№66-08

Опріснення шахтних вод при закритті шахти ім. М.І. Сташкова ПрАТ «ДТЕК Павлоградвугілля»

І.А. Салєєв¹

¹ТОВ «ДТЕК Енерго», Київ, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 66:81-93

https://doi.org/10.33271/crpnmu/66.081

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Обґрунтувння доцільності опріснення шахтних вод для використання їх як питної води для населення при закритті вугільних шахт в Павлоградському регіоні та забезпечення виконання нормативних вимог, щодо збереження навколишнього серидовища, зокрема природних водоймів та грунтів.

Методика дослідження. Використано експериментально-аналітичний метод, що полягає у формуванні та аналізі світового досвіду опріснення води різного ступеня засоленості – від солоної морської, легко підсоленої до шахтної води. Також в роботі використаний метод хімічного аналізу води і вмісту в ній різних солей за допомогою випарювання.

Результати дослідження. Встановлено, що собівартість опріснення води технологією зворотного осмосу, порівняно з термальним методом дистиляції, зменшується за лінійним законом зі збільшенням продуктивності установок й обладнання і за потужності більш ніж 25 тис. т/добу не перевищує 1 дол. США. Окрім цього встановлено, що зі збільшенням складової розчинених речовин в шахтній воді, збільшуються також витрати на очищення самої води, вони збільшуються по експоненціальний залежності. Цей фактор залежить від збільшення таких речовин як магній, кальцій та натрій.

Наукова новизна. Вирішена актуальна, на даний час, задача економічної доцільності опріснення шахтної води на прикладі закриття шахт Західного Донбасу методом зворотного осмосу, який забезпечує питну воду для населення шахтарських міст і сприяє поліпшенню екологічної ситуації регіону за рахунок зменшення викидів у річки високомінералізованої шахтної води.

Практичне значення. Отримані результати та їх аналіз дозволяють констатувати, що при закритті вугільних шахт, які мають великий водоприплив і не високий ступінь мінералізації, доцільно використовувати опріснення шахтної води із залученням технології зворотного осмосу. Це дозволить поліпшити екологічну ситуацію у Павлоградському регіоні. Застосування отриманих результатів можна використовувати при проектуванні закриття шахт Західного Донбасу.

Ключові слова: закриття шахт, опріснення води, солі, зворотний осмос, питна вода.

