В процессе разработки месторождения большое количество вредных веществ загрязняют подземные воды, попадающие в водоемы и на рисовые поля. Кроме того, постоянный водоотлив шахтных вод создавал искусственные водоемы, занимающие участки на рисовых полях, поэтому была создана дренажная система, через которую вода направляется в реку. Водоотлив шахты составляет 600-800 м3 /час, а настоящее время – 1100 м3 /час.

В этом году в течение восьми месяцев была засуха. Все колодцы пересохли поэтому откаченные из шахты воды были использованы для орошения сельскохозяйственных земель на территории 140 км2 , включая 15 деревень. При этом производство риса упало приблизительно на 40%, а цвет почвы стал серым с неприятным запахом. Поэтому основой задачей по обеспечению водой район шахты Барапукурия является очистка шахтных вод для использования в народном хозяйстве и обеспечение сохранности рисовых полей от загрязнения токсичными веществами.

Метод очистки воды оснований на окислении и фильтрации является простым и экономически выгодным. Исследования показали, что при прохождении железа и его соединения которые окисляются и образуют нерастворимые диоксиды железа. Металлы адсорбируются на частицы гидрооксида железа и удаляются из воды в процессе седиментации и песочной фильтрации. В воде с высоким содержанием железа раствор FeCl3 может использоваться для коагуляции, а для фильтрации могут использоваться речные пески.

В г. Чапайнабабгандж недалеко от месторождения Барапукурия имеется установка по очищению из подземных вод токсичных веществ с помощью фильтров на речном песке. Основной целью установки является уменьшения токсичных веществ подземных вод до норм, принятых в Бангладеш. Установка состоит из двух колон песочных фильтров, диаметром 0,2 м. и высотой 2 м., которые последовательно заполнены песком на высоту 1 м. Вода, окисленная воздухом или химическим путем, непрерывно подводится к этим двум колоннам, а токсичное вещество оседает последовательно на первой и второй.

На установке расход воды составляет на уровне 10 л/мин, а после очистки – 7,7 л/мин. Величина рН воды колеблется от 6,5 до 7,1, а температура достигает 30°. Процесс удаления вредных элементов при песочной фильтрации, в основном, проходит при определенном соотношении между вредными элементами (мышьяком, железом, кальцием, магнием, хлоридом, болезнетворными микробами и.т.д.) и железом. Эффективность очистка составляет 60-80%.

Нами были проведены исследования по очистке поземной воды на рассматриваемой установке. Результаты показали, что во время песочной фильтрации можно удалить одновременно вредные элементы и железо, и в баке окисления образует частицы гидрооксида железа. Эффективность очистка воды в колоннах зависит от способа окисления, а также от интенсивности подачи воды, проходящей через колонны песочного фильтра. Достоинством данной установки являются: большая производительность – 450 литров чистой воды в час; небольшая стоимость – 0,05 така за литр. К недостаткам установки относятся: большой расход электроэнергии и большая трудоемкость работ.

Наиболее перспективной установкой для очистки воды от вредных элементов является установка, работающая на принципе обратного осмоса. Это процесс, в котором воды отделяется от растворенных солей в процессе фильтрации через полупроницаемую мембрану при большем давлении по сравнению с осмотическим давлением, вызванным растворенными слоями в воде. Мембрана удерживает большинства ионов, а воду пропускает.

Осмотическое давление раствора находится из выражения:

где Росм – осмотическое давление, атм.; t - температура, °С; сумма mi – сумма молярностей всех ионных и не содержащих ионов компонентов в растворе.

Поток воды, проходящий через мембрану, находится из выражения:

где Fw – поток воды, г/см2; А – постоянная проницаемости воды, г/см2; p – перепад давления по линии мембраны, атм.; Росм – перепад осмотического давления по линии мембраны, атм.

Тогда поток солей, проходящих через полупроницаемую мембрану:

где Fs – поток солей, г/см2; В – постоянная проницаемости солей, г/см2; C1 – C2 – градиент концентрации по линии мембраны, г/см2.

На основе изучения результатов исследования водоочистителя были сделаны следующие выводы:

• Водоочиститель наиболее эффективен в выходе чищеной воды.
• Для подземных вод, имеющих низкое содержание железа и марганца, количество поступающей воды не сокращалось, а производительность очищенной воды достигает 12 л в час.
• Водоочиститель наиболее применим при уменьшении мутности, неорганических ионов и твердых частиц, доля извлечения последних колебалась при этом от 62 до 97%.

Коротко об авторах:

1. Боровков Ю.А. – д.т.н., профессор
2. Амирул И.– аспирант
3. Российский государственный геологоразведочный университет
4.E-mail: office@msgpa.edu.ru