билеты по хвостовому хозяйству. Билеты по хвостовому хозяйству. Билет 1 Какой рельеф называется техногенным

• Название: Билет 1 Какой рельеф называется техногенным
• Анкор: билеты по хвостовому хозяйству
• Дата: 13.11.2021
• Размер: 419.58 Kb.
• Имя файла: Билеты по хвостовому хозяйству.docx
• Тип: Документы; #270804

БИЛЕТ 1
Какой рельеф называется техногенным
По происхождению все собственно антропогенные формы рельефа делятся на две основные группы: техногенный рельеф, созданный в процессе промышленной деятельности человека, и агрогенный, созданный в результате сельскохозяйственной деятельности.
Техногенный рельеф включает разнообразные формы рельефа в районах разработки полезных ископаемых, в местах гидротехнических сооружений, при градостроительных работах, при прокладке железных и шоссейных дорог, при постройке портовых сооружений и т. д.
В местах горных работ ведется добыча полезных ископаемых открытым и закрытым способами. Открытый способ добычи экономичнее, но при этом образуются карьеры (до 200-300 м глубиной) и отвалы пустой породы. При шахтном способе добычи угля и других полезных ископаемых неотъемлемой частью ландшафта становятся терриконы – конусообразные насыпи пустой породы и подземные выработки – шахты, штольни, над которыми в результате просадки грунта могут возникнуть и образуются понижения и провалы различной глубины и формы. Опускание поверхности наблюдается и при усиленной откачке нефти или воды. Так, например, вследствие большого забора воды на территории Мехико и его окрестностей началась просадка поверхности в отдельных районах до 3-4 см/год, и город потерял устойчивость. В Татарстане из-за интенсивной откачки нефти наблюдаются просадки грунтов и локальные землетрясения.
В связи с ростом открытых способов добычи полезных ископаемых (угля, руд, торфа, песков и др.) образуется много бросовых земель, которые необходимо рекультивировать. Выделяют техническую рекультивацию – выравнивание поверхности, иногда террасирование, потом биологическую рекультивацию – посадку деревьев, садов. В местах богатых почв, например, черноземов, необходимо предварительно (до начала горных работ) убрать и сохранить гумусовый горизонт, чтобы потом после технической рекультивации покрыть им поверхность. В настоящее время восстановленные земли используют для сельскохозяйственного производства – полеводства, овощеводства, садоводства, под леса и парки, выработанные карьеры превращают в пруды для рыборазведения, для водных спортивных мероприятий, для организации рекреационных зон. В странах с ограниченными земельными ресурсами проблема рекультивации земель решается быстрее и лучше, чем в нашей стране.
Помимо горных работ, существенно изменяется рельеф при инженерно-строительных работах. Так, при строительстве городов предварительно создают поверхность антропогенной планации – убирают речки в трубы, спрямляют русла и бетонируют берега рек, засыпают балки. При строительстве железных и шоссейных дорог предварительно выравнивают трассы: создают насыпи, делают выемки. В горах срезают склоны, прокладывают тоннели.
Активно преображает ландшафты гидротехническое строительство. Водохранилища на крупных реках нередко затапливают огромные площади пойменных и террасовых земель: примером тому служат Каховское водохранилище на Днепре, Рыбинское, Куйбышевское и другие на Волге и т. д. Дноуглубительные и русловыправительные работы на реках сопровождаются образованием новых пляжей и осе-редков на отвалах грунта.
Прокладке оросительных каналов и дренажных траншей сопутствуют отвалы, то же возникает возле искусственных прудов-копаней, при создании водохранилищ на малых реках возводятся земляные плотины.
Большие изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека наблюдаются на побережьях. Создание пляжей, молов, защитных дамб и плотин изменяет процессы абразии и аккумуляции наносов у побережий, образуются новые косы, отмели, острова и пр. Поговорка, что «голландцы создали свою страну» близка к истине, ибо около 40% ее территории лежит ниже уровня моря на осушенных маршах-польдерах.
Какие ионоообменные смолы применяются для отчистки сточных вод
Ионообменные смолы выпускаются в виде гранул желтоватого цвета, различного размера и плотности и внешне напоминают рыбную икру. Используются для умягчения питьевой и технической воды, а также для очистки сточных вод.

