Учебное пособие подготовлено по дисциплине «Рациональное использование и охрана природных ресурсов». Приведена классификация антропогенных факторов, оказывающих влияние на изменение окружающей среды при открытых горных работах. Последовательно изложены технически возможные, экономически целесообразные и экологически необходимые мероприятия при открытой разработке угольных месторождений, обеспечивающие рациональное использование и охрану природных ресурсов. Приведены примеры расчетов размеров зон антропогенного воздействия на окружающую среду.

Идея работы заключается в использовании коренных вскрышных пород при возведении массивов для комплексной очистки сточных карьерных вод. Обосновано использование коренных вскрышных пород для строительства фильтрующих массивов и существующих породных отвалов на разрезах Кузбасса для очистки сточных карьерных вод. Установлены закономерности изменения вещественного состава вскрышных горных пород по высоте отвальных массивов. Выявлен характер влияния структурных характеристик и состава коренных пород вскрыши на фильтрационные и фильтрующие свойства отвальных массивов.

Назначение курса «Технология коксования и оборудование коксовых батарей», часть 2 «Улавливание химических продуктов коксования» – дать будущим специалистам сведения о технологических схемах переработки продуктов высокотемпературной переработки твердых горючих ископаемых; физико-химической сущности процессов выделения и переработки основных много-тоннажных продуктов коксования; перспективах развития коксо-химической технологии. Рассматриваются вопросы обесфеноливания сточных вод.

В практикуме приведены указания по определению основных характеристик сорбентов, произведенных из углеродсодержащих топлив, проверке соответствия показателей качества нормативным требованиям и разработанным техническим условиям на продукцию. Практикум предназначен для проведения практических занятий.

Приведено содержание практических занятий по определению закономерностей физико-химической технологии производства специальных продуктов – углеродных сорбентов – на основе каменных углей и продуктов их переработки.

Предложена схема автоматизации процесса коагуляции. Рассмотрена система автоматического регулирования (САР) основного технологического параметра - давления в гидроциклоне. Составлена структурная схема САР давления, получены передаточные функции элементов САР Выполнен расчет параметров автоматического регулятора давления. Анализ результатов моделирования САР с применением инструментов приложения Simulink Matlab показал эффективность применения ПИД-закона регулирования давления в гидроциклоне.

В статье затронуты актуальные проблемы экологической безопасности водных ресурсов в Кемеровской области, которые испытывают весомую антропогенную нагрузку. Это обусловлено большим количеством промышленных предприятий, недостаточностью современных и эффективных очистных сооружений, как для очистки промышленных сточных вод, так и для коммунально-бытовых стоков.

В  КузГТУ  на  кафедре  химической  технологии  твердого  топлива были получены образцы магнитной жидкости, определены некоторые их свойства. Представлена схема установки, которая позволяет очистить воду от нефтепродуктов с помощью магнитной жидкостью. Применение магнитной жидкости  для  очистки  водной  среды  от нефтепродуктов является  новым  и перспективным   методом   локализации   разливов.

Сочетание текучести и суперпарамагнитных свойств открыло многочисленные новые приложения магнитных жидкостей не только в технике, но и в машиностроении, экологии и медицине. Цель работы – изучение процесса синтеза магнитной жидкости в лабораторных условиях. Проведен синтез магнитной жидкости с использованием стабилизатора в виде олеиновой кислоты.

Проблема водопользования, обеспечения водой народного хозяйства и питьевой водой населения Кемеровской области за последние 10 лет обострились. Основной  причиной  неудовлетворительного  качества  воды  водоемов является  сброс  недостаточно  очищенных  сточных  вод. Реконструкция  сооружений  и  усовершенствование  технологического процесса очистки сточных вод приведет к сокращению загрязнений, поступающих в реку Томь.

В данной статье приведены способы очистки сточных вод от различных примесей.

В статье описаны разные способы очистки сточных вод.

Гидросфера – это глобальная экосистема Земли. В статье описаны экологические проблемы гидросферы.

