Дипломдық жұмыс: Қалдықсыз және аз қалдықты технологияларды өндірісте пайдалану өзектілігі

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

 

 

                                                    География факультеті

 

                           Геоэкология және табиғи орта мониторингі кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дипломдық жҰМЫС

 

Қалдықсыз және аз қалдықты технологияларды өндірісте пайдалану өзектілігі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мазмұны

 

КІРІСПЕ…………………………………………………………………………………………………

• ҚАЛДЫҚТАР………………………………………………………………………………..

1.1 Қалдықтарды жіктеу……………………………………………………………………..

• Улы өндіріс қалдықтарын зиянсыздандыру, өңдеу және көму………
• Қалдықтар – потенциалды шикізат көзі………………………………

• Су объектілерінің ластану кӨзі ретінде АҚ ‘КазЦИНК” ӨнеркӘсібінің сипаттамасы

2.1 ӨМК АҚ «Қазцинк» өндірістік алаңы ауданының және су объектісінің қазіргі күйінің сипаттамасы

• ӨМК АҚ «Қазцинк» өндірістік алаңының гидрогеологиялық жағдайлары
• Үлбі өзенінің гидрологиялық режимі
• Үлбі өзенінің сандық және сапалық көрсеткіштері

• ӨМК АҚ “Казцинк” ақаба суларын тазарту

3.1 Ақаба суларды бейтараптаудың химиялық негіздері және оларды ауыр металдар иондарынан тазарту

• ӨМК АҚ “Казцинк” тазарту қондырғыларының қысқаша сипаттамасы
• Әкті сүтті дайындау

4        Орнатылатын құралдардың сипаттамасы

 

4.1 Кондуктометриялық концентратометр “АЖЭ – 8Б”

• Сериясы 1010 көп қызмет атқаратын ультрадыбысты әмбебап өтім өлшеуіш
• “Экотест-120” анализаторы

• Ұсынылатын ағындарды тазалау нұсқасының экономикалық нәтижелерін бағалау

ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1        ҚАЛДЫҚТАР

 

1.1   Қалдықтарды жіктеу

 

Адам баласының кез келген шаруашылық іс-әркеті әртүрлі қалдықтармен биосфераны ластайды, бұл халықтың денсаулығы мен өміріне, флора мен фауна түрлерінің қысқарылуына, қоршаған ортадағы тепе-теңдікке қауіп-қатер туғызады. Кен үйінділерін, өнеркәсіп тастандыларын, қоқыстарды, қала шөп-шаламдарын тек қоршаған ортаны бұзатын ластағыштар деп санауға болмайды, олар құнды шикізат көздеріне жатады. Қазіргі кезеңдегі ғылым мен техниканың даму деңгейіне сәйкес әбден жетілдірілген технологияның жоқтығына байланысты оларды өңдеп құнды өнімдер алу әзірше жолға қойылмаған, сондықтан бұларды сақтауға, жоюға, тастауға, көмуге, зиянсыз түрге айналдыруға көптеген қаражат, энергия, уақыт жұмсалып жатыр.

Қалдықтар шығаратын негізгі көздерге өнеркәсіп, ауыл шаруашылығы, үй-жай шаруашылығы жатады. Өнеркәсіп қалдықтарының мөлшері бір адамға шаққанда тұрмыс қалдықтарынан 20 еседен артық келеді. Төмендегі 1 және 2-суреттерде қалдықтардың жалпы және өнеркәсіп қалдықтарының табиғатына қарай жіктелуі берілген. Агрегатты күйіне байланысты топтастыруда сулы ерітінділер шламдарға араласқан (органикалық және анорганикалық), бейтарапты, сілтілі және қышқылды сұйық ерітінділер жатса, сусыздарға пайдаланылған шайырлар, мал мен өсімдік майлары, органикалық еріткіштер (өртеуге болатын мен болмайтындар) жатады.

Әр өнеркәсіп өндірістері өнім өндіруге ғана назарларын аударып қана қоймай, қор айналымын жүзеге асыратын әдістерге көшсе, қоршаған орта ластанудан қорғалынады. Аз немесе қалдықсыз технологиялар кешені ұйымдастыру қажеттігі айқын, яғни бір жердің шеңберінен аспайтын қалдықсыз өндірістер емес, қалдықсыз өндірістік кешендер туралы сөз көтерілгені орынды. Бұл жағдайда бір өндірістің қалдығы басқа өндіріске шикізат ретінде пайдаланылады.

Қалдықтар өте көп мөлшерде пйдалы кендерді шығарғанда және байытқанда пайда болады. Қазіргі кезде қолданылатын технологияларға байланысты бастапқы алынған шикізат мөлшерінің 10 пайызы қалдыққа айналып отырады. Осыған байланысты бос жыныстан тұратын таулар пайда болады, көп көлемді сулар ағынға жіберіледі.

Қазіргі уақытта дүние жүзі бойынша жер қойнауынан жыл сайын 100 млрд. тоннаға дейін руда, құрылыс материалдары, отын (4 млрд. т мұнай және газ, 2 млрд. т көмір) беткі қабатқа шығарылып отырылады, шамамен 92 млн. т минералды тыңайтқыштар мен 2 млн. т улы химикаттар пайдалынылып, олар да жер бетіне таралыд. Атмосфераға 200 млн. тоннаның үстінде көміртек оксиді, 53 млн. тоннадай  азот оксидтері, 50 млн. т көмірсутектері, 146 млн. т күкірт диоксиді, 250 млн. т шаң тәрізді қалдық ретінде шығарылынылады. Ал, су қоймаларына жыл сайын орта есепппен 32 млрд. м³ тазаланбаған су, әлемдік мұхиттарға – 10 млн. т дейін мұнай тасталынылады. Осы жағдайларға байланысты қоршаған ортада пайда болатын қолайсыз өзгерістер қайтымсыз түрге айналып отыр.

Қалдықтардың мөлшерін азайту үшін әртүрлі халық шаруашылығы салаларының арасында байланыс ұйымдастырып, шикізатты кешенді түрде пайдалану мәселелерін шешу қажет. Табиғаттағыдай  өнеркәсіпте де айналым болу керек. Өнеркәсіп комбинатының жанынан улағыш қалдықтарды зиянсыздандыратын немесе өңдеп апйдалы заттар шығаратын қосымша өндірістер ұйымдастырылса экономикалық тұрғыдан пайда түсірілумен қатар табиғатқа тиетін қолайсыз әсер де жойылып отырады.

Шыққан көздеріне байланысты өндірістегі қалдықтарды екі топқа бөледі — өндіріс қалдықтарына және тұтыну қалдықтарына.

Өндіріс қалдықтарына бұйым алу процесінде шыққан және жартылай немесе түгелімен өзінің бастапқы тұтыну сапасын жоғалтқан шикізаттың, материалдардың, шала бұйымдардың қалдықтары жатады. Бұл топқа сонымен қатар шикізатты физикалық-химиялық жолмен өңдегенде, пйадалы кендерді шығарғанда және байытқанда шыққан, бірақ та өндірістік процестің  бағытталған мақсатына жатпайтын өнімдер кіреді. Оларды шамалы өңдегеннен кейін халық шаруашылығында немесе шикізат ретінде басқа өндірісте немесе отынға пайдалануға болады. Өндіріс қалдықтарына сыртқа тасталынатын технологиялық газдарды немесе ақаба суларды тазалағанда шыққан қатты заттар да жатады.

Тұтыну қалдықтарына пайдалануда болғаны үшін тозып, өздерінің тұтыну қасиетін жойған бұйымдар мен материалдар жатады. Олар өндіріс жағдайында белгілі тәртіппен шығынға шығарылады, ал тұрмыста тасталынады.

Өндіріс және тұтыну қалдықтары пайдаға асырылатын және пайдаға асырылмайтын болып бөлінеді.

Пайдаға асырылатындарға — өңдейтін технология болғанына байланысты өнеркәсіптің өзінде немесе халық шаруашылығының басқа салаларында шикізат, шығарылатын өнімге қосымша зат, отын, жем, тыңайтқыш ретінде пайдалынылатын қалдықтар жатады.

Қазірге кезде өңдеу жүргізетін технологияның жоқтығына және алынған өнімдерге тұтынушының жоқтығына байланысты немесе экономикалық тұрғыдан қолдануға тиімсіз қалдықтарды пайдаға асырылмайтындарға жатқызады.

Өндірісте шикізатты жер қойнауынан шығарғанда, оны физикалық-химиялық жолмен өңдегенде немесе қоса шыққан өнімдер қалдықтарға жатпайды. Бұл өнімдерге мемлекетттік стандарт белгіленеді және баға қойылады.

Пайдаға асырылатын және асырылмайтын қатты және сұйық қалдықтар жанатын және жанбайтын топтарға бөлінеді.

Жанбайтын пайдаға асырылмайтын қатты өндірістік қалдықтарға қоқыстар, кестер, руданы байытқанда шыққан қалдықтар және т.б. жатады. Бұларды өңдейтін технология әзірше болмағандықтан зиянсыздандыру үшін көмеді.

Жанатын пайдаға асырылатын қалдықтарға ағаш қалдықтары, макулатура, тоқыма материалдарының қалдығы, құрамында резина бар қалдықтар, пайдаланылған былғаныш, істен шыққан жарамсыз майларды, еріткіштерді жатқызуға болады. Бұл қалдықтарды зиянсыз түрге айналдыру үшін камералық цехта жағады да, бөлініп шыққан жылуды өндірістік айналымдарда пайдаланады немесе жанбайтын қалдықтарды зиянсыздандыруға қолданады. Алжағу процесінің нәтижесінде шыққан қалдықтар көмуге жіберіледі.

Қалдықтарды жер астына, геологиялық кен орындарына (көмір шахталарының, тұз кендерінің оқпандарына, кейде арнайы жасалған орларға — полигондарға) немесе теңіз түбінің терең ойпаңдарына қайтадан шықпайтындай етіп орналастырады. Радиоактивті және едәуір улы қалдықтарды мүлде қауіпсіз етіп көму амалы әлі толығымен шешімін таппаған экологиялық проблеманың бірі болып табылады.

Улы қалдықтарды көму уақытша амалсыз қолданылатын шара, себібі бұл жағдайда қоршаған ортаның ластану қауіптілігі тұрақты сақталып отарыд. Кейбір тұрмыстық және өнеркәсіптік қалдықтарды көму алдында жағу арқылы олардың көлемін азайтуға болады.

Улы қалдықтардың әр уақытта қауіптілік (уақыттылық) класын негізге ала отырып, оларды көму, сақтау, жинақтау, тасымалдау туралы шешім қабылданды.

 

 

• Улы өндіріс қалдықтарын зиянсыздандыру, өңдеу және көму

 

Халық шаруашылығынң барлық салаларында пайда болған қалдықтарды бақылауда ұстап, тиісті  жолдармен жиынтығы 3-суретте келтірілген.