По химической природе ионообменные смолы – полимеры, относящиеся к классу ионитов, соединений с высокой молекулярной массой, которые несут группы, способные к многократному обмену. Полимерные цепочки как будто сплетены из нитей с шариками на свободных концах. Шарик – функциональная группа, ион металла или кислотный остаток. 

Перед первым применением смола насыщенна группами с ионами натрия и хлорид-ионами. Кальций и магний из воды с повышенной степенью жёсткости замещаются натрием из ионообменника. В результате происходит умягчение воды. Для регенерации через фильтр пропускается раствор поваренной соли и кальций с магнием уходят, а на их место присоединяется натрий. 

Концентрация нитратов также снижается ионообменными смолами, в которых встроенный в полимер хлорид-ион переходит в воду, а нитрат присоединяется к полимерной цепочке. Восстановление происходит после цикла с промыванием соляным раствором.

Количество циклов регенерации в продукции различных производителей может быть различным. Как правило одной засыпки в фильтр хватает на год или более. 

Виды ионообменных смол



В зависимости от того, какая функциональная группа удаляется при фильтрации выделяют:

1. 
   катиониты (уходит ион металла);
   
2. 
   аниониты (уходит кислотный остаток).
   

Катиониты выполняют свою работу при рН равному 7 и более, аниониты функционируют при рН от 1 до 6.

По структуре ионообменные смолы, как катиониты, так и аниониты, разделяются на:

• 
  гелевые; 
  
• 
  пористые;
  
• 
  промежуточные.
  

Гелевые гранулы гладкие, на их поверхности отсутствуют поры. Ионозамещение происходит только после увеличения смолы в объёме, когда она начинает быть похожа своей структурой на гель.

Поверхность пористых, как можно догадаться из названия, полностью покрыта порами. Углубления и впадины увеличивают площадь и позволяют происходить ионообменным реакциям. 

Промежуточные структуры несут в себе совмещённые качества пористых и гелевых ионообменников.

Каждый вид имеет свои достоинства:

1. 
   гелевые обладают высокой обменной ёмкостью;
   
2. 
   пористые – стойкостью к воздействию химикатов и высоких температур, позволяющей очищать воду в любых условиях.
   

Продукция одного вида разделяется по уровню ёмкости. Показатель характеризуется отношением количества ионов в исходной среде на единицу массы или объёма смолы. При сравнении по данному показателю выделяют три вида ёмкости:

• 
  рабочая;
  
• 
  объёмная;
  
• 
  весовая.
  

Объёмная и весовая определяется на производстве и вписывается в сопроводительные документы продуктов.

Рабочая ёмкость не может быть измерена точно, поскольку нужно учитывать слишком много факторов. В процессе эксплуатации ионы рабочей среды полностью замещаются примесями, и рабочая ёмкость подлежит восстановлению. 

В процессе фильтрации происходит замена ионов кальция и магния, способных создавать нерастворимые соединения, на ионы хлора, натрия и другие элементы, которые создают легкорастворимые соединения.


Известно, что средний расход стоков на объекте q = 60, л/с = 0,065. Чистка решеток осуществляется механическим способом, стержни каждой решетки прямоугольного сечения с толщиной – 8мм, угол установки решеток к горизонту – 65. Рассчитать число прозоров решетки.

n = 1,05 ∙ 0,06/(0,016 ∙ 1 ∙ 0,8) = 4,9.

Принимаем число прозоров – 5.

Общая ширина решеток равна

B_p = 0,016 ∙ 5 + 0,008 ∙ 4 = 0,112 м.

Ширина каждой из решеток (N = 1)будет равна (2.4):

В₁ = 0,112/1 = 0,112 м.

