Выбор флотационной установки в технологии реализации комплексной очистки сточных вод угольных предприятий
Л.А. Иванова1, Е.С. Михайлова1, И.В. Тимощук1, А.К. Горелкина1, В.П. Иванова2
1 Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация
2 Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск, Российская Федерация
Горная Промышленность №4 / 2025 стр. 151-156
Резюме: Очистка карьерных вод угольных разрезов, которые характеризуются большим объемом сточных вод, низкой температурой и присутствием плохо удаляемых веществ – сульфатов, хлоридов, нитратов и ионов аммония, что значительно затрудняет выбор оптимальной технологии водоочистки, представляет собой сложную инженерную задачу. Стадия реагентной обработки исходной сточной воды предназначена для глубокого удаления из неё взвешенных и коллоидных веществ, нефтепродуктов, фосфатов и соединений тяжёлых металлов, в частности железа. Флотацию применяют при очистке сточных вод многих производств для удаления нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. Цель исследования – определение оптимальной конфигурации и режима работы флотационного оборудования для достижения максимальной эффективности очистки сточных вод угольных предприятий. В статье дано детальное описание принципов работы флотокомбайнов различных типов для очистки сточных вод угольных предприятий, а также представлена информация о результатах промышленных испытаний в реальных условиях эксплуатации. Для очистки сточных вод производительностью до 100 м3/ч рекомендуем использовать электрофлотатор гибридного типа (оптимальная установка от 1 до 4 электрофлотаторов производительностью 25 м3/ч). Для очистки сточных вод производительностью сброса свыше 100 м3/ч целесообразнее использовать напорные флотаторы производительностью от 50–100 м3/ч. Проведение испытаний помогает принять обоснованные технические и управленческие решения, направленные на улучшение качества очистки сточных вод и сокращение издержек предприятия.
Ключевые слова: угледобывающее предприятие, очистка сточных вод, реагентная очистка, флотокомбайны, гибридный флотатор
Благодарности: Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 г. №1144-р, при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, № соглашения 075-15–2022-1201 от 30.09.2022 г.
Для цитирования: Иванова Л.А., Михайлова Е.С., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Иванова В.П. Выбор флотационной установки в технологии реализации комплексной очистки сточных вод угольных предприятий. Горная промышленность. 2025;(4):151–156. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4-151-156
Информация о статье
Поступила в редакцию: 04.05.2025
Поступила после рецензирования: 24.06.2025
Принята к публикации: 25.06.2025
Информация об авторах
Иванова Людмила Анатольевна – кандидат технических наук, доцент кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4103-8780; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Михайлова Екатерина Сергеевна – кандидат химических наук, директор Института нано-, био-, информационных, когнитивных и социогуманитарных технологий, доцент кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0673-0747; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Тимощук Ирина Вадимовна – доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-1349-2812; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Горелкина Алена Константиновна – доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-3782-2521; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Иванова Вера Павловна – студент, Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0008-0046-5701; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Иванова Л.А., Салищева О.В., Тимощук И.В., Голубева Н.С., Горелкина А.К. Приоритетные загрязнители сточных карьерных вод в угледобывающей промышленности и способы их очистки. Кокс и химия. 2023;(4):44–50. Ivanova L.A., Salishcheva O.V., Timoshchuk I.V., Golubeva N.S., Gorelkina A.K. Priority pollutants of quarry wastewater in the coal mining industry and methods of their treatment. Koks i Khimiya. 2023;(4):44–50. (In Russ.)
2. Иванов П.П., Пачкин С.Г., Иванова Л.А., Михайлова Е.С., Семенов А.Г. Организация повторного использования карьерных сточных вод угледобывающих предприятий. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2024;(3):190–199. Ivanov P.P., Pachkin S.G., Ivanova L.A., Mikhailova E.S., Semenov A.G. Wastewater reuse in open pit coal mines. FizikoTexhnicheskiye Problemy Razrabbotki Poleznykh Iskopaemykh. 2024;(3):190–199. (In Russ.)