Қатты қалдықтарды қолдануға бағытталған процестерді қиындататын олардың кейбір қолайсыз қасиеттері 4-суретте берілген.

Қалдықтарды зиянсыздандыу төрт әдістен тұрады: жағу, химиялық немесе биологиялық жолмен бейтарптау, көму арқылы жүргізіледі.

Әртүрлі жылу физикалық қасиеті бар қалдықтарды жағуға арнайы арналған қондырғылардың конструкциялары жасалған. Кейбір өнеркәсіптерде жағу процесі қазындықтың күш беріп жанғыш затқа айналдарыда. Жанғыш қалдықтардың бәрі жағылады. Қаолықтарды жағуды 1000-1200 ⁰С шамасында жүргізген орынды, себебі бұл жағдайда атмосфераға бөлініп шығатын ластаушы заттардың көлемі минимумға дейін төмендейді.

Бірқатар елдерде қауіпті қалдықтарды жағуға өте жоғары температураны ұстай алатын цементтік пештер қолданылады. Негізінде цементтьік пеште химиялық тазартуға пайдаланылған өнеркәсіп ерітінділері, баспа бояулары, бояу сұйылтқыштары мен олардың қалғындылары, қолданылған майлар және жанғанда көп жылу бөлетін органикалық қалдықтар жағылады. Қалдықтарды көмудің орнына жою үшін жағу әдісін қолданған тиімді келеді, себебі оларды жаққанда бөлінген жылуды цемент шығаруға пйдаланса, осыған жұмсалатын біраз отынныңмөлшері қысқартылады.

Жанбайтын улы қатты және паста тәрізді 2 және 3-кластық қалдықтарды зиянсыздандыру оларды тығыздап қалыңдығы 1 м-дей саздан немесе бетоннан жасалған шұңқырларға көму арқылы жүзеге асырылады.

Қазақстанда ең кеңінен қолданылатын әдіске бір қалдықтың түрін екінші қалдықтармен зиянсыздандыру жолдары жатады. Мысалы, байыту фабрикалараның қышқылды ерітінділері арнайы тұндырғыш-тоғандарға бір-бірін бейтараптау үшін бірге жинайды.

Сонымен қатар қазіргі кезде коксохимиялық зауыттардан шығатын күкіртті смолалы заттарды бейтараптауға азот тыңайтқыштарын өндіретін зауыттардың әкті шламдары қолданылып жүргені белгілі. Ал көмірді кокстауда бөлініп шығатын құрамында күкіртті сутегі бар газ аммиак суымен бейтараптанады.

Әдетте улы емес жанбайтын қаттты қалдықтар ашық жерде сақталынады немесе жай көміледі.

Құрамында 1-3 қауіптілік кластарына жататын заттары бар қалдықтарды көмуге тыйым салынған, сондықтан полигонға жіберер алдында өнеркәсіптің өзінде оларды сусыздандырып пасталық түрге айналдырады.

Өте улы қалдықтарды, әсіресе, құрамында мышьяк пен кадмий барларын, зиянсыздандыру мен көму ерекше назар аударуға жатады. АҚШ-та түсті металлургияның мышьягі бар қалдықтары цементпен араластырылып, су өткізбейтін жыныстарда орналасқан арнайы полигондарда көміледі. Жапонияда құрамында кадмийі бар қалдықтарды пісіру арқылы суға төзімді улы емес шыны тәрізді кесекке айналдырады. Шымкент қорғасын зауытынан қалдық ретінде шығатын кальций арсенаты өндірістің өз аймағында темірбетон  шұңқырларында сақталады. Мышьяк қалдықтарын суға өте төзімді шынылы түрге айналдыруға бағытталған көптеген әдістер белгілі.

Қатты және өте қауіпті сұйық қалдықтарды зиянсыздандыру үшін назар аударуға тұратын жолдардың бірі – биологиялық технология. Биологиялық технологияда адамға пайдалы өнімдерді алуға және қоршаған ортаны тазалауға тірі организмдер мен биологиялық процестер қолданылады. Барлық ауыл шаруашылық өндірістері биотехнологияға негізделген. Мысалы, нан пісірудің немесе шарап ашытудың негізі болып микробиологиялық процестер саналады. Микробиологиялық организмдердің әралуан түрлері кейбір органикалық заттырды сіңірумен қатар, оларды зиянсыз түрге немесе пайдалы өнімдерге, мысалы, шалшықты газға, айналдыра алады. Бірақ та биологиялық әдісті қолдану оның ұзақ уақытты қажет етуіне байланысты белгілі шамада шектелуде.

Биотехнологияның жетістігі мен микроорганизмдердің жаңа түрелірн алу экологиялық қорғау жолындағы мақсаттарға жетуге мүмкіндік туғызады деген үміт орындалататынына соңғы кезде көз жеткізіп тырған жағдайлар аз емес. Мысалы, биологиялық жолмен ыдырайтын  JCJ компаниясы қанттарды бактериялық ферментациялау арқылы дүние жүзінде алғаш рет биологиялық жолмен ыдырайтын “биопол” деген термопластикті алды. Ол пленкалар, ыдыстар, буып-түйетін тоқылмаған материалдар алуға пайдаланылады. Қазіргі кезде көп елдердегі ірі ғылыми лабораториялар мен фирмалар әр алуан қасиеттер тән биологиялық жолмен ыдырайтын полимерлік материалдар алудың іргелі биотехнологияларын жасау үстінде.

Тікелей қоршаған ортаны қорғауға бағытталған биотехнология әдістері соңғы кезде қарқынды түрде дами бастады. Экологиялық биотехнологиялардың негізгі дамыған бағыттарына  мыналар жатады:

• ақаба суларды биологиялық жолмен тазалау;
• қатты қалдықтарды биологиялық әдістермен өңдеу (ақаба судың түбіне жиналатын ұсақ тозаңды тұнбаны пайдаға асыру, қатты тұрмастық қалдықтарды өңдеу, қауіпті өнеркәсіп қалдықтарын зиянсыздандыру мен жою) ;
• ауаны ароматты заттаектермен биологиялық жолмен тазалау;
• қоршаған ортадағы ксенобиотиктердің (тірі организмдерге жат химиялық заттектер) биодеградациялау ;
• органикалық химия қалдықтарымен және мұнаймен ластанған топыраұты биологиялық жолмен рекультивациялау;
• органикалық қалдықтарды және биомассаны пайдалану арқылы қалпына келетін энергиямен, шикізат көздерімен қамтамасыз ету (биогаз және екінші реттік отын түрлерін алу, органикалық тыңайтқыштардың трансформациясы және т.б.) ;
• аурулар мен ауыл шаруашылық мәдени дақылдарының зиянкестерімен күресіге химиялық пестицидтерге альтернативті қауіпті емес нәтижелі биологиялық шараларды жасау.

Улы қалдықтарды зиянсыздандыруға физикалық әдістер де қолданылып жүр, атап айтқанда, әртүрлі сәуле түрлерімен (мысалы, ультра күлгін сәулесі) күрделі молекулалардан құралған органикалық сұйық қауіпті заттарды жай молеклалардан тұратын зиянсыз зат түріне айналдыруға болады.

Соңғы жылдары кейбір ғылыми ғылыми еңбектерде электр магнитті  ракеталардың көмегімен қалдықтарды күн жүйесі маңының сыртына тастау ұсыныстары кездесіп жүр. Осы жолмен АЭС қалдықтарын жоюды ұсынып жүрген АҚШ-дағы Массачусетс технология институтының ғалымдары.

 

1.3. Қалдықтар – потенциалды шикізат көзі

 

Қалдықтарды қосымша шикізат ретінде тиімді пайдалану көптеген проблемалардың шешу жоллдарын ашуға мүмкіндік туғызады. Қалдықтарды қайтадан қолдану қоршаған ортаны қорғаумен, бастапқы материалдарды, электрэнергияны үнемдеумен, еңбек русуртарын босатумен байланысты көптеген мәселерді шешуге жол ашады.

Кейде ойланбастан көптеген заттектер мен материалдар қалдықтарға жатқызыла береді, шын мәнінде оларды әртүрлі қажеттікке немесе басқа өндірістерге шикізат ретінде қолдануға болады. Кезінде Д.И. менделееев “Химияда қалдықтар болмайды, тек қана қолданылмаған шикізат болады” деп айтқан. Сонымен қатар ол озат технологияның басты мақсаты пайдасыздан пайдалы өнім алуға бағытталған болу қажет деп те ескерткен. Сондықтан ішінара немесе толығымен қайта өңдеу арқылы қажетке жаратылатын өндіріс пен тұтыну қалдықтарын екінші реттік материалдық ресурстар ретінде қарауға болады.

Біздің халық шаруашылығымыздан жыл сайын шығатын қалдықтардың көлемі 1 млрд. тоннадай. Статистикалық мәліметтерге сүйенсек біздің елде  жиналған қатты өндіріс қалдықтарының көлемі 20 млрд. т. Шамасында. Оның ішінде 5,2 млрд. т. Түсті металлургия өндірісінің меншігіне жатады (4 млрд. т. – тау-кен өндірісінікі, 1,1 млрд. т байтыу фабрикаларынікі және 105 млн. Т металлургиялық өңдеу процестерінен шыққан қалдықтар). Сонымен қатар әртүрлі қоймалар мен кен байыту фабрикаларының тұндырғыштарында көп мөлшерде сұйық қалдықтар жиналған. Қалдықтардың 70—75 %-ы тау-кен өндірістерінен, 20 %-ы байыту және қалғандары металлургия кәсіпорындарынан пайда болады.

Қалдықтардың негізгі көлемі тау-кен қазбаларынан, металлургия, химия, мұнай және газ, ағаш, қағаз, құрылыс материалдарын өндіретін өнеркәсіптерден және ауыл шаруашылығы мен үй-жай шаруашылықтарынан шығып отырады.

Егер қалдықтар шаруашылық айналымға түссе, олар қоршаған ортаны жақсартумен қатар, жердегі шикізат қорын да үнемдейтіні сөзсіз. өнеркәсіп өндірістері дүниежүзілік шикізат қорының күрт елеулі азаюына әкеледі. Ғалымдардың болжауы бойынша, қазіргі пайдалану деңгей сақталған жадайда, мұнай мен газдың қоры 80-170 жылға, мырыш, никель, мыс қоры 100 жылға, көмір кенін 1700 жылдай уақыт бойы ғана шығаруға жетеді. Табиғи ресурстардың қоры шексіз еместігіне байланысты оларды кешенді түрде пайдалануға еркеше көңіл аударып, атап айтқанда, аз қалдықты технология немесе қалдықсыз технологияларды жасау және халық шаруашылығының әртүрлі салаларында шикізат базасын қалдықтарды кеңінен пайдалану арқылы көбейту қажет. Түсті металлургияда негізінде пайдалы элемнттердің 2-3 %-ы ғана алынып, 97-98 %-ы пайдасыз нәрсе ретінде тасталынады.