Коэффициент местного сопротивления решетки равен

ξ = 2,42 ∙ (0,008/0,016)^4/3 ∙ 0,906 = 0,87.

Потери напора в решетках равны (2.5):

h_м = 3 ∙ 0,87 ∙ 0,7²/(2 ∙ 9,8) = 0,0652 м.

ОТВЕТ: 0,0652 м
БИЛЕТ 2
Способы защиты поверхностных и подземных вод от загрязнений
Поверхностные воды охраняют от засорения, загрязнения и истощения. Для предупреждения засорения принимают ме­ры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки различных твердых отходов и других предметов. Истощение поверхностных вод предотвращают, строго контролируя, ми­нимально допустимые стоки вод.

Важнейшая и наиболее сложная проблема — защита по­верхностных вод от загрязнения, для чего предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:

- развитие безотходных и безводных технологий и систем оборотного водоснабжения;

- очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.);

- закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты;

- очистка и обеззараживание поверхностных вод, исполь­зуемых для водоснабжения и других целей.

Главный загрязнитель поверхностных вод — сточные воды, поэтому экологически весьма важной задачей является разра­ботка и внедрение эффективных методов очистки сточных вод. Наиболее действенным способом защиты поверхностных вод от загрязнения сточными водами являются безводные и безотходные технологии. На начальном этапе создается обо­ротное водоснабжение. В его систему включают ряд очистных сооружений и установок, что создает замкнутый цикл исполь­зования сточных вод, которые при таком способе все время на­ходятся в обороте и не попадают в поверхностные водоемы.
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Ввиду огромного многообразия состава сточных вод суще­ствуют различные способы их очистки: механический, физи­ко-химический, химический, биологический и термический.

Очистка может производиться каким-либо одним или комби­нированными способами, с обработкой осадка (или избыточ­ной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбро­сом их в водоем.

При механической очистке из промстоков, путем процежи­вания, отстаивания и фильтрования, удаляются до 90% нерас­творимых механических примесей: песок, глинистые частицы, окалина и др., а из бытовых стоков — до 60%. К основным хи­мическим способам относят нейтрализацию, окисление, озони­рование и хлорирование. При физико-химической очистке из сточ­ных вод удаляются тонкодисперсные взвешенные частицы, ми­неральные и органические вещества. Применяются коагуляция, сорбция, флотация, экстракция и другие методы. Биологический (биохимический) метод основан на способности микроорганиз­мов использовать для своего питания многие органические и не­органические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.). К термическим методам прибегают при очист­ке промышленных сточных вод, содержащих главным образом высокотоксичные органические компоненты.

При всех методах очистки сточных вод с экологической точки зрения весьма важна обработка и утилизация образую­щихся шламов и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных по­лигонах, обрабатывают в биологических сооружениях, перера­батывают с помощью растений (гиацинты, тростник и др.) или сжигают в специальных печах.

Одним из перспективных способов уменьшения загрязне­ния поверхностных вод является закачка сточных вод в глубо­кие водоносные горизонты через систему поглощающих сква­жин (подземное захоронение). При этом способе отпадает не­обходимость в дорогостоящей очистке и обезвреживании сточ­ных вод и в сооружении очистных сооружений.

Все большее значение в охране поверхностных вод от за­грязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гид­ротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать эвтрофикацию озер, водохранилищ и малых рек, возникновение эрозии, оползней, обрушение берегов, умень­шить загрязненный поверхностный сток.

На любом водном объекте создаются водоохранные зоны, ширина которых на реках составляет от 0,1 до 1,5—2,0 км, вклю­чая пойму реки, террасы и береговой склон. Их назначение — предотвратить загрязнение, засорение и истощение водного объ­екта. В пределах этих зон запрещается распашка земель, вы­пас скота, применение ядохимикатов и удобрений, строитель­ные работы и др.

Основные мероприятия по защите подземных вод заклю­чаются в предотвращении истощения запасов подземных вод и защите их от загрязнения. Как и для поверхностных вод — это большая и сложная проблема, которая может быть успешно решена лишь в неразрывной связи с охраной всей окружающей природной среды.


