Водородный показатель промышленных сточных вод предприятия цветной металлургии до и после очистки методом флокуляции



Восточная часть Оренбургской области богата различными рудами минералов и металлов, возникновение которых связано с внедрением магмы в земную кору. После обнаружения Блявинского медно-колчеданного месторождения в первой половине XX века началось строительство завода. В настоящее время ООО «Медногорский медно-серный комбинат» — комбинат химико-металлургического комплекса специализируется на производстве черновой и рафинированной электролизной меди, драгоценных металлов, серной кислоты и другой продукции [3, с. 21].

Металлургия как одна из старейших базовых отраслей промышленности, затрачивает большие объемы водных ресурсов. Предприятия цветной металлургии являются главным источником загрязнения естественных водоемов [1, с. 43].

На базе ООО «Медногорский медно-серный комбинат» с 2003 г. используют высокоэффективный метод очистки сточных вод с использованием флокулянтов Магнафлок М-338 или Магнафлок М-342. Организация системы повторного использования воды в производственном процессе решает проблему утилизации сточных вод. Вода с высокой степенью очистки необходима для резки металла, а также для обслуживания различных электроэрозионных станков. Использование химических способов водоподготовки и водоочистки на предприятиях металлургии позволяет предотвратить износ оборудования [4, с. 37].

Сточные воды Блявинского рудника по своему химическому составу и концентрации металлов-примесей являются типичными шахтными водами медных месторождений, в которых медь, цинк и железо присутствуют в виде сульфатов. Стоки медеплавильных цехов образуются при охлаждении плавильных агрегатов, грануляции шлака и разливки металла. Технология очистки подотвальных вод ведется на участках брикетирования медеплавильного цеха и нейтрализации цеха горных работ.

Цель работы — определить эколого-химические показатели сточных вод ООО «Медногорский медно-серный комбинат» в процессе очистки методом флокуляции.

Поставленная цель была реализована с помощью комплекса физико-химических методов в независимой химической лаборатории цеха управления контроля продукции ООО «Медногорский медно-серный комбинат». Достоверность результатов оценивалась с помощью статистического индекса Стьюдента для зависимых выборок. Исходными данными для проведения анализа явились технологическая инструкция ТИ 41848759–14/2–06–2011«Очистка подотвальных вод и реки Джерекля методом флокуляции» и технологическая инструкция ТИ 41848759–02/11–29–2014 «Очистка вод методом флокуляции на участке брикетирования Медеплавильного цеха», разработанные отделом охраны окружающей среды ООО «Медногорский медно-серный комбинат». Исследованию подвергались два участка — участок брикетирования медеплавильного цеха и участок нейтрализации цеха горных работ за 2017 год.

Таблица 1

Значение водородного показателя подотвальных вод Блявинского месторождения иреки Джерекля на участке нейтрализации цеха горных работ за 2017г.

Показатель	Участок нейтрализации цех горных работ
	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
pH до очистки	4,8	4,7	4,5	3,0	2,9	2,9	4,6	4,5	4,6	4,7	5,1	5,0
pH после очистки	8,8	8,8	8,9	8,7	8,8	8,7	8,1	7,9	8,1	7,8	8,3	8,7

Таблица 2

Значение водородного показателя подотвальных вод на участке брикетирования медеплавильного цеха за 2017г.

Показатель	Участок брикетирования медеплавильного цеха
	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
pH до очистки	3,7	3,6	3,1	2,6	2,9	2,9	3,0	3,1	3,1	3,4	3,5	3,4
pH после очистки	8,8	8,7	8,8	8,7	8,8	8,7	8,7	8,7	8,7	8,8	6,0	8,7

Анализ достоверности различий средних значений водородного показателя до и после очистки сточной воды методом флокуляции участка медеплавильного цеха ООО «Медногорский медно-серный комбинат» осуществлялся по индексу Стьюдента для зависимых выборок:

где x_d — среднее арифметическое значение разности параметров, S_{d —} степень рассеивания признака, N_общ — число членов выборки [2, с. 53].

В двух выборках 12 членов для каждого ряда. Водородный показатель перед очисткой сточных вод участка нейтрализации цеха горных работ ООО «Медногорский медно-серный комбинат» за 2017 год варьируется в пределах 2,9–5,1. В свою очередь после очистки водородный показатель имеет значения в пределах 7,8–8,9. Водородный показатель перед очисткой сточных вод участка брикетирования медеплавильного цеха ООО «Медногорский медно-серный комбинат» за 2017 год варьируется в пределах 2,6–3,7. После очистки водородный показатель имеет значения в пределах 6,0–8,8. Переход водородного показателя сточной воды медеплавильного цеха из сильнокислой в нейтральную достигается путем добавления CaO_тов.= 10–13 %, которое приготавливают из товарной извести с содержанием CaO_акт. не менее 75 %.

Расчет индекса Стьюдента для зависимых выборок по признаку «водородный показатель» до и после очистки участка нейтрализации цеха горных работ за 2017 г.: t_ф = 13,973; t_кр = 2,201, (при p < 0,05).

В результате получается, что , следовательно, в изученной выборке водородного показателя разность средних значений водородного показателя до и после очистки сточной воды участка нейтрализации цеха горных работ ООО «Медногорский медно-серный комбинат является статистически достоверны.

Расчет индекса Стьюдента для зависимых выборок по признаку «водородный показатель» до и после очистки участка брикетирования медеплавильного цеха за 2017 г.: t_ф = 19,619; t_кр = 2,201, (при p < 0,05).

В результате получается, что , следовательно в изученной выборке водородного показателя разность средних значений водородного показателя до и после очистки сточной воды участка брикетирования медеплавильного цеха ООО «Медногорский медно-серный комбинат является статистически достоверны.

Литература:

1. Карманов, А. П. Технология очистки сточных вод [Электронный ресурс]: учеб. пособие: самост. учеб. электрон. изд. / А. П. Карманов, И. Н. Полина // Сыктывкар: СЛИ. — URL: http://lib.sfi.komi.com (дата обращения: 31.03.2017).
2. Крянев, А. В. Математические методы обработки неопределенных данных [Текст]: учебник/ Крянев А. В., Лукин Г. В. — Москва: Флизмалит 2003. — 216 с.
3. Орехова, Н. Н. Научное обоснование и разработка технологии комплексной переработки и утилизации техногенных мендно-цинковых вод горных предприятий: автореф. дис. док. технических наук: 09.06.2014 / Орехова Наталья Николаевна. — Москва, 2014. — 388 с.
4. Шидловская, И. П. Комплексная утилизация сточных вод медеплавильных предприятий: дис. док. тех. наук: 17.02.06 / Шидловская Ирина Петровна. — Екатеринбург, 2006. — 143 с.