Wody kopalniane w kopalniach węgla brunatnego w Czechach – sytuacja obecna oraz tendencje rozwoju procesu ich oczyszczania

• Autorzy: Vidlar J. , Slivka V. , Thomas J.

Warianty tytułu

EN

Mine waters in brown coal mines in the Czech Republic – current situation and development tendencies of the process of their purification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wody kopalniane stanowią wyjątkowy rodzaj wód i są zdefiniowane w §40, Dyrektywy Nr 254/2001 (Dyrektywa w sprawie wody) oraz w §40, Dyrektywy Nr 44/1988 (Dyrektywa w sprawie kopalń). Wypompowywane wody z kopalń odkrywkowych lub podziemnych zawierają podwyższone ilości jonów żelaza, manganu, anionów siarczanowych, kwaśnych węglanów oraz mają kwaśny odczyn. Typowe jest dla nich przekraczanie dopuszczalnych wartości substancji rozpuszczonych. Stężenia omawianych zanieczyszczeń wód kopalnianych z określonych kopalni nie pozwalają na ich bezpośrednie odprowadzanie do wód powierzchniowych, ani nawet na ich wykorzystanie bez wcześniejszego poddania ich odpowiednim zabiegom lub oczyszczaniu. Technologie oczyszczania wód kopalnianych w poszczególnych miejscowościach można scharakteryzować jako procesy mechaniczno- chemiczne obejmujące sedymentację cząstek stałych oraz procesy dalszego zobojętniania, itp. Procedura ta zapewnia odpowiednią jakość uzdatnianych wód w zakresie prawie wszystkich granicznych parametrów zanieczyszczeń, pozwalającą na ich odprowadzanie do wód powierzchniowych. Wyjątek stanowi tu przekroczenie stężenia substancji rozpuszczonych (powyżej 1000 mg/l) i przekroczenie dopuszczalnego stężenia siarczanów (powyżej 300 mg/l). Chemiczne procesy odsiarczania, które reprezentuje strącanie, są korzystne pod względem możliwości ich realizacji i niskich kosztów. Chemiczne wytrącanie odpowiada koncepcyjnie wymogom skutecznego usuwania siarczanów. Dlatego też na Wydziale Górnictwa i Geologii, VŠB-TU Ostrava (Wyższa Szkoła Górnicza – Uniwersytet Techniczny Ostrawa) największą uwagę zwrócono na zastosowanie metod łączących w sobie naturalne, przyjazne dla środowiska jony wapnia i glinu, które zapewniają niezawodne usuwanie siarczanów. Jako najbardziej obecnie odpowiednie procesy oczyszczania wód kopalnianych wydają się być metody trzeciego stopnia oczyszczania wykorzystujące procesy fizyczne i elektrochemiczne, w szczególności technologie membranowe, które są stosowane po bardzo skutecznym oczyszczaniu wstępnym usuwającym cząstki stałe. Techniki membranowe mogą być stosowane w procesie ostatecznego uzdatniania jako zaawansowana technologia, która dostarcza zarówno wody zdemineralizowanej (przesączu) jak i koncentratu soli. Oba produkty są przeznaczone do dalszego gospodarczego wykorzystania.

EN

Mine waters constitute an exceptional type of waters and are defined in clause 40 of the Directive No 254/2001 (Directive concerning water) and clause 40 of the Directive No 44/1988 (Directive concerning mines). The waters pumped out from opencast or underground mines contain increased quantities of iron ions, manganese, sulfate anions, hydrogen carbonates and have an acid reaction. Typical for them is exceeding of permissible values of dissolved substances. The concentrations of discussed mine water contaminations from determined mines do not allow their direct discharge into surface waters or even their use without previous subjecting to suitable interventions or purification. The technologies of mine water purification in individual localities can be characterised as mechanicaland- chemical processes comprising the sedimentation of solid particles and processes of further neutralisation etc. This procedure ensures suitable quality of treated waters with respect to almost all boundary contamination parameters, allowing their discharge into surface waters. An exception constitutes here the exceeding of concentration of dissolved substances (more than 1000 mg/l) and exceeding of the permissible sulfate concentration (more than 300 mg/l). Chemical desulfurisation processes, which represents precipitation, are advantageous with respect to the possibilities of their realisation and low costs. Chemical precipitation corresponds conceptionally with the requirements of efficient sulfate removal. Therefore in the Department of Mining and Geology of VŠB TU Ostrava [ Higher Mining School – Technical University Ostrava] the greatest attention was drawn to the application of methods connecting natural, friendly for the environment calcium and aluminium ions, which ensure reliable sulfate removal. As currently most suitable mine water purification processes seem to be the methods of third level purification using physical and electrochemical processes, especially membrane technologies, which are applied after very efficient initial purification removing solid particles. Membrane techniques can be used in processes of final treatment as an advanced technology, which supplies both mineralised water (filtrate) and salt concentrate. Both products are designed for further economic use.