Для борьбы с истощением запасов пресных питьевых под­земных вод предусматривают различные меры: регулирование режима водозабора подземных вод; рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатаци­онных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин и др.

Меры борьбы с загрязнением подземных вод подразделя­ют на: профилактические и специальные. Задача по­следних — локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.

Важнейшей мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов является устройство вокруг них зон санитарной охраны (ЗСО). Это территории вокруг источников централизованного питьевого водоснабжения, создаваемые для исключения возможности загрязнения подземных вод. Состо­ят они из трех поясов.

Специальные мероприятия по защите подземных вод от за­грязнения направлены на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (завесы, противофильтрационные стенки), а также на перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа. Для ликвидации локальных очагов за­грязнения ведут длительные откачки загрязненных подземных вод.

Основами водного законодательства запрещены проекти­рование, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий, не обеспеченных водоочистными устройствами. Сброс отрабо­танных вод допускается только с разрешения органов, контро­лирующих качество воды. Предусматривается ответственность за нарушение правил пользования водами (уголовная, административная, гражданс­ко-правовая и возмещение убытков).
Какие процессы протекают в сточных водах, находящихся в хвостохранилищах
В хвостохранилище, помимо твердых отходов обогащения, содержится большой набор химических реагентов и их соединений: цианиды, кислоты, щелочи, растворимые соли натрия, калия, кальция, магния, меди, свинца, цинка, тяжелых металлов, органические растворители

Перечисленные реагенты, попадая в хвостохранилище, пруды-накопители и шламоотстойники, могут мигрировать в геологическую среду, поэтому хвостохранилища являются объектами повышенной экологической опасности, источником загрязнения воздуха, подземных и поверхностных вод, почвы

Инфильтрационные потери жидкой фазы хвостов, наступает начальный этап загрязнений грунтов и пород, а затем и подземных вод. В результате начинается миграция токсичных или радиоактивных компонентов в подземных водах, по водоносному горизонту и по вертикали; формируется в геологической среде ореол загрязнения.

Для очистки и осветления сточных вод широко используются такие физико-химические методв, как флотация ( ионная, флокулярная, электрофлотация ), электрокоагуляции и электролиз, сорбция и экстракция.

Все более широкое распространение получают микробиологические методы, основанные на способности микроорганизмов окислять неорганические и органические вещества до углекислоты и воды. При этом микроорганизмы используют эти веществ, присутствующие в сточных водах, в качестве источников энергии и питательных солей, разлагая их до углекислоты, газа и воды. Эти процессы осуществляются в аэробных и анаэробных условиях. Аэробная очистка проводится в водоемах, биологических прудах, аэротенках, в которых проводится аэрация с образованием слоя активного ила, содержащего микроорганизмы.

Для осаждения ионов тяжелых цветных металлов используются сульфатредуцирующие бактерии восстанавливают сульфаты до сероводорода в анаэробных условиях. Они широко распространены в почвах, водах, геотермальных областях, нефтяных месторождениях. Их рост сопровождается образованием сероводорода, который осаждает металлы и подавляет окислительные процессы в отвалах и рудных телах. Очень важная роль этих бактерий в осаждении металлов в отстойниках и прудах, что и позволяет использовать их для очистки сточных вод.

Для очистки сточных вод перед сбросом в водоемы сооружаются горизонтальные отстойники и фильтры, подобные применяемым при очистке воды для водопроводов.
Рабочий объем аккумулирующей емкости для однократного дождевого стока определяется по формуле (2.19):

W_д = 10 ∙ 10 ∙ 0,5 ∙ 120 = 6000 м³.

Аналогично вычисляется рабочий объем аккумулирующей емкости для талого стока:

W_т = 10 ∙ 25 ∙ 0,6 ∙ 120 = 18000 м³.