Совместными исследованиями в лабораториях КузГТУ и ФГУП «ПО Прогресс»  разработан  новый  комплексный  реагент-собиратель  для флотации угольных шламов, представляющий собой компаундированную смесь,  основными  компонентами  которой  являются  регенерированные нефтепродукты – минеральные  масла;  керосино-газойлевые  фракции переработки   нефти;   активирующие   добавки   для   увеличения флотоактивности  реагента;  присадки  для  понижения  вязкости  и температуры замерзания реагента.

В данной работе рассказано о новых разработках в очистке промышленных сточных вод.

Одним из самых популярных и простых в применении является физико-химический метод очистки сточных вод–флотация. Авторы статьи подробно рассмотрели различные способы флотации для очистки сточных вод, выявили достоинства и недостатки данного метода.

Промышленное развитие сибирских городов без мероприятий по улучшению окружающей среды может привести к дальнейшему обострению экологических проблем. В частности затронуты проблемы реки Томь, главной водной артерии промышленного Кузбасса.

Цель  работы – разработка  экологически  безопасного  и  эффективного биологического способа очистки промышленных сточных вод от химических загрязнений. Главная  задача  исследований  – стимуляция естественных  ассоциаций микроорганизмов - деструкторов путем создания оптимальных для них условий. В экспериментах исследовали сточную воду и активный ил предприятия ОАО «Кокс», г. Кемерово.

Проведены исследования процессов очистки промышленных стоков с использованием иммобилизованных микроорганизмов активного ила очистных сооружений предприятия ОАО «Кокс» г. Кемерово. Разработана и собрана лабораторная установка, представляющая собой реактор проточного типа с рециркуляцией.

Сущность  реагентной  очистки  заключается  в  переводе  ионов  тяжелых металлов,  содержащихся  в  стоках,  в  нерастворимые  гидроксидные  формы при добавлении различных реагентов с последующим их выделением в виде осадков. Рассмотрены коагулянты, которые применяются для очистки гальванических стоков. Основное  достоинство  реагентного метода очистки гальванических стоков – крайне  низкая  чувствительность  к  исходному  содержанию загрязнений,  а  основной  недостаток - высокое  остаточное  солесодержание очищенной воды. Это вызывает необходимость в доочистке.

Сущность  реагентной  очистки  заключается  в  переводе  ионов  тяжелых металлов,  содержащихся  в  стоках,  в  нерастворимые  гидроксидные  формы при добавлении различных реагентов с последующим их выделением в виде осадков. Рассмотрены коагулянты, которые применяются для очистки гальванических стоков. Основное  достоинство  реагентного метода очистки гальванических стоков – крайне  низкая  чувствительность  к  исходному  содержанию загрязнений,  а  основной  недостаток - высокое  остаточное  солесодержание очищенной воды. Это вызывает необходимость в доочистке.

Роль  государства  в  обеспечении  экологической  безопасности  должна основываться не только на разработке и проведении контрольных мероприятий, но и на формирование культуры потребительского рынка, которая, к сожалению, не высока. Для  сохранения  и  улучшения хрупкой  экологической  безопасности  Кемеровской  области,  региональным властям следует ужесточить применяемые меры контроля и разработать базу поощрений.

Сточные воды, образующиеся в процессе промышленного производства или добычи полезных ископаемых, при условии их сброса без достаточной очистки, приводят к ухудшению состояния окружающей природной среды. Применяемые технологии очистки не идеальны с точки зрения эффективности и капиталоемкости, кроме того подвержены сильному влиянию геологических факторов. Предложена концепция очистных сооружений сточных вод с применением мягких оболочечных конструкций (геотуб), являющихся мобильными и устойчивыми к воздействию геологических факторов. Эффективность очистки достигается за счет гравитационного осаждения взвешенных частиц на первом этапе и сорбции загрязняющих веществ на втором. Применение предлагаемой технологии позволит повысить геоэкологическую безопасность и снизить капиталоемкость природоохранных мероприятий.