Słowa kluczowe

PL

wody kopalniane; usuwanie siarczanów; kopalnia odkrywkowa; siarczany; odsalanie; technologie membranowe

EN

mine waters; removal of sulfates; opencast mine; sulfates; desalination; membrane technologies

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 67, nr 7-8
• Strony: 225--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., tab.

Twórcy

autor

Vidlar J.

• Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, CZ-708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Slivka V.

• Faculty of Mining and Geology, VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, CZ-708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

autor

Thomas J.

• Institute of environmental engineering, VŠB – Technical University of Ostrava, 17. listopadu 15, CZ-708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Volšický, Z.: Úprava obsahu síry a popelovin v hnědých uhlích SHR (Benefication of sulphur and ash contens in brown cpala of SHR),Doktorská disertace, Ostrava, VŠB, 1986, s. 223.
• 2. Malkovský, M. et al.: Geologie severočeské hnědouhelné pánve a jejího okolí (Geology of North Bohemia brown-coal basi nand vicinity), Academia, Praha, 1985, s. 424.
• 3. Vidlář, J. et al.: Vývoj desulfatačních činidel pro důlní vody hnědouhelných lomů (Development of desulphatation reagens for mine waters of brown coal open-pits), Sb. věd. konf. „New trends in mineral processing II“, VŠB-TU Ostrava, 1997, s. 180÷189.
• 4. Fečko, P.: Desulfurizácia hnědého uhlia baktériemi Thiobacillus ferrooxidans, habil. Práce HGF, VŠB-TU Ostrava, 1995.
• 5. Dirner V.: Komplexanalyse der Untertagedeponierung von Abfällen, EIPOS,TU Dresden, 1998.
• 6. Vidlář J., Schejbal C., et al.: Návrh technologického řešení odstraňování síranů a RL z důlních vod lokality VUD, Kateřina-Radvanice, výzk. zpráva HS 580427, HGF VŠB-TU Ostrava, 1998, 32s.
• 7. Vidlář J. et al.: Studium chemických rovnováh a možností separace železa a síranů z důlních vod hnědouhelných lomů, závěr.zpráva projektu GAČR č.105/96/0752, HGF,VŠB-TU Ostrava,1999,75 s.
• 8. Čistírna důlních vod – SVH 07 – Doplnění technologické linky, projektová studie, KONEKO, s.r.o., (pro spol. Energie, a.s., Kladno), Ostrava, 1998.
• 9. Patent CZ č.290 953/2002: Způsob čištění důlních vod s nadlimitními obsahy síranů
• 10. Patent CZ č.295 200/2005: Způsob úpravy důlních vod hlinitanem sodným
• 11. Užitný vzor CZ č. 21442: Donor hlinitých iontů pro srážení síranů
• 12. Výzk. zprávy Dílčího úkolu V005 „Demineralizační technologie úpravy důlních vod“, Centrum výzkumu integrovaného systému využití vedlejších produktů z těžby,úpravy a zpracování energetických surovin, Projekt CVVP-MŠMT, HGF, VŠB-TU Ostrava, 2006-2009.
• 13. Slivka V., Vidlář J., Hinterholzinger O.: Analýza stavu a trendů znečištění důlních vod ČR, výzkumná zpráva, HGF, VŠB-TU Ostrava, 2008.
• 14. Slivka, V., et al.: Využití vedlejších produktů z těžby a zpracování energetických surovin, VŠB-Technická univerzita Ostrava, Montanex, a.s., Ostrava, 2010, ISBN 978-807225-316-6.