4.6. Рациональное использование и охрана водных ресурсов при разработке и переработке полезных ископаемых.

Водные ресурсы включают в себя пригодные для использования воды рек, озер, каналов, водохранилищ, морей и океанов, подземные воды, воды (льды) полярных и горных ледников, атмосферные осадки.

Особое значение для человечества имеют ресурсы пресных вод, запасы которых составляют примерно 2% от объема гидросферы (35 млн.км³). Однако на долю наиболее доступных для использования пресных вод приходится около 0,3%.

Основными проблемами в использовании водных ресурсов является их истощение и загрязнение. Истощение, снижение водообильности рек, озер, подземных вод происходит вследствие безвозвратных потерь потребляемых промышленностью и сельским хозяйством вод, забираемых из природных объектов. Так, суммарный забор воды из природных объектов России составил за 1996 г. более 96 км³. Из них 10,2 км³ были потеряны безвозвратно. Особенно опасны потери водных ресурсов в районах со средней и низкой водообеспеченностью, расположенных в бассейнах Каспийского и Азовского морей. В этих районах проживает более половины населения России, на которые приходится менее 8% общего объема годового стока России, составляющего 4262 км³. В настоящее время происходит прогрессирующее истощение таких рек, как Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миас.

Использование водных ресурсов 1996 г. имело следующую структуру, км³ (%):

• промышленные нужды - 41,0 (53,2);

• орошение - 11,5 (15,0);

• хозяйственно-бытовые нужды - 14,3 (18,5);

• сельскохозяйственное водоснабжение - 3,8 (5,0);

• прочие - 6,7 (8,7).

Под загрязнением понимается привнесение в водную среду новых, не свойственных ей веществ-загрязнителей, ухудшающих качество воды. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного и подземного водных стоков, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека.

Основные источники загрязнения водной среды следующие:

• атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха и с поверхности земли поллюантов промышленного происхождения;

• городские сточные воды, включающие бытовые стоки, стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы мусора, нефтепродуктов, фенолов, кислот;

• промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства.

Основными источниками водных ресурсов, широко используемых в различных целях, являются поверхностные пресные воды.

Охрана и рациональное использование поверхностных вод должна строиться, исходя из двух принципов: сохранение тех природных условий, в которых формируются поверхностные воды и сохранение качества вод водных объектов.

Решение второй, в основном технической, задачи требует:

• повсеместного внедрения оборотного водоснабжения, вплоть до создания полностью замкнутых систем водопользования отдельных производств;

• максимального извлечения из промышленных сточных вод загрязняющих веществ и их утилизации;

• создания замкнутых циклов и производств;

• максимального использования сточных вод в повторном промышленном водоснабжении, для нужд лесного, сельского хозяйства, пожаротушения.

Рис.4. Схемы водообеспечения промышленных предприятий: а – прямоточная; б – последовательная; в – оборотная.

1 – вода свежая, забираемая из водного объекта; 2 – сточная вода; 3 – очищенная сточная вода; ПП, ПП₁, ПП² – промышленные предприятия; ОС – очистные сооружения; НС – насосная станция; Q_ист – вода, забираемая из водного объекта; Q_сбр – вода, сбрасываемая пром.предприятием в водный объект; Q_{пот i} – вода, безвозвратно потребляемая пром.предприятием; Q_шл – вода, теряемая со шламом; Q_об – оборотная вода; Q_т – вода, подаваемая на технологические нужды.

Х8 »«й 3 > а

За ^мНЗя2|-"8с-

о 2 о §о в .« | а в

1*1 5|||'.11|1я

Ц ЦЦЩ1

Системы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий.

На предприятиях по добыче и переработке полезных ископаемых работают, в основном, традиционные схемы водообеспечения: прямоточная, последовательная и оборотная (рис.4). При прямоточном водообеспечении вода из водного объекта после использования в технологическом процессе сбрасывается в водный объект ниже по течению, за исключением того количества, которое безвозвратно потеряно на производстве (с продукцией, протечки). Количество отводимых в водный объект сточных вод Q_сбр = Q_ист - Q_пот

При последовательной схеме водообеспечения вода из водного объекта подается на первое промышленное предприятие ПП₁; образовавшаяся сточная вода, отвечающая требованиям, предъявляемым к технической воде, необходимой для ведения технологического процесса на втором предприятии, передается для водообеспечения второго промышленного предприятия ПП₂. сточные воды второго промышленного предприятия поступают на очистные сооружения, где после очистки могут быть сброшены в водный объект.

Последовательное водообеспечение может быть двух- и трехкратным. Количество сбрасываемых сточных вод при последовательной схеме Q_сбр = Q_ист – (Q_пот1 + Q_пот2+ Q_шл)

Наиболее рациональной с точки зрения охраны водных ресурсов является оборотная схема водообеспечения. Вода из водного объекта подается на промышленное предприятие: это так называемая подпиточная вода. На насосную станцию поступает и оборотная вода после очистных сооружений. Таким образом, насосная станция обеспечивает необходимое количество воды для технологического процесса Q_т.. Количество воды, забираемой из водного объекта, для подпитки системы оборотного водоснабжения Q_ист = Q_пот + Q_шл + Q_сбр. Повышение эффективности системы оборотного водоснабжения связано со снижением объема подпитки.

В практике работы предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых встречаются и комбинированные системы водоснабжения, обусловленные спецификой производства, состоянием водного объекта и др.

Эффективность использования воды на промышленных предприятиях оценивается тремя показателями:

- коэффициентом использования воды

,

где Q_с - количество воды, поступившей в систему водообеспечения с сырьем;

- коэффициентом водооборота в процентах

- потерями воды

где Q_пос - количество воды, используемое в производстве последовательно.

Использование водных объектов зависит и от качественного их состояния, которое определяется гидрологометеорологическими, физико-географическими и другими природными условиями. Значительное влияние на состояние водных объектов оказывает антропогенная нагрузка.

Качество водных объектов оценивается по санитарно-химическим и гидробиологическим показателям. В районе действия предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых водные объекты испытывают существенные антропогенные нагрузки, в основном за счет большого объема загрязненных сточных вод.