Маңызды шикізат қорына қалдықтардың ішінде күл мен қоқысты жатқызуға болады. Осы құнды материалдың қазіргі кезде 20 %-дан аспайтын бөлігі ғана өңделінеді. Күл негізінде цесентке толтырғыш ретінде қолданылады. Түтін газдарынан алынған 1,3 т қоңыр көмірдің күлі 1 т цементтің орнын толтырады. 30 % әк және едәуір мөлшерде коксталған көмірдің қалдығы бар екендігіне байланысты металлургияда оны темір концентратын алу үшін пайдалануға мүмкіндік бар.

Кені бар шикізатты кешенді түрде пайдалануды мақсатқа ала отырып Орталық және Солтүстік Қазақстанда металлургиялық өндірістерінің қалдықтарын қолдану арқылы азот, фосфор және басқа да минералдық тыңайтқыштарды өндіргуе бағытталған химия өнеркәсібі дамуда.

Азот тыңайтқыштарын алуға оттекті өндіргенде шыққан металлургиялық өнеркәсіп қалдықтары пайдаланылады. Сульфитті рудаларды күйдіргенде бөлінген газдардан алынған күкірт қышқылы аммоний супенфосфатын, сульфатын және гидросульфатын алуға қолданылады.

Металл сынықтары өнеркәсіп қалдықтарының ішінде ерекше назар аударуға тұратын қалдыққа жатады. Өндіріс процестерінен шығатын металл сынықтарының жалпы көлемінің 67 % кесінділерден, металл ұнтақтарынан, жоңқадан, табақша үлгілерден, 31 %-ы амортизациялық сынықтардан, қалған 2 %-ы қоқыстан алынған металл қалдықтарынан тұрады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Су объектілерінің ластану кӨзі ретінде АҚ “Қазцинк” ӨнеркӘсібінің сипаттамасы

 

Өскемен металлургиялық кешені АҚ “Қазцинк” суды тұтынушы және соның салдарынан жер беті және жер асты суларының өндірістік ағындармен ластану көзі болып табылады.  Суды негізгі тұтынушылар және ақаба суларды тастау көздері болып қорғасын және цинк зауыттары, кешеннің қосымша қызметтері, сонымен бірге химиялық су тазалау цехы сияқты металлургиялық кешеннің объектілері табылады.

Өндірістік сумен қамтамасыз ету көздері болып қайтымды сумен қамтамасыз ету жүйелері, ӨМК өндірістік алаңында орналасқан ұңғыма сулары және Атаман аралдарының арналық сулары табылады.

Металлургиялық кешеннің өндірістік ақаба сулары ластаушы заттар және олардың концентрациялары, сонымен бірге пайда болу орындарына байланысты екі негізгі категорияға бөлінеді: ластанған және нормативті-таза ақаба сулар.

Ластанған ақаба сулар өндірістік-құйынды канализация жүйесі бойынша тазарту қондырғыларына түседі. Тазалаудан өткеннен кейін нормативті-таза сулар жалпы комбинаттық қайтымды жүйесіне түседі.

Қайтымды жүйенің  үрлеп тазартылуы электрохимиялық және балқыту цехтарының, рафинаттау және оттегі-аргонды цехтарының нормативті-таза суларынан қалыптасатын ағынды арқылы жүзеге асады.

Нормативті-таза ақаба сулардың шығыны 2001-2004 жылдары құрады: максималды сағаттық – 700 м³/сағ, орташа жылдық – 1775 мың м³/жыл.

Ластанған ағындылар қайтымды жүйеге енуінің алдында сияқты су қоймасына тасталуының алдында да тазаланады. Ақаба суларды тазалау әкті әдіспен жүхеге асады. Ақаба суларды тазалау сапасын бақылау тазаланған судың химиялық талдау нәтижелері бойынша жүзеге асады.

 

Ағынды арқылы тасталатын ақаба сулардың көрсеткіштері 1.1-кестеде көрсетілген.

1.1-кесте

Көрсеткіштер	Қалдықтар, т/жыл	ШРШ, мг/л	Максималды концентрациялар, мг/л	Орташа концентарциялар, мг/л
Өлшенген заттар	42	19,25	22	21
Жалпы темір	0,152	0,1	0,11	0,076
Кадмий	0,014	0,005	0,01	0,007
Кальций	234	180	140	117
Мыс	0,014	0,011	0,009	0,007
Құрғақ қалдық	1300	1000	730	650
Мышьяк	0,044	0,05	0,05	0,022
Мұнай өнімдері	0,16	0,05	0,1	0,08
Сынап	0,0014	0,00001	0,0009	0,0007
Қорғасын	0,061	0,1	0,038	0,031
Селен	0,032	0,0036	0,017	0,016
Сульфаттар	700	100	400	350
Талий	0,014	0,0001	0,01	0,007
Хлоридтер	196	300	150	98
Мырыш	0,56	0,01	0,3	0,28
Марганец-ион	0,12	0,01	0,09	0,06
Теллур	0,0044	0,0038	0,0026	0,0022
Фтор/ион	0,9	0,25	0,556	0,45
Никель	0,03	0,01	0,016	0,015
ОБП толық		3	1,6	1,4

 

Кадмий, мұнай өнімдері, сынап, селен, сульфаттар, талий, мырыш, марганец-ион және фтор-ион сияқты ластаушы заттардың қалдықтары ақаба сулармен бірге су объектілеріне түсетін зиянды заттардың  рауалды шекті шамасына сәйкес келмейтіндігі 1.1-кестеден көрінеді. Ақаба суларда бұл зиянды заттардың ШРШ-дан асуы тазаланатын ағындылардың рН көрсеткіштерін сақтамауына байланысты түзілуі мүмкін. рН>10 көрсеткішінен асқанда металл гидроксидтерінің амфотерлік қасиеттеріне байланысты еруі мүмкін.

Қайтымды және қайталанатын сумен қамтамасыз ету жүйесіне енгізілмеген тазаланған және нормативті-таза ақаба сулар ағында арқылы біріккен ағындыға тасталып, ЖЭО. ВНИИцветмет, ОСЗ*** ақаба суларымен  Үлбі*** өзеніне бағытталады.

Өнеркәсіп жұмысының спецификасына сәйкескелесі қорытындыға келеміз:

• ӨМК өндірістік алаңында барлық цехтар суды тұтынушылар және ақаба суларды тастаудың көздері болып табылады;
• өндірістік сумен қамтамасыз ету көздері болып қайтымды сумен қамтамасыз ету жүйелері, ӨМК өндірістік алаңында орналасқан ұңғыма сулары және Атаман аралдарының арналық сулары табылады;
• металлургиялық кешеннің өндірістік ақаба сулары ластаушы заттар және олардың концентрациялары, сонымен бірге пайда болу орындарына байланысты екі негізгі категорияға бөлінеді: ластанған және нормативті-таза ақаба сулар (тазалаусыз);
• жаңбыр және талые*** сулармен қоса ластанған ақаба сулар өндірістік-құйынды канализация жүйесі бойынша тазалау қондырғыларына түседі, содан кейін желдеткіш градирниге*** түсіп, нормативті-таза ағындылармен бірге жалпы комбинаттық қайтымды жүйеге бағытталады;
• норматвиті-таза сулар желдеткіш градирнилерде*** суытылу үшін қайтымды сумен қамтамасыз ету түйініне бағыттылады;
• қайтымды жүйенің үрлеп тазартылуы нормативті-таза ақаба сулар есебімен қалыптасатын ағынды арқылы жүзеге асады;
• тасталатын ағындылардың көлемі ұсыныстарға сәйкес есептеледі [3.4].

 

Сонымен ӨМК АҚ “Қазцинк” су объектілерінің ластану көзі болып табылады. Бұдан су объектілерінің күйін жақсарту үшін ағындыларды тазарту технологиясын жетілдіндіру қажеттігі туады.

 

• ӨМК АҚ «Қазцинк» өндірістік алаңы ауданының және су объектісінің қазіргі күйінің сипаттамасы

Қазақстан Жердің сумен ең аз қамтамасыздандырылған аймақтарының қатарына жатады. Қазақстандағы жер беті ағындысының жер асты суларымен  бірге қосынды көлемі 89,5 км³/жыл құрайды. Республикада таза ауыз судың едәуір тапшылығы байқалады.

Жер беті ресурстары толығымен дерлік сарқылуда. Республиканың су шаруашылық мәселелері жер беті суларын тек үнемді пайдалану есебімен ғана шешілу мүмкін. Елімізде суды жалпы пайдаланудың жер асты суларының үлесіне 9 % тиеді, болашақта оны 25%-ға көбейтілуі мүмкін.

Жер асты және жер беті суларының Қазақстан геожүйелеріне экологиялық әсер етуі көп қырлы сипатқа ие. Ол өзен трының қалыңдылығы, су қоймаларының гидрологиялық және гидрохимиялық режимдері арқылы байқалады. Сонымен қатар өзендердің  қоректену көздері ретінде гидроэкологиялық факторлар, су режимі, жылдық ағынның өзгеруі және т.б. едәуір мәнге ие [5].

 

 

 

• ӨМК АҚ «Қазцинк» өндірістік алаңының гидрогеологиялық жағдайлары [6]

 

ӨМК АҚ «Қазцинк» өндірістік алаңы орналасқан борпылдақ жыныстар қабаттарының шектерінде гидрогеологиялық қатынаста жер асты суларының келесі типтері бөлінеді:

• орта-жоғарғы төрттік делювиальды-пролювиальды түзілулер және қазіргі техногендік шөгінділердегі “қалқыма су” типті грунт сулары;
• орта-төрттік жасты аллювиальды шөгінділердегі қат-қабатты грунт сулары.

 

“Қалқыма су” типті жер асты сулары атмосфералық жауын-шашындардың инфилтрациясы есебімен ауданы бойынша суды әлсіз өткізетін жергілікті қабатшаларда қалыптасады. Олардың таралауы шектелген, көбінесе үйінділердің негіздерінде кездеседі.

Орта төрттік  аллювиальды шөгінділердегі сулы қат-қабат ауданда кеңінен таралған және Өскемен қаласының сумен жабдықтау жүйесінің негізгі көзі болып табылады. Суды қамтитын шөгінділер – құмтасты толтырғышы бар қойтасты-қиыршықтасты-жұмыртастар. Үлбі өзен аңғарының оң жағалау бөлігіндегі горизонттың ені өнеркәсіп алаңы аумағының шығыс бөлігінде 1,7 км-ден батыс шекарасында 6 км-ге дейін созылған.