Общее количество поливомоечных вод (2.20)

W_м = 10 ∙ 1,3 ∙ 2 ∙ 60 ∙ 0,5 = 780 м³.

Общий объем поверхностного стока будет равен W_п = 6000 + 18000 + 780 = 24780 м³.

Общий годовой объем поверхностного стока с учетом количества сухих дней в году до 10 суток определится как

W_{п год} = 24780 ∙ 36,5 = 904470 м³/год. Объем осадка определится из (2.25)

W₀  895,9м³.

Объем аккумулирующей емкости, следовательно, будет W_а = 24780 + 895,9 + 0,1 ∙ 24780 = 28153,9 м³.

Количество секций на прием стока от слоя осадков 2,5 мм при принятом слое осадков h_д = 10 мм принимаем равным 4. Рабочий объем секции составит:

W_секции = 28153,9/4 = 7038,48 м³.

Ширину секциипринимаем из условия кратности 3 − B_с = 60 м. Согласно требованиям рабочая высота секции Н = 1,5…4 м, принимаем Н = 1,5м.

Длина секции (из 2.22) равна

L= 2,5 ∙ 28153,9/10 ∙ 1,5 ∙ 60 = 78,205 м.

Таким образом, аккумулирующая емкость будет состоять из 4 секций, ее размеры примем из условия кратности трем: 81×60×1,5 м, что составит больший объем, чем расчетный W_секции =7038,48 м³.
БИЛЕТ 3
Назовите наиболее характерные аварии на хвостохранилищах
Дешевые дамбы для удержания содержимого хвостохранилищ обычно насыпаются или намываются из самих хвостов или из другого рыхлого материала и уплотняются. По-хорошему, дамбы, борта и основания накопителей отходов должны дополнительно надежно укрепляться и гидроизолироваться. Но этого слишком часто не делают.

В удерживаемом дамбой резервуаре происходит постепенное оседание твердой фазы хвостов (иногда с помощью специально добавляемых реагентов). Остающаяся сверху вода обычно вторично используется предприятиями или после очистки сбрасывается в стоки.

Поскольку накопленные отходы являются потенциальным сырьем, после закрытия горнодобывающих или горно-обогатительных предприятий хвостохранилища часто сохраняют с расчетом на то, что с течением времени появятся технологии, которые позволят использовать их компоненты.

Сооружения для складирования и хранения хвостов должны строго соответствовать требованиям промышленной безопасности и требуют неукоснительного соблюдения стандартов во время инженерных изысканий, проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации или консервации при больших затратах. На всех этих этапах необходимо проводить тщательный мониторинг состояния дамб, бортов, грунтовых оснований хвостохранилищ и окружающей среды в целях своевременного выявления неблагоприятных деформационных и фильтрационных процессов и принятия мер по их устранению. Ни в коем случае нельзя ослаблять контроль таких сооружений даже после прекращения их заполнения или закрытия предприятий – они не должны оставаться бесхозными.

Серьезные аварии на хвостохранилищах чаще всего происходят из-за прорыва или полного разрушения удерживающих их дамб с поступлением огромного количества токсичных отходов в окружающую среду. Большинство таких техногенных катастроф бывает связано с накопителями отходов, расположенными в горных долинах или на склонах. Их истинные причины – отсутствие должного управления рисками при строительстве, эксплуатации и консервации этих сооружений или несвоевременное реагирование на угрозу возникновения аварии.

Эти катастрофы каждый раз напоминают миру о необходимости быть бдительными и искать новые возможности для усовершенствования стандартов, методов проектирования, строительства, контроля стабильности дамб хвостохранилищ и мониторинга состояния окружающей их среды.

Примеры катастроф прошлых лет

Рассмотрим примеры катастроф, связанных с прорывами или разрушением дамб хвоостохранилищ, которые привели к наибольшему количеству человеческих жертв и максимальному материальному и экологическому ущербу.

