Способ регулируемого сброса дренажных рассолов в гидрографическую сеть Советский патент 1989 года по МПК C02F1/22 C02F1/22 C02F101/10 C02F103/10 

Изобретение относится к охране окружающей среды и может использоваться для регулируемого сброса минерализованных вод в гидрографическую сеть, например, в горнодобывающей промышленности.

Цель изобретения - снижение затрат на строительство очистных сооружений за счет увеличения объема сбрасываемых вод.

На чертеже показано изменение концентрации солей в рассоле по глубине.

Периодическое пропускание холодного воздуха через дренажные рассолы в накопителе приводит к дополнительному их вымораживанию, т.е. к увеличению опресненного слоя в накопителе, к созданию буферного слоя между естественно опресненными рассолами и рассолами с повышенной (в процессе естественного вымораживания) минерализацией. Дополнительное охлаждение рассолов в накопителе достигается подачей воздуха с температурой ниже средней температуры воды в накопителе в зимнее время, равной -4, -5 С. Нарушение естественного распределения температуры воды в накопителе при подаче охлажденного воздуха приводит к окислению его, образованию хлопьевидных осадков, оседающих на дно накопителя, в результате чего рассолы в накопителе допочнительно очищаются.

Измерение концентрации солей по глубине накопитечя позволяет зафиксировать границу резкого изменения скорости минерализации и выделить

Јь 1

0

00 О5

стой дренажных вод в верхней части накопителя, гдп произошло существенное опреснение рассолов. За счет выделения этого слоя сбросной расход можно увеличить при соблюдении требования, чтобы сумма сбрасываемых солей не превышала допустимую величину. Для этого используется коэффициент сбросного расхода:

.О

N ср ; 3

где Мер средняя концентрация солей на i-м отрезке. выделенног слоя опресненных рассолов, мг/л; Ма - допустимая концентрация

солей в реке, мг/л; М - исходная концентрация солей в дренажных рассолах, мг/л о

Сбросной расход рассчитывается по формуле

q,o,Ml/c, (2)

где М ф - фоновое солесодержание речной воды, мг/л; О - прогнозируемый расход в

реке, м3/с.

Корректирование сбросного расхода (умножением К . на q) позволяет увеличить объем сбрасываемых вод на 30- 40% при сохранении экологического равновесия.

Пример . Дренажные рассолы из карьера с минерализацией 90000 мг по водоводу в период с сентября по апрель сбрасываются и аккумулируются в накопителе.

В зимнее время после становления

достаточно прочного льда на накопителе в период максимально низких температур воздуха ниже (-35)- (-40)°С - во льду бурят скважины, оборудуют их воздухоподающими трубами с заглублением под лед не менее 10 м Эти трубы соединяют с компрессором воздуховодами длиной (площадь контакта с морозным воздухом), достаточной для существенного охлаждения подаваемого воздуха. Охлажденный до температуры ниже -20°С воздух, проходя через толщину воды, охлаждает ее Это приводит к дополнительному образованию кристаллов льда. Лед всплывает, образуя при -этом бу ферный слой, предохраняющий естественно намороженный лед от оттаивания снизу из-за процессов диффузии.

0

г

n

5

0

0 5

0

5

Сероводород, содержащийся в рассо лах, окисляется за счет кислорода воздуха, в осадок выпадает сера и другие сернистые соединения.

Для более равномерного распределения хладагента в толще минерализованных вод во льду вокруг нагнетательных скважин на расстоянии 15- 20 м бурят разгрузочные скважины.

В течение зимних месяцев процедуру аэрирования повторяют несколько раз. Перед началом сброса в пред- паводковый период (в апреле) на накопителе по сетке 100 х 100 м производят поинтервальный отбор гидрохимических проб с шагом 0,,5-1,0 м. Минерализацию проб определяют ускоренным методом по С -иону с использованием выявленных корреляционных связей. Граница скачка минерализао

ции фиксируется на глубине 5 м (черт. } . В этом интервале по графику определяют среднюю концентрацию солей на i-м отрезке выделенного интервала (М Ср; ) Определяют поинтервальный коэффициент сбросного расхода по формуле (1).

Прогнозные данные по длительности паводкового периода, фоновым минерализациям и расходам 1 и 2 приведены в табл. 1 .

Допустимую минерализацию воды (Ид) контрольном створе устанавливают 200 мг/л.

Сбросной расход (q) без учета опреснения верхнего слоя рассчитывают по формуле

((1+ (мj-M п) О2

q м - м-

о

где М„ - допустимая минерализация воды, мг/л; М ф,

и МФ1 - фоновые минерализации рек

Q 1 и 2, мг/л;

и Q.i - прогнозные расходы рек 1

и 2, м3/с; М - минерализация откачиваемых

вод, мг/л.

Величина сбросного расхода при указанных расчетных величинах составляет 1,5 м3/с. Объем сброса дренажных вод в паводковый период составляет 5,18 млн.м3.

Расчет сокращения времени сброса интервала опресненных вод приведен в табл. 2.

Как видно из табл. 2, выигрыш времени составляет 17 сут, что обес(3)

починяет возможность сброса дополнительно 7,7. млн.м3 дренажных вод без нарушения экологического равновесия.

Использование предлагаемого способа регулируемого сброса дренажных рассолов в гидрографическую сеть поз воляет уменьшить отрицательное влияние рассолов на окружающую среду, сократить затраты на строительство дополнительных объемов накопителей, уменьшить затраты на строительство очистных сооружений, улучшить условия обслуживания водозаборных устройств . Формула изобретения

Способ регулируемого сброса дренажных рассолов в гидрографическую

7 6 К 6

СО. IVTOM И,КПЦЧ(ЧЧ1Ч , фРП Л Ж1 ЫХ рЛС

сопоп и сброса их t период открыт он

ВОДЫ, О Т Л И Ч Л 41 Щ I И С Я Тем,

что, с ЦРПЬЮ затрат на строительство очистных сооружений зл счет увеличения об1,ома сбрасываемых вод, дополнительно в зимнее время снизу через дренажный рассол периодически пропускают атмосферный воздух с температурой (-5)-(-40)°С, перед сбросом измеряют концентрацию солей по глубине накопителя, фиксируют границу скачка минерализации, оп- 15 ределяют на отрезке до этой границы поинтервальный коэффициент сбросного расхода и корректируют сброс на эту величину.

10

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано, например, в горно-добывающей промышленности. Цель изобретения - снижение затрат на строительство очистных сооружений за счет увеличения объема сбрасываемых вод. Дренажные рассолы в осенне-весенний период складируют в накопителе. В зимнее время снизу через дренажный рассол периодически пропускают воздух с температурой (-5)...(-40)^с. Перед сбросом в накопителе измеряют концентрацию солей по глубине, фиксируют границу скачка минерализации. На этом отрезке /опресненного рассола/ определяют поинтервальный коэффициент сбросного расхода KI. Сброс в гидрографическую сеть корректируют на величину этого коэффициента. 2 табл., 1 ил.

40

60

80

Таблица 1

900

60

1

2 3 Ь

5 6 7 8 9

10 11 12 /3

Ь,м

30 W SO SO 70 8Q gp ion „ ,„