Аумақ шегінде сулы қат-қабат қалыңдығы 10-53 м аралығында өзгереді. Жер асты ағынның жалпы бағыты – батыс бағыт, оңтүстік-батыс бағытының еңістігі 0,001-0,003.

Қоректенудің негізгі көзі – Үлбі өзенінің жер беткі ағыны, қосымша көзі – атмосфералық жауын-шашындардың, техногенді сулардың инфильтрациясы және аңғардың жағалық бөлігінің ағыны. Атмосфералық жауын-шашындардың ифильтрациясының орташа жылдық шамасы 327 м³/тәулікті құрайды. ӨМК өнеркәсіп алаңы жер асты ағынының жалпы шығынымен (4000 м³/тәулік) салыстырғанда, табиғи инфильтрацияның үлесі 8 %-ды құрайды.

Грунт типті аллювиалды сулы қат-қабат. Жер бедерге  тәуелді жер асты суларының деңгейі 4,3-25,0 м тереңдіктерде тіркеледі. Мұнымен 2,2-3,2 м деңгейдегі максималды байқаулар аллювиалды шөгінділерден төмен тіркеледі. Байқау жүргізілетін ұңғымалардағы су деңгейі тербелуінің жылдық амплитудасы 0,4-2,0 м құрайды.

Ұңғымалар бойынша грунт суларының графиктер өзара параллель, ол өз кезегінде сүзілудің квазистационарлық режимін білдіреді.

Қойтасты-қиыршықтасты-жұмыртастардың сүзгіштік қасиеттері сүзілу коэффициенттерімен сипатталады – 31-137 м/тәулік, су өткізгіштігі – 400-2000 м2/тәулік, су бергіштігі – 0,3.

Табиғи жағдайларда жер асты сулары сапалық құрамы бойынша бактериологиялық залалсыздандыру жағдайында “Ауыз су” МСС 2874-82 талаптарына сәйкес келеді және Өскемен шаруашылық-ауыз сумен жабдықтау үшін қолданылады.

ӨМК өнеркәсіп аумағы шегінде және толығымен Өскенмен қаласының Солтүстік өнеркәсіп зонасында сулы қат-қабаттың табиғи режимі (деңгейлі, химиялық, температуралық) өнеркәсіп қызметі салдарынан бұзылған.

Дара және топтық бас тоғанды ұңғымалардың қызмет етуі сулы қат-қабатқа құрғатқыш әсер етеді.

Сулы қат-қабаттың химиялық режимі  аэрация зонасы арқылы атмосфералық жауын-шашындармен, технологиялық ағындармен және үйінділердің дренаж суларымен бірге ластаушы ингредиентердің құмайт пен құмтастар қабатына түсуі салдарынан трансформацияланған. Нәтижесінде Солтүстік өнеркәсіп зона шектерінде жер асты ағынында тұрақты ластану ошағы пайда болды. Ластаушы заттардың құрамы көп компонентті, оның ішіне едәуір бөлігі суда еритін қосылыстарда кезедесетін  қауіптілігі 1 және 2 класс ластаушы заттар кіреді.

Аллювиалды төрттік шөгінділердің сулы қат-қабаттың қалыңдығы Үлбі өзеніаңғарының ойпауыттарында 100 м-ге жетеді. Оның қалыптасуы негізінен атмосфералық жауын-шашындардың және  беткі ағынның инфильтрациясы есебімен жүзеге асады.

ӨМК өнеркәсіп алаңы ауданында жер асты ағынның бағыты беткі ағынның бағытымен сәйкес келеді.

 

2.3 Үлбі өзенінің гидрологиялық режимі [1]

 

Үлбі өзені Ертіс өзенінің оң жағалық саласы болып табылады, Ертіс өзеніне Өскемен ГЭС бөгетінен 14 км төмен жерде құяды. Өзеннің су жинау алабының ауданы 5050км². орташа биіктігі 960 м. Алаптың төменгі бөлігі далалық сипатқа ие. Өзен аңғарының бағыты кең және ені 1-ден 3 км-ге дейін тербеледі, ал кейбір жерлерде – 0,5 км. Өзеннің кеңейтілген аумақтарында тасындылардың құмтізбекті формасы өзен аралшығына өтеді және өзен арнасы көптеген ағындар мен тармақтарға бөлінеді.

          ӨМК АҚ “Казцинк” өндірістік ақаба сулардың Үлбі өзеніне құяр створы өзен сағасынан 20 км қашықтықта орналасқан. Қарастырылп отыраған аумақта Үлбі өзенінің аңғары  қазаншұңқыр түзе отырып 3-4 км қашықтыққа дейін кеңейеді. Солтүстік және оңтүстіктен қазаншұңқыр алас таулы грядтармен және тауаралық ойпауыттараы бар төбелермен шектеледі. Үлбі өзененің арнасы қазаншұңқырдың оңтүстік қиырына қарай жылжыған. Қазаншұңқырдың контурларынада өзен аңғары аллювиальді төрттік шөгінділер қабатынан тұрады, оларға қуатты сулы қат-қабат едәуір ұштасқан. Аллювий қабаты 70-104 м-ге жетеді. Арналық шөгінділердің орташа диаметрі 25 мм. Шөгінділердің сүзгіш қасиеттері 40 м/тәулік және одан жоғары құрайтын сүзінді коэффициентімен сипаталады.

          Қарастырылып отырған аумақта Үлбі екі жақты жайылма бойынга ағады. Жағалары пологие, кейбір жерлері жыралы  болып келген. Жыралардың биіктігі 2,5-3 м құрайды. Размывтар оң жағалаулары сияқты сол жағалауларында да кездеседі.  Бұл өз кезегінде су тасқындары кезеңінде өзен арнасы және жайылмасының қайтадан қалыптасуы салдарынан эрозия үрдісінің жалғасып жатқандығын куәландырады.

          Өндірістік ағындарының шығатын жерінде өзен арнасы бір салалық, ал 450 м төмен жерде және 950 м биік жерде Үлбі өзені арнасының ағысы бойынша көп салалық  болып келген.

          Өндірістік ағындарының шығуы аумағында өзен арнасының гидрологиялық параметрлерінің орташа мәндері келесіні құрайды: ені – 108,0 м, тереңдігі – 1,2 м, өзен ағысының жылдамдығы – 0,65 м/с.  Үлбі өзенінің қоректенуі аралас сипатқа ие. Қоректенудің негізгіүлесі  қардың еру кезеңдеріне тиесілі – 55-60 %, ал жазғы-күзгі жауын-шашындарға 10-15 % тиесілі болса, грунттық қоректенудің үлесі – 10-15 %.

          Су деңгейінің көктемгі көтерілуі және су шығындарының ұлғаюы әдетте сәуір айының бірінші жартысында басталады. Сутасқындары 2-3 ай кезеңінде жалғасады және мамыр-шілде  айларында аяқталады. Су тасқынының  максималды түрде байқалуы — сәуір  айының соңғы декадасы – мамыр айының бірінші декадасы.

          ӨМК АҚ “Казцинк” өндірістік ақаба сулардың  шығуы жеріндегі Үлбі өзені арнасының гидрологиялық параметрлері арнаның келесі сипаттамаларымен анықталған: өзен уклоны і=0,50 %, арнаның ені – 108 м, заложение откосов берегов 1:1.

 

 

• Үлбі өзенінің сандық және сапалық көрсеткіштері

 

Гидрологиялық режим туралы мәліметтер жәе фондық көрсеткіштер гидрометеорология бойынша Шығыс Қазақстан облыстық орталығында алынған. Фондық көрсеткіштер антропогендік жүктеме және суды пайдалану режимінің өзгерістерін ескере отырып, жер беті суларын болжау бойынша Ұсыныстарға сәйкес есептелген [7].

Әртүрлі химиялық заттармен өзен ластануының деңгейі бойынша мәліметтер (ШРШ артуы) 2.1-кестеде келтірілген [1].

Сонымен адамның шаруашылыұ әрекеті Қазақстанның су ресурстарына көп жақты әсер етеді. Едәуір жағымсыз әсерді әртүрлі өнеркәсіптердің өндірістік және ақаба сулары тигізеді, сонымен қатар қалалардың тұрмыстық ағындары суды тұрмыстық және техникалық мақсаттарды қолдануға мүмкіндік бермейді.

 

2.1-кесте

Өзеннің беткі суларының мандық және сапалық көрсеткіштері

 

Өзен аумағы, створ	Жыл	Су шығыны, м3/сек	Ластаушы заттар	Фондық концент-рациялар, мг/л	Ластану деңгейі (ШРШ-дан арту)
Үлбі өзені ӨМК АҚ “Казцинк” ақаба суларының шығуы жерінен жоғары створ	1997-2000 жж.	12,1	ОБҚ толық	1,15	0,38
			Жалпы темір	0,43	4,30
			Кадмий	0,005	1,00
			Кальций	50,5	0,28
			Кобальт	0,005	0,50
			Марганец — ион	0,02	2,00
			Магний	10,5	0,21
			Минерализация	209	0,209
			Мышьяк	0,008	0,16
			Мұнай өнімдері	0,14	2,80
			Никель	0,023	2,30
			Сынап	0,0005	5,00
			Қорғасын	0,02	0,20
			Селен	0,0024	0,60
			Сульфаттар	45,2	0,452
			Сурьма	0,0083	0,166
			Талий	0,0011	11,00
			Теллур	0,001	0,36
			Фтор-ион	0,2	0,80
			Хлоридтер	7,8	0,03
			Мырыш	0,14	14,00
			Өлшенген заттар	19,0	0,98
			Мыс	0,01	0,9
Үлбі өзені ӨМК АҚ “Казцинк” ақаба суларының шығуы жерінен т-мен орналасқан створ Үлбі өзені сағысынан 1,45 км биік оң жағалауы	1997-2000 жж.	12,1	ОБҚ толық	4,68	1,56
			Өлшенген заттар	16,6	0,58
			Жалпы темір	0,48	4,80
			Кадмий	0,005	1,00
			Кальций	35,8	0,20
			Кобальт	0,005	0,50
			Магний	4,7	0,094
			Минерализация	194	0,194
			Мышьяк	0,008	0,16
			Мұнай өнімдері	0,23	4,60
			Никель	0,0087	0,87
			Сынап	0,0005	5,00
			Селен	0,0024	0,60
			Сульфаттар	33,6	0,34
			Сурьма	0,0083	0,17
			Талий	0,0011	11,00
			Теллур	0,001	0,26
			Фтор-ион	0,52	2,08
			Хлоридтер	5,1	0,02
			Мырыш	0,045	4,50
			Мыс	0,006	0,55

 

 

Сонымен Үлбі өзені, әсіресе, мыс, мырыш және мұнай өнімдерімен ластанған су қоймасы болып табылады, судың ластану индексі бойынша (СЛИ=3,17) 4-класқа (ластанған) жатады, соның салдарынан бұл су қойманың өзіндік тазарту үрдісі бәсеңдейді [5]. Судың сапасын жақсарту және су қоймасын тазарту үшін өндірістік ақаба суларды ликвидациялау және ақаба суларды тазарту жүйелерін жетілдіру қажет.