3. Иванова Л.А., Голубева Н.С., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Просеков А.Ю., Сапурин З.П., Медведев А.В. Оценка эффективности очистки сточных вод угледобывающего предприятия и ее влияние на загрязнение малых рек. Экология и промышленность России. 2023;27(1):60–65. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-1-60-65 Ivanova L.A., Golubevа N.S., Timoshchuk I.V., Gorelkina A.K., Prosekov A.Yu., Sapurin Z.P., Medvedev A.V. Evaluation of the Efficiency of Wastewater Treatment of a Coal Mining Enterprise and its Impact on the Pollution of Small Rivers. Ecology and Industry of Russia. 2023;27(1):60–65. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-1-60-65
4. Иванова Л.А., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Михайлова Е.С., Голубева Н.С., Неверов Е.Н., Утробина Т.А. Выбор сорбента для элиминации ионов железа из сточных и природных вод. Техника и технология пищевых производств. 2024;54(2):398–411. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-2-2516 Ivanova L.A.1, Timoshchuk I.V.1, Gorelkina A.K.1, Mikhaylova E.S.1, Golubeva N.S.1, Neverov E.N.1, Utrobina T.A. Removing excess iron from sewage and natural waters: selecting optimal sorbent. Food Processing: Techniques and Technology. 2024;54(2):398–411. (In Russ.) https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-2-2516
5. Yu X., Tang Y., Pan J., Shen L., Begum A., Gong Z., Xue J. Physico-chemical processes. Water Environment Research. 2020;92(10):1751–1769. https://doi.org/10.1002/wer.1430
6. Falconi I.B.A., Junior A.B.B., Baltazar M.P.G., Espinosa D.C.R., Tenório J.A.S. An overview of treatment techniques to remove ore flotation reagents from mining wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2023;11(6):111270. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.111270
7. Берёза И.Г., Волкова Т.А., Шацкова Е.И. Применение флокулянтов для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2025;(1):276–283. Beryoza I.G., Volkova T.A., Shatckova E.I. Application of flocculants for mining wastewater treatment. Izvestiya Tulskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Nauki o Zemle. 2025;(1):276–283. (In Russ.)
8. Joni I.M., Sofia D.R., Sulistio E., Azhary S.Y., Wibawa B.M., Panatarani C. Flotation of suspended solid by introducing coagulant and fine bubbles in the mobile wastewater treatment plant. Journal of Physics: Conference Series. 2022;2344:012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2344/1/012007
9. Красавцева Е.А., Максимова В.В., Макаров Д.В., Маслобоев В.А. Методы очистки сточных вод горнопромышленных предприятий от взвешенных веществ. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2022;(3):136–146. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20220314 Krasavtseva E.A., Maksimova V.V., Makarov D.V., Masloboev V.A. Removal of suspended solids from industrial wastewater. Journal of Mining Science. 2022;58(3):466–475. https://doi.org/10.1134/s1062739122030140
10. Рыбин П.А. Гибридный флотатор. Патент RU229965U1. Российская Федерация. Опубл. 06.11.2024.
11. Неверов Е.Н., Михайлова Е.С., Тимощук И.В., Схаплок Р.Ю. Анализ проекта мобильной установки физико-химической очистки сточных вод угольных предприятий. Ползуновский вестник. 2024;(3):191–199. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.03.028 Neverov E.N., Mikhaylova E.S., Timoshchuk I.V., Skhaplok R.Yu. Analysis of the project of a mobile installation of physicochemical wastewater treatment of coal enterprises. Polzunovskiy Vestnik. 2024;(3):191–199. (In Russ.) https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.03.028
12. Ксенофонтов Б.С., Козодаев А.С., Таранов Р.А., Виноградов М.С. Флотокомбайн для очистки сточных вод. Кадры инновационного развития. 2022;(2):49–57. Ksenofontov B.S., Kozodaev A.S., Taranov R.A., Vinogradov M.S. Flotation machine for wastewater treatment. Personnel Component of Innovative Development. 2022;(2):49–57. (In Russ.)
13. Ксенофонтов Б.С. Флотокомбайн для очистки сточных вод. Патент RU218517U1. Российская Федерация. Опубл. 29.05.2023.
14. Ксенофонтов Б.С., Козодаев А.С., Таранов Р.А., Виноградов М.С., Сеник Е.В. Инженерное оформление процессов очистки сточных вод с использованием флотокомбайнов серии КБС. Экология и промышленность России. 2022;26(11):4–7. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-11-4-7 Ksenofontov B.S., Kozodaev A.S., Taranov R.A., Vinogradov M.S., Senik E.V. Engineering design of wastewater treatment processes using flotation combines of the KBS series. Ecology and Industry of Russia. 2022;26(11):4–7. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-11-4-7