Перелік посилань

1. OECD. (2012). OECD Environmental Outlook to 2050: The Consequences of Inaction. Paris: OECD Publishing.
   https://doi.org/10.1787/9789264122246-en
2. Орлов, Н.С., & Анисимов, С.И. (2017). Технико-экономическое обоснование разработки систем опреснения на основе традиционных и возобновляемых энергоресурсов. Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение, 1, 95-112.
3. Bai, J., Zheng, S.H, & Wu, Q.L. (2007). Study on the current status of water resources. Modern Agricultural Science and Technology, 12, 187-188.
4. Dai, J.Y., Wu, L.Y., Zhang, Y.G., & Tang, Z.X. (2018). Brief analysis on environmental influence and comprehensive utilization of brine from thermal desalination. GuangdongChemical, 45, 48-52.
5. Molden, D. (2007). Water for Food Water for Life: A Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture. Routledge.
6. Aish, A.M. (2011). Water quality evaluation of small scale desalination plants in the Gaza Strip, Palestine. Desalination and Water Treatment, 29(1-3), 164-173.
   https://doi.org/10.5004/dwt.2011.1765
7. Al Fraij, K.M., Al Adwani, A.A., & Al Romh, M.K. (2004). The future of seawater desalination in Kuwait. In Desalination and Water Re-Use (pp. 83-84). Tudor Rose.
8. Encyclopedia of Desalination and Water Resources (EDWR). (2006).
   http://www.desware.net/desa4.aspx
9. Хорольський,А.О., Лапко, В.В., Саллі,В.С., & Мамайкін, О.Р. (2020).Вибіртехнологіїдемінералізаціїстічнихвод, якскладовоїтехнологічнихпотоківвугільнихшахт. Збірник наукових праць НГУ,63,61-73.
   https://doi.org/10.33271/crpnmu/63.061
10. Jimenez-Cisneros, B. (2015). Responding to the challenges of water security: the Eighth Phase of the International Hydrological Programme, 2014-2021. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 366, 10-19.
    https://doi.org/10.5194/piahs-366-10-2015
11. Liu, T.-K., Sheu, H.-Y., & Tseng, C.-N. (2013). Environmental impact assessment of seawater desalination plant under the framework of integrated coastal management. Desalination, 326, 10-18.
    https://doi.org/10.1016/j.desal.2013.07.003
12. Micale, G., Cipollina, A., & Rizzuti, L. (2009). Seawater Desalination for Freshwater Production. Seawater Desalination, 1-15.
    https://doi.org/10.1007/978-3-642-01150-4_1
13. World Bank. (2012). Renewable Energy Desalination: An Emerging Solution to Close the Water Gap in the Middle East and North Africa. Washington, DC: World Bank.
14. Rao, S.M., & Mamatha, P. (2004). Water quality in sustainable water management. Current Science, 87(7), 942-947.
15. Shannon, M.A., Bohn, P.W., Elimelech, M., Georgiadis, J.G., Marinas, B.J., & Mayes, A.M. (2008). Science and technology for water purification in the coming decades. Nature, 452, 301-310.
    https://doi.org/10.1038/nature06599
16. Lattemann, S., & Höpner, T. (2008). Environmental impact and impact assessment of seawater desalination. Desalination, 220(1-3), 1-15.
    https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.03.009
17. 17. Seamonds, A. (2008). Desalination in 2008: Global Market Snapshot. International Desalination Association (IDA): Topsfield, MA, USA.
    http://idadesal.org/wp-content/uploads/2008/10/2008ida-desalination-snapshot_october-2008.pdf
18. Eke, J., Yusuf, A., Giwa, A., & Sodiq, A. (2020). The global status of desalination: An assessment of current desalination technologies, plants and capacity. Desalination, 495, 114633.
    https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114633
19. Bergman, R.A., & Joseph, R.E. (2005). Post-Treatment of Reverse Osmosis and Nanofiltration Systems for Municipal Water Supply. In AWWA Membrane Technology Conference. Phoenix, Arizona, USA.
20. Installed Desalination Growth Slowed in 2011-2012. (2013). The International Desalination & Water Reuse Quarterly Industry Website. Available online: http://www.desalination.biz/news/news_story.asp?id=6746&title=Installed+desalination+growth+slowed+in+2011%26%238209%3B2012
21. Ebensperger, U., & Isley, P. (2005). Review of the Current State of Desalination. Working Paper 2005-2008. New York, USA: Environmental Policy Group at the Andrew Young School of Policy Studies, 34 p.
22. Khawaji, A.D., Kutubkhanah, I.K., & Wie, J.-M. (2008). Advances in seawater desalination technologies. Desalination, 221(1-3), 47-69.
    https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.01.067
23. Дытнерский, Ю.И. (1978). Обратный осмос и ультрафильтрация. Химия.
24. Seigworth, A., Ludlum, R., & Reahl, E. (1995). Case study: Integrating membrane processes with evaporation to achieve economical zero liquid discharge at the Doswell Combined Cycle Facility. Desalination, 102(1-3), 81-86.
    https://doi.org/10.1016/0011-9164(95)00044-3
25. Al-Karaghouli, A., & Kazmerski, L.L. (2013). Energy consumption and water production cost of conventional and renewable-energy-powered desalination processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 24, 343-356.
    https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.12.064
26. Baawain, M., Choudri, B. S., Ahmed, M., & Purnama, A. (2015). An Overview: Desalination, Environmental and Marine Outfall Systems. Recent Progress in Desalination, Environmental and Marine Outfall Systems, 3-10.
    https://doi.org/10.1007/978-3-319-19123-2_1

• < Попередня
• Наступна >