Үлбі өзені гидрологиялық күйінің ерекшеліктерін және беткі суларының күйін ескере отырып өнеркәсіптің жер беті және жер асыт суларына жағымсыз әсерін төмендетуге бағытталған өңдеу жұмыстарына маңызды аудару керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3        ӨМК АҚ “Казцинк” ақаба суларын тазарту

•  

3.1 Ақаба суларды бейтараптаудың химиялық негіздері және оларды ауыр металдар иондарынан тазарту

“Өндіріс ағындарын тазарту және сумен қамтамасыз ету” бөлімі жылу күштері цехы құрамына кіреді.  Өндіріс ағындарын тазарту технологиясы 1971 жылы “Казмеханобр” институтымен өңделген.

“Өндіріс ағындарын тазарту және сумен қамтамасыз ету” бөлімінің өнімі болып тазарту қондырғылары арқылы тазаланған және градирняларда суытылған қайтымды су табылады.

“Өндіріс ағындарын тазарту және сумен қамтамасыз ету” бөлімі  металлургиялық кешен цехын  технологиялық қажеттіліктер үшін қайтымды сумен үздіксіз қамтамасыз етеді және Атаман суын тарату жұмыстарын жүргізеді.

Нормативті құжаттарға сәйкес ақаба суларды  қалалық канализациялық торларға және ашық су қоймаларына тастау судың рН көрсеткіші 6,5-8,5 аралығында болса ғана рұқсат етіледі.

Ақаба сулардың рН көрсеткіші қышқыл (pH<6,5) немесе сілтілі (pH>8,5) реакцияға сәйкес келсе, ақаба сулар бейтараптау үрдісінен өту қажеттігі туады, ол кезде  бос Н⁺-иондарын немесе ОН^—-иондарының концентрацияларын рН көрсеткішін 6.5-8.5-ке бекіткенге дейін төмендетіледі.

Ақаба сулардағы Н⁺-иондарының жоғары концентрациясы ондағы бос минералды (күкіртті, тұзды, азотты, фосфорлық) қышқылдардың және едәуір аз деңгейде органикалық қышқылдарының болуымен қалыптасқан.  Бейтараптау үрдісі суда еритін әртүрлі сілтілі реагенттерді (кальций тотығы, натрий, кальций, магний гидрототықтары, натрий карбонаты) қосу арқылы жүзеге асады.

Бейтараптау реакциясы келесі сызбамен өтеді:

H⁺+OH^—→H₂O

 

OH^—иондарының жоғары концентрациялары бос сілтілердің (натрий гидроксиді, сілітілік жер металдарының калийі) мол болуымен қлаыптасқан. Олардың бейтараптауы ақаба суларға минералды қышқылдарды қосумен жүзеге асады.

Алайда, ережеге сай, беткі металды өңдеу үрдісі және гальваникалық жабуларды жасау нәтижесінде алынатын қышқыл ақаба сулардың құрамында темір иондары және ауыр металдар   (мырыш, мыс, никель, алюминий, кадмий және т.б.) иондары бар. Сондықтан бейтараптаудың таза күйі кездеспейді. Көп жағдайда ол тұндыру реакцияларымен – жауын-шашын болып түсетін қиын ертін гидрототықтарда металл иондарының артуымен бірге жүреді [8].

Гидрототықтардың түзілулері келесі сызбалар арқылы жүзеге асады:
Me²⁺+2OH^—→Me(OH)₂↓

Me³⁺+2OH^—→Me(OH)₃↓

Сонымен, қышқыл ақаба суларды бейтараптаған кезде едкие сілтілер олардағы              Н⁺-иондары концентрацияларын төмендеуге сияқты, ауыр металдардың гидроксидтерін түзуге де шығындалады. Бір қатар жағдайларда металдардың шөгуіне бос қышқылдардың бейтараптауына қарағанда реагент едәуір көбірек шығындалады.

Су ертінділеріндегі ауыр металдар гидроксидтері шөгуінің басталуына және аяқталуына сәйкес келетін рН көрсеткіші 3.1-кестеде келтірілген.

Көптеген компоненттер ерітінділерінен тұратын ақаба сулардағы гидроксидтер шөгуінің басталуына және аяқталуына сәйкес келетін рН көрсеткіші үлкен шамаларға қарай ығысқан.

3.1-кесте

Металдар гидрототықтарының шөгуінің рН көрсеткіштері

Катион түрі	Тұнатын ионның бастапқы  концентрациясы кезінде бастапқы тұндыру	Толық тұндыру
Темір (Fe2+)	7,5	9,7
Темір (Fe3+)	2,3	4,1
Мырыш (Zn2+)	6,4	8,0
Хром (Cr3+)	4,9	6,8
Никель (Ni2+)	7,7	9,5
Алюминий (Al3+)	4,0	5,2
Кадмий (Cd2+)	8,2	9,7

 

Ескерту. Толық тұндырудың рН көрсеткіші металл ионының қалған концентрациясына сәйкес келеді – 10^-5 м/л.

Қышқыл ақаба суларды бейтараптау үшін келесі қышқыл реагенттерді қолдануға болады: кальций оксиді (сөнбеген әк), кальций гидроксиді (сөнген әк), едкий натрий, кальций карбонаты (әк, бор, мрамор), магний карбонаты (магнезит), натрий карбонаты (кальцийлендірілген сода), магний-кальций карбонаты (доломит).

Ақаба суларды бейтараптау үшін көбәнесе суға қосатын  ірі суспензия — әкті сүтті қолданады.

Артық қышқылды бейтараптағанда ақаба сулардың рН шамасы едәуір артады, ол өз кезегінде металдардың негізгі гидроксидтері және тұздарының түзілуі және тұнуымен бірге жүреді. Әртүрлі металдар гидроксидтерінің бастақы тұнуына сәйкес келетін рН көрсеткіші металдар табиғатына, олардың ертінділердегі концентрацияларына және бір қатар физикалық-химиялық параметрлерге – температураға, басқа қоспалардың болуына және т.б. тәуелді болады.

Суда еритін металдар тұздарының (иондардың) әкпен және едкий натриймен әрекеттескен кезде металлдардың негізгі тұздарынан тұратын тұнбалар түзіледі.  Сілтілігі қарқындылығымен сипатталатын ортада қатты фаза негізінен металла гидроксидінен тұрады.

Гидроксидтердің тұнуы бірнеше сатылармен жүреді: әуелі біртіндеп полимерленетін гидроксиондар түзіледі, ол өз кезегінде олардың дегидратациясы және мицелло түзілуімен бірге жүреді, содан кейін флокуляция басталады.

Қалыптасқан тұнбаның құрылымы уақытпен өзгереді, нәтижесінде оның ерігіштігі  әдуәір төмендейді.

Металдардың (мырыштың, қорғасынның, мыстың, алюминийдің және т.б.) кейбір гидроксидтері кешенді аниондардың түзілуімен едкий сілтіде еріп кетеді. Метал гидроксидінің бастапқы еруіне сәйкес келетін рН көрсеткіші әртүрлі металдар үшін әртүрлі болып келеді және ол 3.2-кестеде келтірілген.

3.2-кесте

Метал гидроксидінің бастапқы еруіне сәйкес келетін рН көрсеткіштері

Гидрототық	Al (OH)	Cr(OH)3	Zn(OH)2
Гидрототықтың бастапқы еруіне сәйкес келетін рН көрсеткіші	7,8	12,0	10,5

 

Гидратты тұнбалардың сұйықтық қабатының астында болған кезде судың рН көрсеткіші әдетте ақаба суларды бейтараптағанда түзілген ақырғы рН шамасымен салыстырғанда бірнеше ондық үлес бірліктеріне төмендейді.

Ақаба суларды тазалау тәжірибесі бір рН шамасында екі немесе бірнеше иондарды бірге тұндырғанда әрбір металды жеке тұндырғаннан гөрі жақсы нәтижелер түзілетіндіген бекітті.  Мұнымен аралас кристалдар түзіліп,  металдар иондарының қатты фазасы бетінде  адсорбция процесі жүреді, оның арқасында металдардың кейбір иондарынан толық тазарту жүзеге  асады.

Сонымен ақаба суларды ауыр металдар иондарынан реагентті тазалау  екі үрдістен тұрады: ауыр металдар иондарын қиын ертін қосылыстарға байланыстыру және бұл қосылыстарды тұнбаға бөлу.

Ақаба сулардан ауыр металдардың гидрототықтарын тұндырғанда күлдің едәуір мөлшері түзіледі. Күлдерді бөлу үшін  әртүрлі конструкциялардың (тік, көлденең) тұндырғылары қолданылады. Тұндырудың минималды уақыты – 2 сағат.

Ақаба сулардың бейтараптануын бақылау және реттеуді рН сутегі көрсеткіші – сутегі иондарының активті концентрациясы көрсеткіші шамасы бойынша жүргізу керек.

 

3.2 ӨМК АҚ “Казцинк” тазарту қондырғыларының қысқаша сипаттамасы

Тазарту қондырғылар кешеніне кіреді:

• тазарту станциясы
• қайтымды сумен қамтамасыз ету түйіні

Тазарту станциясына кіреді:

• судың қозғалысы тік екі секционды көлденең құм ұстағыш;
• лотковый смеситель;
• байланыс резервуарлары – 4;
• көлденең тұндырғылар — 13;
• реагентті шаруашылық;
• тұнбаны механикалық құрғату түйіні;
• күл жинағыш;
• сорғы станцияларының екі блогы.

Тазарту станциясында ластанған ақаба суларды механикалық қоспалардан, ауыр түсті металдар иондарынан тазарту жүргізіледі.

Ластанған ақаба суларды тазарту механикалық әдістің үйлесімімен физикалық-химиялық әдіспен жүргізіледі. Мұнымен үш негізгі мақсаттар шешіледі:

• ақаба суларды бейтараптау;
• ақаба сулардағы түсті металдар тұздарын бөлу;
• ақаба суларды жарықтандыру.

Ақаба сулар ауыр минералды қоспалар және құм түсетін құм ұстағышта алдын ала тазартылады, содан кейін ақаба сулар 5 %-ды әкті сүт ерітіндісімен өңделетін лотковый смесительге түседі.

Қайтымды сумен қамтамасыз ету түйіні (өндірістік сумен қамтамсыз етудің жалпы комбинаттық қайтымды жүйесі) үш канализациялық станциялардан және бес екі секционды желдеткіш градирнилерден тұрады.

