25018/0236149320237064.

14. Falconi I. B. A., Botelho A. B., Baltazar M. D. P. G., Espinosa D. C. R., Tenório J. A. S. An overview of treatment techniques to remove ore flotation reagents from mining wastewater // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2023, vol. 11, no. 6, article 111270. DOI: 10.1016/j.jece.2023.111270.

15. Иванов П. П., Пачкин С. Г., Иванова Л. А., Семенов А. Г. Организация повторного использования карьерных сточных вод угледобывающих предприятий // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2024. — № 3. — С. 190—199. DOI: 10.15372/ FTPRPI20240320.

16. Joni I. M., Sofia D. R., Sulistio E., Azhary S. Y., Wibawa B. M. Flotation of suspended solid by introducing coagulant and fine bubbles in the mobile wastewater treatment plant // Journal of Physics: Conference Series. 2022, vol. 2344, no. 1, article 012007. DOI: 10.1088/1742-6596/2344/1/012007.

17. Yu X., Tang Y., Pan J., Shen L., Begum A., Gong Z., Xue J. Physico-chemical processes // Water Environment Research. 2020, vol. 92, no. 10, pp. 1751—1769. DOI: 10.1002/wer.1430.

18. Иванова Л. А., Тимощук И. В., Горелкина А. К., Михайлова Е. С., Голубева Н. С., Неверов Е. Н., Утробина Т. А. Выбор сорбента для элиминации ионов железа из сточных и природных вод // Техника и технология пищевых производств. — 2024. — Т. 54. — № 2. — С. 398—411. DOI: 10.21603/2074-9414-2024-2-2516.

19. Цуканова А. Н., Глушанкова И. С., Фарберова Е. А., Перевозчикова Е. А., Кузьмин А. В. Применение активных углей в процессах очистки сточных вод нефтеперерабатывающих производств // Водоснабжение и санитарная техника. — 2024. — № 6. — С. 37—42. DOI: 10.35776/ VST.2024.06.07.

20. Тумиалан П. Э., Мартинес Н. Т., Хиностроза К. Б., Руэдас Р. А. Очистка кислотных шахтных сточных вод нейтрализацией с использованием адсорбента // Записки Горного института. — 2024. — Т. 267. — С. 381—387.