Флокуляційне очищення шахтних вод від тонкодисперсних завислих часток - Шкоп, Андрій Олександрович; Шестопалов, Олексій Валерійович; Пономарьова, Наталія Георгіївна; Босюк, Альона Сергіївна; Войтенко, Д. М.; Кулініч, Сергій Сергійович (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2025)
У даній роботі представлено результати дослідження технології флокуляційного очищення шахтних вод від тонкодисперсних завислих часток із застосуванням інноваційного «Модуля очищення шламових вод і зневоднення шламів» (ТОВ «НТЦ «Еко-маш», Харків, Україна). Очищення шахтних вод є важливим етапом у забезпеченні екологічної безпеки водних ресурсів та відповідає вимогам сучасних стандартів охорони навколишнього середовища. Особливу увагу приділено ролі твердої зернистої фази в процесі флокуляції, яка не лише підвищує ефективність очищення, але й дозволяє знизити споживання флокулянтів. Це, у свою чергу, сприяє зменшенню операційних витрат і підвищує екологічну безпеку технологічного процесу. Зниження використання хімічних реагентів зменшує негативний вплив на навколишнє середовище, знижує ризики вторинного забруднення води та покращує екологічну ситуацію в регіонах, де функціонують шахтні підприємства. Встановлено, що досягнення допустимого рівня вмісту завислих часток у шахтних водах (до 25 мг/л) можливо за умови застосування технологічного ланцюжка апаратів у безперервному режимі роботи, що забезпечує стабільність і ефективність процесу очищення. Дослідження показали, що додавання зернистого шламу з гідравлічною крупністю понад 40 мкм значно покращує агрегацію тонкодисперсних часток, сприяючи утворенню важких флокул, які швидко осідають у відстійнику. Це дозволяє значно скоротити час очищення та підвищити ефективність процесу. Особливо важливим є те, що використання твердої зернистої фази в процес флокуляції дозволяє знижувати витрати флокулянтів, що зменшує операційні витрати та сприяє підвищенню екологічної безпеки процесу очищення. Зменшення використання хімічних реагентів знижує негативний вплив на навколишнє середовище і зменшує ризики забруднення води. Результати дослідження мають великий практичний потенціал для впровадження в реальних умовах експлуатації шахтних водоочисних споруд, де можуть забезпечити не лише ефективне очищення шахтних вод, але й значно підвищити економічну ефективність завдяки зниженню витрат на хімічні реагенти. Враховуючи необхідність забезпечення сталого розвитку гірничодобувної галузі, запропоновані результати можуть стати важливим кроком у напрямку впровадження екологічно безпечних та економічно ефективних технологій очищення шахтних вод. Розвиток таких технологій сприятиме вдосконаленню методів охорони водних ресурсів та забезпеченню довгострокової стабільності природних екосистем.

This paper presents the results of a study of the technology of flocculation treatment of mine water from fine suspended particles using the innovative “Sludge water treatment and sludge dewatering module» (LLC «STC Ecomash», Kharkiv, Ukraine). Mine water treatment is an important stage in ensuring the environmental safety of water resources and meets the requirements of modern environmental protection standards. Particular attention is paid to the role of the solid granular phase in the flocculation process, which not only increases the treatment efficiency but also reduces the consumption of flocculants. This, in turn, helps to reduce operating costs and improves the environmental safety of the process. Reducing the use of chemicals reduces the negative impact on the environment, reduces the risk of secondary water pollution and improves the environmental situation in the regions where the mines operate. It has been established that achieving the permissible level of suspended solids in mine water (up to 25 mg/l) is possible provided that the technological chain of devices is used in a continuous mode of operation, which ensures the stability and efficiency of the treatment process. Studies have shown that the addition of granular sludge with a hydraulic size of more than 40 microns significantly improves the aggregation of fine particles, contributing to the formation of heavy flocs that quickly settle in the settling tank. This significantly reduces cleaning time and increases process efficiency. Of particular importance is that the use of a solid granular phase in the flocculation process reduces the consumption of flocculants, which reduces operating costs and contributes to the environmental safety of the treatment process. Reducing the use of chemicals reduces the negative impact on the environment and reduces the risk of water pollution. The results of the study have great practical potential for implementation in real-world mine water treatment facilities, where they can provide not only effective mine water treatment, but also significantly increase economic efficiency by reducing the cost of chemicals. Given the need to ensure the sustainable development of the mining industry, the proposed results can be an important step towards the introduction of environmentally friendly and cost-effective technologies for mine water treatment. The development of such technologies will contribute to the improvement of water resources protection methods and ensure the long-term stability of natural ecosystems.
Flocculation treatment of mine water from fine suspended solids
Keywords: шахтні води; флокуляція; тонкодисперсні завислі частки; зернистий шлам; модуль очищення; екологічна безпека; mine water; flocculation; fine suspended solids; granular sludge; treatment module; environmental safety