Қайтымды сумен жабдықтау түйінінің градирнилеріне өнеркәсіптерден нормативті-таза ағындылар, сонымен қатар тазарту қондырғыларынан кейін тазаланған ақаба сулар түседі.

Тазаланған судың құрамы 3.3-кестеде көрсетілген.

3.3-кесте

Қайтымды су параметрлері

t,oC	Р, кг/см3	Құрамы, мг/дм3					рН
		Қорғасын	Мырыш	Кадмий	Мыс	Мышьяк
20-+3	3,2-+0,3	0,030	0,28	0,007	0,007	0,022	6,5-9,5

 

Тазарту қондырғыларының эффективтілігі метал иондары бойынша 55-74 %-ды құрайды.

Тазарту қондырғыларына түсетін өндіріс ағындарының сапасын оперативті бақылау үшін рН-метр, өзіндік жазу қабілеті бар екінші ретті құрал бекітілген.  Қысқы кезеңде рН көрсеткіші 9,0-дан жоғары ластанған ақаба сулар түскенде құрғатқыш күкірт қышқылы арқылы өндірістік ағындар рН көрсеткіші 7,0-ге дейін қышқылданады.

Құм ұстағышта су деңгейін бақылау үшін су деңгейін өлшейтін аспап орнатылған. Су деңгейі +2 метрден аспау керек.

Құм ұстағыштан су қабылдағыш камера және екі резервуардан тұратын қабылдаушы резервуарға өзіндік түседі. Қабылдаушы резервуар өндірістік ағындарының әркелкілігін рететеу үшін арналған.

Құм ұстағышта тұнып үлгермеген ірі бөлшектер қабылдаушы резервуарда тұнады.  Мұның салдарынан сорғылардың өнімділігі төмендейді, пайдаланылу жағдайлары нашарлайды.  Оның белгісі болып сорғының жоғары вибрациясы табылады, яғни двигатель жүктемесін көрсететін амперметр тілі күрт тербеледі.

Құмның сорғыларға әсерін болдырмау үшін құм шөгінділерін жою жерлерінде барботажды қолдану керек. Түзілген тұнба қабылдаушы резервуардан су ағынымен тұндырғыларға шығарылады. Қабылдаушы резервуардағы барботажды қажеттілік деңгейі бойынша қолдану керек.

Араластыру камерасында рН-метр, өзіндік жазу қабілеті бар екінші ретті құрал, басқару пульті орналасқан, әкті сүттің берілуі автоматтық клапанпен жүзеге асырылады. Әкті сүттің рН бойынша берілуінің қолайлы режимі түсетін ағындардың ластану деңгейіне байланысты орнатылады. 

Байланыс резервуарларында өндірістік ағындарының бейтараптау және ластаушы заттардың тұну үрдістері жүреді.  Ластаушы заттардың толық тұнуы және коагуляция үрдісі рН 8,8-10,0 арлығында болғанда ғана жүреді.

Суда еритін метал тұздарының әкпен әрекеттескен кезде негізінен метал гидроксидтерінен тұратын тұнбалар түзіледі:

Zn⁺² + 2 (OH)^— = Zn (OH)₂ ↓

Cu⁺² + 2 (OH)^— = Cu (OH)₂ ↓

Cd⁺² + 2 (OH)^— = Cd (OH)₂ ↓

Fe⁺² + 2 (OH)^— = Fe (OH)₂ ↓

Fe⁺³ + 3 (OH)^— = Fe (OH)₃ ↓

Құрамында бос күкірт қышқылы және оның тұздары бар ақаба суларды әкпен бейтараптағанда кальций сульфаты түзіледі, ол белгілі бір концентрацияға жеткенде тұнбаға түседі. Әкті сүттің құрамындағы күл метал гидроксидтері және басқа ерігіш қоспалар бөлшектерінің коагуляция процесіне әрекет етеді.

Әкті сүтпен тазалаған кезде қорғасын иондары кальций плюмбиті ретінде шығарылады.

Pb⁺² + Ca⁺² + 2 (OH)^— = CaPbO₂ + 2H⁺

Мышьяк аниондары әкті сүтпен әрекеттескен кезде кальций арсенаты ретінде тұнады.

2H₃AsO₄ + 3 Ca(OH)₂ = 3 Ca₃ (AsO₄)₂↓ + 3H₂O

Судың құрамындағы бикарбонаттар сутегі иондарын шығарады, үрдіс көмірқышқыл газының бөлінуімен жүзеге асады.

(HCO₃)^— + H⁺ = H₂CO₃

H₂CO₃ = H₂O + CO₂

Мұның салдарынан мақта тәрізді тұнба борпылдақ құрылымға ие болады. Іріленген мақталар сұйықтықтың қозғалысында оңай ыдырайды, олар біртіндеп тұнады, кейде қалқып шығады. Көмірқышқыл газын жою үшін аэрация процесін қолданады, ол үшін байланыс резервуарларына ауа кіргізілген. Қазіргі кезде көмірқышқыл газын жою микро мақталардың пайда болу процестерін едәуір күшейтіп, олардың іріленуіне әрекет етеді, мұнымен құрылымы тығыз тұнба түзіледі.

Тазарту қондырғыларында суды жарықтандыру көлденең тұндырғыларда тұндыру жолымен іске асады, тұндырудың минималды уақыты 2 сағатқа жуық.

Жарықтандырылған суды бұру үшін тұндырғының аяғында қалқымалы бөлшектерді ұстап қалуға арналған водосбросный науа орнатылған.

Тұнбаны жою үшін тұндырғылар скребковая тележкамен жабдықталған. Тұнбаны жоюдан бұрын тұндырғы өшіріледі, су басқа тұндырғыларда шайқалады, содан кейін тұнба скребковая тележка арқылы шұңқырға түсіп, күл жинағыштарға сорғылармен тартылады.

Түзілген тұнбаның құрылымы уақыт өте өзгеріске ұшырайды, оның салдарынан оның ерігіштік қасиеті төмендейді.

Жарықтандырылған судың сапасын оперативті бақылау үшін қашыртқы камерасында рН-метр орнатылған, өзіндік жазу қабілеті бар құрал басқару пультіне шығарылған. Қышыртқы камерасында рН көрсеткіші 8,8-ден 9,6-ға дейін сақталады.

 

 

 

3.3  Әкті сүтті дайындау

Әкті сүтті дайындау үшін қоймаға автокөлікпен әкелінетін, екінші сорттан төмен емес МСС 9179-77 әк қолданылады. Әк 3.4-кестеде көрсетілген талаптарға сәйкес келу керек.

3.4-кесте

Құрылыс әк

Көрсеткіштер атаулары	Әктің нормасы, % салмағы бойынша
	сөнбеген
	кальцийлі			магнезитті және доломитті			гидратты
	сорт
	1	2	3	1	2	3	1	2
Активті CaO+Mg, қоспаларсыз	90	80	70	85	75	65	67	60
қоспалармен	65	55	—	60	50	—	50	40
Активті Mg	5	5	5	20  (40)	20 (40)	20 (40)	—	—
қоспасыз	3	5	7	5	8	11	3	5
қоспалармен	4	6	—	6	9	—	2	4
сөнбеген дәндер	7	11	14	10	15	20

 

Дайындалған әкті сүт араластыру үшін тығыздалған ауа айдалған арнайы бактарға түседі.

Бактардан әкті сүт КНЗ – 6/30 (2 түйір – жұмыс және резервтік) рН шамасы бойынша автоматтандырылған дозаланатын автоматтық қақпаққа түседі. Дозаланатын қақпақ үшін тапсырма ағындардан түсетін ластаушы заттардың құрамына байланысты  басқару пультімен бекітіледі.  Ластаушы заттарды толық тұндыру үшін өндірістік ағындарының қашыртқы камерасында рН көрсеткіші 8,8-ден 9,6-ға дейін аралығында болу керек.

Әкті сүтті дайындаудың қазіргі қолданылатын әдісі Ca(OH)₂ қажетті концентрацияларымен қамтамасыз етпейді, сондықтан Ca(OH)₂ құрамын бақылау үшін сызбаға араластыру камерасынан бұрын концентратометр құралын енгізу керек.

Концентратометр ретінде  “АЖЭ-8Б” кондуктометриялық концентратометр құралын қолдану ұсынылады.

Ақаба суларды тазалау процесін кеңірек бақылау үшін әкті сүтті дайындау жағдайларын  сақтау үшін судың өтім өлшеуіш құралын, сонымен қатар ақаба суларды әкті сүтпен бейтараптау сатысына “Экотест – 120” анализаторын енгәзу керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4        Орнатылатын құралдардың сипаттамасы

 

4.1 Кондуктометриялық концентратометр “АЖЭ – 8Б”

Бағыты: Ерітінділер немесе қойыртпақтардың сұйық фазасының электр өткізгіштігін анықтайтын СаО немесе басқа иондардың концентрацияларын автоматты түрде бақылау және реттеу.

Қолданылу саласы: түсті металлургияның байыту фабрикалары, гидрометаллургиялық өндірістер, тамақ өнеркәсібінің мекемелері, су каналдары және т.б. соларға сәйкес технологиялық процестер жүзеге асатын өндіріс орындары.

 Кондуктометриялық концентратометр “АЖЭ – 8Б” 4.1-суретте көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

Қызмет ету принципі: концентратометрде құрамында сәйкес иондары бар бақыланатын қойыртпақ немесе ерітінділердің электр өткізгіштігін талдау және үздіксіз өлшеу әдістері жүзеге асады [10].

Артықшылықтары және кемшіліктері: бақылаудың үздіксіз әдісі, СаО немесе басқа иондардың қажетті концентрацияларын автоматты түрде реттеу (орнықтыру) мүмкіндігі, жоғары сенімділігі және қолайлы баға.

“АЖЭ – 8Б” кондуктометриялық концентратометрдің техникалық сипаттамасы 4.1-кестеде келтірілген.

4.1-кесте

“АЖЭ – 8Б” кондуктометриялық концентратометрдің техникалық сипаттамасы

Меншікті электр өткізгіштікті өлшеу аралығы, Ом/м	0:0,05;  0:0,1; 0:0,25; 0:0,5; 0:1,0
Термокомпенсацияның аралығы, оС	-25:+25
+-25 оС аралығындағы термокомпенсацияның қателігі, %	2,5
Өлшеудің негізгі келтірілген қателігі, %	2,5
Шығу дабылы, мА	0:5
Әкті сүттің шығынын реттеу аралығы, л/сағ	0:1 000
	220 450
	350х215х460 149х1514

 

4.2 Сериясы 1010 көп қызмет атқаратын ультрадыбысты әмбебап өтім өлшеуіш

Сериясы 1010 көп қызмет атқаратын ультрадыбысты әмбебап өтім өлшеуіш құралдары арынды құбырларда өткен сұйықтық көлемін өлшеу үшін арналған [11].