Исследованы физико-химические свойства микросфер зол уноса Южно-Сахалинской ГРЭС. Фазовый состав образцов микросфер представлен смесью фаз муллита Al6Si2О13, кварца SiO2 и аморфной стеклофазы, с преобладанием фазы муллита. Рассмотрена возможность применения этого материала в качестве сорбента. Определена максимальная емкость по нефтепродуктам, которая достигает 100 мас. %. Выполнены опыты по извлечению нефтепродуктов из модельных загрязненных вод.

Река Томь является главной водной артерией индустриально развитого Кузбасса, чтообусловило высокий уровень антропогенной нагрузки на водные объекты речного бассейна. Река и ее притоки собирают загрязненные сточные воды городских жилищно - коммунальных хозяйств, предприятий горнодобывающей, металлургической, химической промышленностей, агропромышленного комплекса Кемеровской области. В статье исследуется качество речной воды в водных объектах города Кемерово.

Российская нефтяная промышленность из-за изношенности труб разливает примерно 30 миллионов баррелей нефти в год. Анализируя данную ситуацию предприятия и экологические службы до сих пор находятся в поиске средств для эффективной ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов. Целью проекта является разработка технологии получения магнитоуправляемого сорбента – «Магнесорб».

Затронута проблема ликвидации аварийных разливов нефти на водных акваториях. В мировой практике для удаления нефти и нефтепродуктов из воды в основном применяют механические методы с использованием сорбентов, которые способны поглощать углеводороды и при этом оставаться на водной поверхности. Однако применяемые на сегодня сорбенты не всегда отвечают требованиям эффективной ликвидации разливов нефти. На кафедре Химическая технология твердого топлива КузГТУ предложен способ получения магнитного нефтесорбента из органического связующего (биомассы), углеродосодержащих наполнителей и магнетит.

Рассмотрено использование сорбента, особенностью которого является использование в качестве исходного сырья древесных отходов и органического связующего, полученного при микробиологической переработке активного ила очистных сооружений и животноводческих отходов.

Большая потребность промышленных стран в нефтепродуктах вызывает необходимость транспортировки значительных объемов нефти и ее производных, в частности, водным путем. Это увеличивает риск крупномасштабных загрязнений такими продуктами, например, в результате аварий, наносящих существенный ущерб окружающей среде.

Была  разработана  и  собрана  экспериментальная  лабораторная установка  для  проведения  экспериментов  по  очистке  стоков  в  проточной  воде, работающая в режиме рециркуляции. Такое  конструктивное  решение  установки  и  применение  в  качестве  насадочного материала  растительных  остатков  позволяет  повысить  эффективность  очистки  сточных вод от трудно разлагаемых органических примесей, повысить устойчивости установки в эксплуатации,  дает  возможность  применения  при  постройке  установки  дешёвых  и легкодоступных материалов. В эксперименте использовался активный ил очистных сооружений ОАО «Кокс».

Любая среда биосферы, в частности водоем, имеет свои защитные силы и обладает способностью к самоочищению. В данной статье затронута тема растений – оксигенераторов (обогащают воду кислородом), которые играют важную роль в поддержании чистоты пруда.

Цель  работы заключается в  изучении  методов  биологической  очистки производственных  сточных  вод  с  последующим  обеззараживанием  стоков ультрафиолетовым облучением. Результаты работы УФ системы на  предприятии КАО «Азот» выявили высокую эффективность и надежность использования данной технологии для очистки сточных вод. Микробиологические  исследования  подтверждают  целесообразность ввода в эксплуатацию установки УФО.

При проектировании подводных высоковольтных кабельных линий необходимо обращать внимание на их ЭМС с ихтиофауной водоема. Кабельные линии трехфазного  исполнения являются  оптимальной конструкцией с точки зрения минимизации воздействия ЭМП на ихтиофауну водоема.

Разрабатываемая технология основана на использовании живых объектов (микроорганизмов), присутствующих в природе, для очистки сточных вод путем направленного управления этими объектами, стимуляции их деятельности. Стимуляцию микроорганизмов проводили путем иммобилизации их на растительных носителях в качестве которых использовали соломенную резку и опилки. В работе исследовали активный ил и сточные воды очистных сооружений предприятия  ОАО  «Кокс»  (г. Кемерово). 

