Снижение концентрации загрязняющих веществ шахтних вод Кривбаса

Abstract

RU: Цель. Определение влияния ультра- и нанодобавок на процесс очистки шахтных вод. Методика. Снижение концентрации загрязняющих веществ введением добавок и ультразвуковой обработкой шахтной воды проводилось с учетом предварительно разработанной методики определения степени равномерного смешения с объемом шахтной воды определяемое по коэффициенту оптической плотности и светопроницаемости эмульсии. Результаты. Проведенный комплекс исследований показал изменение концентрации загрязняющих веществ в шахтной воде в зависимости от применяемых ультра- и нанодобавок, продолжительности ультразвуковой обработки и выдержки в состоянии покоя. Приведены зависимостей оптической плотности и светопроницаемости от времени перемешивания шахтных вод с ультра- и нанодобавками, и продолжительности ультразвуковой обработки. Научная новизна. Исследованиями процесса очистки шахтных вод за счет введения ультра- и нанодобавок установлено, что их использование требует предварительного диспергирования в ПАВ и только затем в шахтной воде. Кроме того, для гомогенизации добавок в шахтной воде, требуется предварительная обработка ее ультразвуком в растворе ПАВ и шахтной воды. Оптимальное время перемешивания в ПАВ, ПАВ с шахтной водой, ПАВ с шахтной водой и нанодобавкой, определяемое по коэффициентам светопроницаемости и оптической плотности, составляет 2 мин. Введение нанодобавок позволило снизить концентрацию загрязняющих веществ с 62 г/л до 26 г/л, т.е. примерно в 2,4 раза. Практическая значимость. Понимание процессов осаждения примесей шахтных вод и получение зависимостей оптической плотности и светопроницаемости от времени перемешивания шахтных вод с ультра- и нанодобавками, и продолжительности ультразвуковой обработки, позволит разработать оптимальные решения для предотвращения попадания неочищенных шахтных вод водоемы, нарушения биологического и гидрохимического равновесия и угрозы не только для рыбного запаса рек, но и для здоровья населения.

UK: Мета. Визначення впливу ультра-і нанодобавок на процес очищення шахтних вод. Методика. Зниження концентрації забруднюючих речовин введенням добавок і ультразвукової обробкою шахтної води проводилося з урахуванням попередньо розробленої методики визначення ступеня рівномірного змішування з об’ємом шахтної води, що визначається за коефіцієнтом оптичної щільності і світлопроникності емульсії. Результати. Проведений комплекс досліджень показав зміну концентрації забруднюючих речовин в шахтній воді в залежності від ультра- та нанодобавок, що використовуються, тривалості ультразвукової обробки і витримки в стані спокою. Наведено залежності оптичної щільності та світлопроникності від часу перемішування шахтних вод з ультра- та нанодобавками, і тривалості ультразвукової обробки. Наукова новизна. Дослідженнями процесу очищення шахтних вод за рахунок введення ультра- та нанодобавок встановлено, що їх використання вимагає попереднього диспергування в ПАР і тільки потім в шахтній воді. Крім того, для гомогенізації добавок в шахтній воді, потрібна попередня обробка її ультразвуком в розчині ПАР та шахтної води. Оптимальний час перемішування в ПАР, ПАР з шахтної водою, ПАР з шахтної водою і нанодобавками, який визначається за коефіцієнтами світлопроникності й оптичної щільності, становить 2 хв. Введення нанодобавок дозволило знизити концентрацію забруднюючих речовин з 62 г / л до 26 г / л, тобто приблизно в 2,4 рази. Практична значимість. Розуміння процесів осадження домішок шахтних вод і отримання залежностей оптичної щільності і світлопроникності від часу перемішування шахтних вод з ультра- та нанодобавками, й тривалості ультразвукової обробки, дозволить розробити оптимальні рішення для запобігання потрапляння неочищених шахтних вод у водойми, порушення біологічної та гідрохімічної рівноваги та загрози не тільки для рибного запасу річок, а й для здоров’я населення.

EN: Purpose. Determination of the influence of ultra- and nanodoadditives on the process of cleaning mine water. Methodology. Reduction of the concentration of pollutants by the introduction of additives and ultrasonic treatment of mine water was carried out taking into account the previously developed method for determining the degree of uniform mixing with the volume of mine water determined by the coefficient of optical density and light transmission of the emulsion. Findings. The conducted complex of studies showed a change in the concentration of pollutants in the mine water, depending on the applied ultra- and nanodobavok, the duration of ultrasound treatment and endurance at rest. Dependences of optical density and light transmission on the time of mixing of mine waters with ultra- and nano-additives, and the duration of ultrasonic treatment are given. Originality. Studies of the process of cleaning the mine waters through the introduction of ultra- and nano-additives found that their use requires a preliminary dispersion in the surfactant and only then in the mine water. In addition, for homogenization of additives in mine water, it is necessary to pre-treat it with ultrasound in a solution of surfactant and mine water. The optimal mixing time in surfactant, surfactant with mine water, surfactant with mine water and nanoadditive, determined by the coefficients of light permeability and optical density, is 2 minutes. The introduction of nanoadditives made it possible to reduce the concentration of pollutants from 62 g / l to 26 g / l, i.е. approximately in 2,4 times. Practical value. Understanding the processes of sedimentation of impurities in mine waters and obtaining dependencies of optical density and light transmission from the time of mixing of mine waters with ultraand nano-additives, and the duration of ultrasonic treatment, will allow developing optimal solutions for preventing the ingress of untreated mine waters into reservoirs, disturbing biological and hydrochemical equilibrium and threats not only for fish stocks of rivers, but also for public health.