Өлшеу принципі:  өтім өлшеуіштер шығынды емептеу құралынан және ультрадыбысты дабылдың жасанды преобразовательдерінен (хабаршылардың) тұрады,  сонымен қатар оның құрамына кедергінің жасанды термометрлері және құбыр қабырғаларының қалыңдығын  анықтайтын хабаршылар қосымша кіру мүмкін. Өтім өлшеуіштері өлшеудің екі режимімен қамтамасыз етеді: уақытша импульстік және доплерлік.  Уақытша импульстік режим ультрадыбысты толқындардың екі: ағын бойынша және ағынға қарсы бағыттарда өту уақытының айырмашылығы бойынша ағынның жылдамдығын өлшеуде негізделеді. Ультрадыбысты дабылға калибрлік белгілер енгізетін арнайы цифрлік технология ағынның, шығынның және сұйықтық көлемінің жылдамдығын жоғары дәлдікпен  өлшеуді қамтамасыз етеді.  Доплерлік режим сұйықтықта өлшенген бөлшектер немесе газ көпіршіктерінен бейнеленген ультрадыбысты дабылды өңдеуде негізделеді. Бұл режим сұйықтықта өлшенген заттардың жоғары концентрациясы болуы салдарынан дыбыстың нашар өткізгіштігіне байланысты қолданылу мүмкін.

Өтім өлшеуіш қызметінің негізі Controlotron фирмасымен патенттелген кең сәулелік хабаршыларды пайдаланудан тұрады (4.2-сурет)

4.2-сурет

1010 сериялы өтім өлшеуіш қызметінің принципі

 

 

 

 

Хабаршының нақты реттелуіін талап ететін қарапайым тар ультрадыбысты  сәуленің орнына құбырға кең ультрадыбысты сәуле түседі. Берілген резонанстық жүйе сұйықтық сипаттамаларының (температураның, тығыздығының, тұтқырлығының) әртүрлі өзгерістерінде жұмыстың дәлдігін қамтамасыз ететін қуатты кең сәулелеік ультрадыбыстық дабылды түзеді, сонымен қатар газ тәрізді және қатты заттардың едәуір жоғары құрамдарын рұқсат етеді.

Ульрадыбыстық өтім өлшеуіштің негізгі артықшылығы болып сұйықтықтың өлшенетін ағынымен  байланыстың болмауы табылады, соның арқасында өтім өлшеуіштің параметрлері  сұйықтықтардың абразивті әрекеттері салдарынан уақыт бойынша өзгермейді және оның жұмысы қысым шығынын туғызбайды, яғни пайдаланылатын шығындар бойынша бұл –ең үнемді өтім өлшеуіш.

Жасанды өтім өлшеуіштердің  басқа артықшылығы болып оларды құбырға орнатқанда сұықтық ағынының кескініне қандай да бір әсердің болмауы табылады. Сондықтан ағын кескінінің искажениесінен өтім өлшеуіштердің қосымша қателігі болмайды. Жасанды ультрадыбысты хабаршылардың тағы бір артықшылығы ультрадыбысты сәуленің блокироваксына алып келетін ақаулықтардың құбырларда болмауынан тұрады.

Controlution фирмасының жасанды ультрадыбысты өтім өлшеуіштері  өлшеулердің тікелей режимі сияқты, бейнесі бар режимді де қолдайды (4.3-сурет).

4.3-сурет

Өтім өлшеуіштердің режимі

 

 

 

 

Әсіресе, ағынның искаженный кескіні кезінде бейнелі режимді пайдалану ұсынылады. Жасанды хабаршылар құбырдың бр жағында ғана табылады. Сондықтан ультрадыбыстың бейнеленген сәулесін тіркегенде сәуле жолының ұзаруы есебімен сезімталдағы көтеріліп қана қоймай, сонымен бірге қарама-қарсы қабырғадан бейнеленген сәуле ағынды екі мәрте қиып өткеннен кейін құбыр жағына қарай қайтады. Нәтижесінде ағын кесікінімен туатын кез келген қателік жүзеге аспайды, өйткені ағынның екі мәрте қиып өткендегі қажалған кескіні салдарынан сыну бұрышының барлық паразиттік өзгерістері компенсацияланады.

Бұранда хабаршылар тек диаметрлік түрде ғана емес, хорда бойынша да орналасқандықтан, соңғысында орналасқан хабаршыларда сол жазықтыққа қатысты ультрадыбыстық сәуле бейнеленбейді. Сондықтан бұранда хабаршылар бар өтім өлшеуіштердің төрт сәулелік үлгілерінде екі сәуле қарама-қарсы бағыттарда берілуге қолданылса, екі қалған сәулелер ағын кескінінің қателігін азайту үшін қолданылады. Controlotron фирмасының жасанды өтім өлшеуіштерінде әрбір сәуле екі қызметті бір уақытта атқарады.

Өтім өлшеуіштердің ультрадыбыстық дабылының (хабаршылар) жасанды түрлендіргіштері төрт түрде шығарылады: доплерлік (Reflexor), уақытша импульстік әмбебап (Universal), дәлдігі жоғары (High Precision), прецизионды (Ultra). Өтім өлшеуіштер хабаршылардың құрастыру әдістерімен ерекшеленетін ауыспалы және стационарлық болып дайындалады.

Бірінші жағдайдағы хабаршылардың құбырда құрастырылуы стопорные шипалары бар арнайы құрастырылған рамалардың көмегімен орындалады, ол өз кезегінде хабаршыларды ңөзара орналасуын бақылау үшін арнайы өлшеу аспабын қолдану қажеттілігін тудырмайды. Стационарлық өтім өлшеуіштер үшін хабаршылар калибрлік өлшеу құбырында зауытта құрастырылады.

Шығынды есептеуіш цифрлік және сол сияқты формадағы өлшеу мәліметтерінен тұрады, сонымен бірге өлшеу объектісінің (құбырдың) параметрлерін енгізу бағдарламасын және мәліметтерді сақтауға арналған мәліметтер регистраторынан тұрады. Одан басқа сұйықтық типтерін теңестіру үшін температураға байланысты әртүрлі сұйықтықтарда дыбыс жылдамдығы бойынша мәліметтер жинағы бар.

Шығынды есептеуіш екі түрлі қызмет атқарады:

• екі каналды, хабаршылары уақытша импульстік және доплерлік болып келген бір құбырда немесе екі құбырда уақытша импульстік хабаршылардыөлшеу мүмкіндікке ие болу үшін бір немесе екі жұпты хабаршылармен жұмыс жасауға арналған;
• көп сәулелік, әртүрлі жазықтарда сәулеленетін екі немесе төрт дыбыстық сәулелерді өңдеу нәтижелері бойынша шығынды өлшеуге арналған.

Кедергінің жасанды термометрін қосқанда шығынды есептеуіш сұйықтық типін теңестіреді және егер есептеуішке сұйықтық тығыздығы енгізілген болса, стандартты температура, көлем бірліктері, сонымен бірге салмақ бірліктерінде келтірілген сұйықтық мөлшері туралы ақпараттан тұрады.

Есептеу операцияларында тығыздық және қысымды өлшейтін аспаптар қосымша қосылу мүмкін немесе бұл параметрлер шығын есептеуішке қолмен енгізілу мүмкін.

Жасанды ультрадыбысты өтім өлшеуіштің қызмет етуі сұйықтықтың физикалық, электрлік немесе химиялық қасиеттерінен тәуелсіз болса да, олар едәуір әмбебап болып табылады және кез келген бұранда типті өтім өлшеуішке қарағанда кеңінен қолданылады. Уақытша импульстік өтім өлшеуіштің жұмысы сұйықтықтың дыбыс өткізгіштік қасиеттерінен тәуелді болса да, барлық сұйықтықтар және төмендетілген газдар дыбысты жақсы өткізеді. Бұл қабілет ерімеген газдардың немесе минералды  бөлшектердің көлемдері үлкен болған жағдайда төмендейді. Ультрадыбыстық уақытша импульстік өтім өлшеуіш көп жағдайларда дәстүрлі өтім өлшеуіштерге альтернативті болып келеді, ал ауыспалы үлгілер бұранда типті қолданылу мүмкін.

Сериясы 1010 ультрадыбысты әмбебап көп қызмет атқаратын өтім өлшеуіш 4.4-суретте көрсетілген.

4.4-сурет

Сериясы 1010 ультрадыбысты әмбебап көп қызмет атқаратын өтім өлшеуіш

 

 

 

 

 

Өтім өлшеуіштердің негізгі техникалық сипаттамалары 4.2-кестеде келтірілген.

4.2-кесте

Құбыр диаметрі, мм	6/6000
Құбыр қабырғаларының қалыңдығы, мм	0,5/75
Құбыр материалы	Металл,  пластмасса, керамика және басқа дыбыс шығаратын материалдар
Жұмыс сұйықтықтары	Мұнай, мұнай өнімдері, су және басқа дыбыс шығаратын сұйықтықтар
Сұйықтықтың минималды жылдамдығы	0,3 м/с
Сұйықтықтың максималды жылдамдығы	12 м/с
Сұйықтық температурасы, ОС	40…..+230 (стандарт)            -60…..230 (заказ бойынша)
Құбырдың тік аумақтарының үлкендігі: —              хабаршыларға дейін —              хабаршылардан кейін	15 Ду 5 Ду
Шығу дабылдары	Сол сияқты 4….20 мА, жиілікті, импульстиі, цифрлық, RS-232
Дисплей	Жылдамдық, шығын, келтірілген көлем, салмақ және т.б.
Хабаршылардың орындалуы	ІР65, ІР68, жарылыстан сақтандырылған, IExcd II CT5
Қоршаған орта температурасы	Шығын есептеуіш ООС…+50ОС. Хабаршы – 25ОС…+60ОС, корпуста –60ОС-қа дейін.
Шығын есептеуіштің қызмет етуі	Ауыспалы, стационарлық
Қосымша кіру дабылдары	Сол сияқты, тоқты (4….20 мА) және кедергілер (Pt100, Pt 1000), цифрлық
Қоректену	Ішкі батареялармен 4 сағат және сыртқы батареялармен 24 сағат үздіксіз жұмыс жасайды. Тұратқы тоқ желісі 9,,,,,36 В. Ауыспалы тоқ желісі 18…242 В және 49…51 Гц

 

 

4.3 “Экотест-120” анализаторы

“Экотест-120” (pH-метр, ион өлшеуіш [10]) микропроцессорлық анализатор табиғи, ақаба, ауыз суды, топырақ, қоректер, азық шикізатын, қоректену өнімдер және сусындарды талдау үшін пайдаланылады.