Предложен способ повышения эффективности и экологической безопасности установок антинакипной водоподготовки за счет совместной обработки воды электрическим полем и на ионообменных фильтрах.

Разработана технология переработки шламовых вод предприятий угольной отрасли. Проведен ряд исследований по выявлению противонакипного эффекта обработки технической воды электрическим полем при различных его параметрах.

Целью данной работы является повышение эффективности биологической очистки сточных вод химических производств. Разрабатываемая технология  основана  на  использовании  живых  объектов, присутствующих в природе, для очистки сточных вод путем направленного управления этими объектами, стимуляции их деятельности. Это позволяет вписываться в природные процессы, не нарушая естественные круговороты веществ, не внося в среду новые для нее объекты. В разрабатываемом способе создаются условия для адаптации естественных ассоциаций микроорганизмов - деструкторов для очистки промышленных стоков.

Авторами предложен новый подход к созданию модели изменчивости гидроэкосистемы Обского бассейна. Антропогенная интродукция рыб-мелиораторов и других объектов аквакультуры в искусственно созданные эвтрофированные технологические водоемы горных и энергетических предприятий может стать эффективным этапом программы постмайнинга.

В статье описана методика газожидкостной хроматографии с помощью, которой были определены летучие галогенсодержащие соединения (ЛГС) в питьевой воде ряда городов Кузбасса: г. Кемерово, г. Юрга, г. Ленинск-Кузнецкий и пгт. Грамотеино Беловского района за период с января 2015 г. по май 2016 г. Основными компонентами ЛГС во всех случаях являются хлороформ и бромдихлорметан. Их содержание в питьевой воде г. Кемерово подвержено сезонным колебаниям. В других городах сезонность влияет мало. Во всех городах качество воды по содержанию ЛГС соответствует гигиеническим нормам.

В Кемеровской области протекает река Аба, на берегах которой расположены города Прокопьевск, Киселёвск, Новокузнецк. На данный момент она является лидером по степени загрязнённости в черте Новокузнецка, так как является приёмником неочищенных стоков предприятий горнодобывающей, топливно-энергетической, металлургической, коксохимической, химической, деревообрабатывающей промышленности, агропромышленного комплекса и коммунального хозяйства. Цель работы: определить методы анализа и очистки природной воды реки Аба.

Авторы работы проверили эффективность применения разработанных сорбентов для очистки воды в реке Аба используя модельные растворы загрязняющих веществ. Исследование разрабатываемых сорбентов на модельных растворах позволит определить возможность использования их для очистки воды в реке Аба в реальных условиях.

В данной работе приведен обзор существующих методов и способов очистки сточных вод коксохимических предприятий от фенола, проанализированы их преимущества и недостатки, а также предложены способы их усовершенствования.

В данной работе объектом исследования являются карьерные сточные воды филиала ОАО «УК «Кузбассразрезуголь «Талдинский угольный разрез».

Приведены некоторые результаты анализов карьерных сточных вод до и после их очистки в искусственных фильтрующих массивах на горных предприятиях Кузбасса. Установлены предварительные зависимости изменения загрязняющих примесей в карьерных водах от различного состава углеотходов.

Описан перенос загрязняющих веществ при фильтрации сточных карьерных вод во вскрышных породах. Доказано, что очистка сточных вод на разрезах Кузбасса методом фильтрации через вскрышные породы имеет преимущество перед способом отстаивания.

Изучены технологические процессы, связанные с получением нефтесодержащих сточных вод, дисперсный состав загрязнителя. Доказано, что очистка нефтесодержащих сточных вод должна обеспечивать основные показатели, которым должна отвечать техническая вода. Рассмотрены типы очистных сооружений, основные методы очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов. Представлено описание процесса флотации. Доказана эффективность очистки нефтесодержащих сточных вод в результате применения флокулянтов.

Применение электрохимического  метода  доочистки  фенольных  сточных вод с дальнейшим осветление от взвешенных веществ схемы позволит довести качество сточных вод до норм, при которых возможна передача их в парокотельный цех для производства пара, либо для подпитки водооборотного  цикла  завода.  Эффективность  предлагаемых  вариантов  доочистки  подтверждена  результатами  исследований  процессов  очистки  реальной  биохимически  очищенной воды коксохимических предприятий, которые были проведены в лабораторных условиях.

В статье рассмотрены вопросы экологической безопасности бессточных систем водяного охлаждения с ингибированием оборотной воды. Приведены результаты расчета предотвращенного экологического ущерба, достигнутого в результате перевода водооборотного цикла на бессточный режим работы с применением цинк-бихромат-фосфатного ингибитора для стабилизационной обработки оборотной воды.

В статье освещена актуальная тема создания и изучения свойств магнитных углеродных сорбентов (управляемых с помощью магнитов), применяемых для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на водных поверхностях. Рассмотрены магнетиты природные, синтетические (полученные в ходе химических превращений из соединений железа) и извлеченные из золы сжигания углей. Даны характеристики различным видам магнетита, используемым для получения магнитных углеродных сорбентов. Сделаны выводы о преимуществах магнетита из золы сжигания углей при использовании в процессах получения магнитных углеродных сорбентов: стабильность характеристик и химическая термостойкость при высоких температурах, отсутствие пыления.

Цель работы – получение сорбента для очистки вод от нефти и нефтепродуктов на основе отходов угледобывающих, углеперерабатывающих, деревообрабатывающих, сельскохозяйственных предприятий и городских очистных сооружений. Предварительные испытания лабораторных образцов показали, что сорбент полностью удаляет видимые примеси масел в воде, образуя сгусток, легко удаляемый механическим способом. Для определения растворимых в воде примесей масел необходимы специальные аппараты и настройка методик.

На кафедре химической технологии твердого топлива Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева разработаны сорбены на основе вторичных углеродсодержащих материалов. Цель эксперимента – изучение кинетических и термодинамических параметров процесса поглощения углеводородов сорбентами на основе вторичных ресурсов животноводческих и деревообрабатывающих предприятий. Сорбенты,  полученные  на  основе  вторичных  материалов, могут быть пригодны для очистки вод коксохимических предприятий от диспергированной смолы, однако необходимы более глубокие исследования на образцах исходной загрязненной смолой водах.

В 2012 году общий объем добычи угля в Кузбассе составил около 200 миллионов тонн, в том числе 116 млн тонн (60,3%) произведено открытым способом, Рисунок 1. В 2014 году было произведено более 203 миллионов тонн угля. Кроме того, нет никаких оснований полагать, что в ближайшем будущем объем добычи угля будет снижаться. Соответственно, увеличится объем сточных вод, сбрасываемых предприятиями. Так, с 2006 по 2009 год произошло увеличение сброса загрязненных вод угольных шахт с 217 до 245 млн м3. Таким образом, проблема загрязнения воды со стороны государственных шахт и карьеров очень важна.

Рассмотрены гидрологические циклы и водные ресурсы планеты Земля, экологическое внимание к гидрологическому циклу, перспективы поддержания и сохранения водных ресурсов.

Одним из самых эффективных, современных и экологически безопасных методов ликвидации последствий разливов с водных пространств является сорбционная очистка при помощи магнитных углеродных нефтесорбентов. Необходимо изучить влияние состава исходной смеси на процесс окатывания в барабанном грануляторе при получении окатышей, которые являются полупродуктом в технологии получения нефтесорбента, при условии введения в качестве центров гранулообразования магнетитовых ядер.

Доля золоотвалов с каждым годом только увеличивается, занимая при этом огромные площади. Разумное использование золы приведет к экономически выгодному выделению многих химических элементов и соединений, что благополучно скажется на многих отраслях промышленности. Например, создание сорбентов для очистки вод с использованием магнетита способно улучшить экологическое состояние многих регионов. Авторами рассмотрены методы выделения магнетита из отходов сжигания углей и дальнейшее его применение в составе сорбентов.