Құрал мүмкіндіктері:

• автоматты және ручная термокомпенсация;
• изопотенциалды нүктелерді енгізу, енгізілген калибрлерді сақтау;
• IBM РС-пен сәйкес келеді;
• Каналдардың ішкі коммутаторын қолдану бір уақытта 49 каналды қолдануға мүмкіндік береді;
• Индикаторды жарықтандыру, қолайлы меню, режим.

Өлшеу түрлері:

• көрсеткішті тікелеу өлшеу, ЭДС өлшеу;
• бір валентті, екі валентті катиондар және аниондардың молярлы концентрацияларын өлшеу;
• температураны өлшеу;
• потенциометриялық өлшеу;
• Еһ (редокс-потенциалды) өлшеу;
• сандартты қосымшалар әдісін өлшеу;
• иондардың массалық концентрацияларын өлшеу: H⁺, NH₄⁺, Na⁺, К⁺, Ca²⁺, Ca²⁺+Mg²⁺, Ba²⁺, Ag⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Fe³⁺, Br^—, I^—, Cl^—, F^—, NO₃^—, NO₂^2-, S^2-, SO₄^2-, CO3^2-, CIO₄^—.

Өлшеу нәтижелері моль/л, мг/л, рХ, мВ түрінде берілген. “Экотест-120” анализаторы 4.5-суретте көрсетілген.

4.5-сурет

“Экотест-120” анализаторы

 

“Экотест-120” анализаторының техникалық сипаттамалыр 4.3-кестеде көрсетілген.

4.3-кесте

Өлшеу аралықтары		Қателігі
Бірліктер активтілігі, рХ (pH)	-20/+20	Иондар активтілігін өлшеу кездері, рХ (pH)	+-0,005
ЭДС, Еһ, мВ	-4000/+4000	ЭДС өлшеу кездері, мВ	+-0,2
Температура (T), оС	-20/150	температуралар, оС	+-0,5
Автоматтық және ручной компенсацияның аралығы		-200С/+1500С
Габариттік өлшемдер, мм		150х160х30
Салмақ, кг		0,4-тен аспайды

 

Жоғарыда аталған аспаптарды ағындарды тазалау сызбасына енгізу олардың сипаттамаларының арқасында тазалау процесінің параметрлерін едәуір мұқият реттеуге рұқсат етеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5        Ұсынылатын ағындарды тазалау нұсқасының экономикалық нәтижелерін бағалау

 

Ластанған орта табиғи ресурстар өнімділігінің төмендеуінде, халықтың өмір сүру жағдайларының нашарлануында, олардың еңбек қабілеттілігінің төмендеуінде, халық денсаулығының нашарлануында айқындалатын реципиенттергн жағымсыз әсер етуі мүмкін.

Ластанулардың зиянды әсерін болдырмауға кеткен шығын сомасы халық шаруашылығына қоршаған ортаның ластануымен келтірілетін экономикалық шығын деп аталады. Қоршаған ортаның ластануынан күтілетін экономикалық шығынды нұсқалық есептермен анықтағанда ластанған ортаның әсерін ескеруге кететін қажетті шамасы бекітіледі.

Ластанған ортаның әсерімен тутаын шығындардың құрамында екінші ретті ластану мен пайда болатын шығындар да ескеруілу керек.

Ластанған ортаның экономикалық шығыны кешенді шама болып келеді және ластанған зона шектерінде реципиенттердің жекелеген түрлерін келтірілетін шығындардан құралады.

Экономикалық шығын көрсеткіші экологиялық белгіленген қаржы салулардың абсолюттік экономикалық нәтижелілік есептерде қолданылу мүмкін.

Экономикалық нәтижелілікті анықтау үшін тазалау сапасын жақсарту бойынша ұсынылатын шаралардың орнына толтырылуы бойынша есеп шығару керек.

Орнын толтырумерзімі Т_о, жыл келесі формуламен анықталады:

Т_о = 1 / E_H

Мұнда E_H – табиғатты қорғау шығындардың (табиғат қорғау шаралары үшін E_H=0,12) экономикалық нәтижелілігінің нормативті көрсеткіш.

Орнын толтырудың норматвиті мерзімі:

Т_о = 1 / 0,12 = 8,3 жыл

Орнын толтырудың дәйекті мерзімі, Т_о^дәйек, жыл келесі формуламен анықталады:

Т_о^дәйек = к / P – c

Мұнда к – қарды бөлу, тг (275 300 тг құрайды, яғни құралдар құны: концентратометр – 80 000 тг, өтім өлшеуіш – 52 800 тг, анализатор – 132 500 тг);

P – табиғат қорғау шараларының экономикалық нәтижесі, тг/жыл;

с —  пайдаланылатын шығындар (пайдаланылатын шығындар елеусіз, олардың с=0 теңестіруге болады).

Табиғат қорғау шаралараның экономикалық нәтижесі Р, тг/жыл келесі формуламен анықталады [9]:

P = У₁ – У₂

Мұнда У₁ – құралдарды енгізгенге дейінгі шығынның эконмикалық бағасы, тг/жыл;

У₂ — құралдарды енгізгеннен кейінгі шығынның эконмикалық бағасы, тг/жыл.

Ластаушы қоспаларды су шаруашылық аумаққа тастау шығынның эконмикалық бағасы У. Тг/жыл кейбір көз үшін келесі формуламен анықталады:

У = γ * σ_к * М

Мұнда γ – сандық мәні 400 тг/усл.т-ға тең көбейткіш;

σ_к — әртүрлі су шаруашылық аумақтар үшін (Шығыс Қазақстан облысы үшін σ_к = 2,1) мәні әртүрлі тұрақты;

М – су шаруашылық аумаққа берілген көзбен қоспаларды жыл сайынғы тасталуының келтірілген массасы, усл.т/жыл.

М, усл.т/жыл шамасының мәндері келесі формуламен анықталады:

М = ∑ А_і * m_i

Мұнда і – тасталатын қоспа нөмірі;

N – бағаланатын көзбен тасталатын қоспалардың жалпы саны;

А_і  — і-затының су қоймаға тасталуының салыстырмалы қауіптілік көрсеткіші, т/т;

m_i – бағаланатын көзбен і-қоспаның жыл сайынғы тасталуының жалпы салмағы, т/жыл (ӨМК АҚ “Казцинк”  № 3  ағыны бойынша ластаушы заттардың шығуы).

Әрбір ластаушы зат үшін А_і усл.т/т сандық мәні келісі формуламен анықтаған жөн:

A_i = 1 / ШРШр/х_і

Мұнда ШРШр/х_і – балық шаруашылығы мақсаттарына пайдаланылатын су объектілерінің судағы і-затының шекті рауалды шамасы, г/м³.

Құралдарды ендіргенге дейінгі ластаушы қоспалардың жылдық тасталу салмағы 5.1-кестеде келтірілген.

5.1-кесте

Құралдарды ендіргенге дейінгі ластаушы қоспалардың жылдық тасталу салмағының есебі

№ р/с	Зат атауы	mi, т/жыл	ШРШр/хі, г/м3	Аі усл.т/т	Мі, усл.т/жыл
1	Өлшенген заттар	42	19,25	0,05	2,1
2	Темір	0,152	0,1	10	1,52
3	Кадмий	0,014	0,005	200	2,8
4	Кальций	234	180	0,006	1,40
5	Мыс	0,014	0,011	90,91	1,27
6	Минерализация	1300	1000,0	0,001	1,3
7	Мышьяк	0,044	0,05	20	0,88
8	Мұнай өнімдері	0,16	0,05	20	3,2
9	Сынап	0,0014	0,00001	100000	140
10	Қорғасын	0,061	0,1	10	0,61
11	Селен	0,032	0,0036	277,78	8,89
12	Сульфаттар	700	100	0,01	7
13	Талий	0,014	0,0001	10000	140
14	Хлоридтер	196	300	0,003	0,59
15	Мырыш	0,56	0,01	100	56
16	Марганец-ион	0,12	0,01	100	12
17	Фтор-ион	0,9	0,25	4	3,6
18	Теллур	0,0044	0,0038	263,16	1,16
19	Никель	0,030	0,01	100	3
∑					387,32

 

Құралдарды ендіргеннен кейінгі ластаушы қоспалардың жылдық тасталу салмағы 5.2-кестеде келтірілген.

5.2-кесте

Құралдарды ендіргеннен кейінгі ластаушы қоспалардың жылдық тасталу салмағының есебі

№ р/с	Зат атауы	mi, т/жыл	ШРШр/хі, г/м3	Аі усл.т/т	Мі, усл.т/жыл
1	Өлшенген заттар	37,8	19,25	0,05	1,89
2	Темір	0,135	0,1	10	1,35
3	Кадмий	0,011	0,005	200	2,2
4	Кальций	207,68	180	0,006	1,25
5	Мыс	0,012	0,011	90,9	1,09
6	Минерализация	1153,8	1000,0	0,001	1,15
7	Мышьяк	0,039	0,05	20	0,78
8	Мұнай өнімдері	0,142	0,05	20	2,84
9	Сынап	0,0012	0,00001	100000	120
10	Қорғасын	0,055	0,1	10	0,55
11	Селен	0,028	0,0036	277,78	7,78
12	Сульфаттар	621,25	100	0,01	6,21
13	Талий	0,0028	0,0001	10000	28
14	Хлоридтер	173,95	300	0,003	5,22
15	Мырыш	0,452	0,01	100	45,2
16	Марганец-ион	0,109	0,01	100	10,9
17	Фтор-ион	0,799	0,25	4	3,2
18	Теллур	0,0039	0,0038	263,16	1,03
19	Никель	0,027	0,01	100	2,7
∑					243,34

 

Құралдарды енгізгенге дейінгі су шаруашылық аумаққа кейбір көздерден шығарылатын ластаушы қоспалардың экономикалвқ бағасы У₁, тг/жыл:

У₁ = 400 * 1 * 387,35 = 154 928 тг/жыл

Құралдарды енгізгеннен кейінгі су шаруашылық аумаққа кейбір көздерден шығарылатын ластаушы қоспалардың экономикалық бағасы У₂, тг/жыл:

У₂ = 400 * 1 * 243,34 = 97 336 тг/жыл

Табиғатты қорғау шараларының экономикалық нәтижесі Р, тг/жыл құрайды:

P = 154928 – 97 336 = 57 592 /жыл

Орнын толтырудың дәйекті мерзімі, Т_о^дәйек құрайды :

Т_о^дәйек = 275 300 / 57597 – 0 = 4,8 жыл

Сонымен, орнын толтырудың дәйекті мерзімі 4,8 жыл құрып, нормативті мерзім 8,3 жылдан аспайды, демек жоғарыда аталған құбырларды ендіру экономикалық үнемді болып, ақаба суларды тазалау сапасы жақсарады.