28 марта 1965 года при землетрясении произошло разрушение дамб (высотой до 35 м) двух расположенных друг за другом хвостохранилищ на медном руднике «Эль-Кобра» в Чили. Возникший в результате селевой поток глубиной до 8 м за несколько минут преодолел 12 км и разрушил часть рабочего поселка горняков. Погибло более 300 человек.

19 июля 1985 года после сильных дождей и засорения дренажных труб прорвало земляные дамбы двух расположенных друг за другом хвостохранилищ шахты «Преставель» в Итальянских Альпах, где Приальпийская добывающая компания разрабатывала месторождение фторсодержащих минералов. В нижележащую долину Флемме со скоростью до 90 км/ч ринулось 350 тыс. куб. м разжиженных хвостовых масс. Поток прошел расстояние около 5 км и снес на своем пути деревни Става и Тесеро, детские лагеря, отели и мосты. Погибло 268 и было ранено 1000 человек. Причинами прорыва были названы неверный выбор места для строительства дамб хвостохранилищ (на геологически нестабильном участке), ошибочное проектирование, неприемлемо низкий запас прочности сооружений, отсутствие их правильного мониторинга и плохое техническое обслуживание.
В каких случаях применяется биологическая очистка
Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.

Справка. Септики перерабатывают только 45-50% органики.

Чтобы поддерживать процесс, нужно все время вносить активные микроорганизмы.

Биологический метод помогает переработать такие загрязняющие вещества и их соединения:

• 
  Аммонийный азот;
  
• 
  Легкоокисляющиеся органические соединения: бензол, глюкозу, ацетон, этанол и т.д.;
  
• 
  Калий;
  
• 
  Фосфор;
  
• 
  Кальций;
  
• 
  Белки, жиры, углеводы.
  

К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.

Плюсы и минусы

Преимущества биологической очистки:

• 
  Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
  
• 
  Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
  
• 
  Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
  
• 
  Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.
  

Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.

Главные минусы метода:

• 
  Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
  
• 
  В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
  
• 
  Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
  
• 
  Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.
  

Суть работы базируется на способности определенных бактерий расщеплять органические соединения. В результате образуются простые вещества, такие как вода, углекислый газ и метан. Микробы и простейшие используют получившиеся продукты для поддержания собственной жизнедеятельности.

Микроорганизмы также получают энергию из азота, который содержится в сточных водах в виде аммиачных и нитратных соединений. В состав минеральных солей включены фосфор и калий, необходимые для питания бактерий. Богатое содержание этих веществ в стоках вызывает интенсивное размножение микробов, таким образом происходит естественная очистка в резервуарах.

Аэротенки

Такие сооружения биологической очистки сточных вод предназначены для обработанной механическим путем жидкости, которая взаимодействует с расположенным в резервуаре активным илом. Процесс происходит в особых емкостях, состоящих из нескольких отделов и оборудованных системами аэрации. В активном иле находится множество бактерий, которые питаются органическими отходами. Для их жизнедеятельности нужны соответствующие условия, которые постоянно поддерживаются в водоеме. 

Мембранный биореактор

Биологические методы очистки сточных вод включают в себя использование мембранного биореактора. Роль мембран состоит в создании своего рода препятствия для загрязнений, которые проходят сквозь них. Эти элементы бывают трубчатыми, половолоконными и плоскорамными. В дополнение к механической фильтрации используют деятельность микроорганизмов.

Мембранный реактор можно применять как на финальной стадии очищения жидкости, так и для подготовительной очистки перед нанофильтрацией. Таким способом удается эффективно удалить из стоков лишние соли.

Решение. Количество обслуживаемого населения прогнозируется через 20 лет с учетом близко расположенных населенных пунктов согласно (3.3) Н₂ = 350 тыс. чел. Определим значение параметров, отсутствующих в исходных данных: К₁ = 4, К₂ = 1,18. Удельная годовая норма накопления ТБО по объему на 20-й год эксплуатации определяется из условия ежегодного роста ее по объему на 3 %:

У₂ = 1,1 ∙ 1,03²⁰ = 1,99 м³/чел ∙ год.

Проектируемая вместимость полигона Е_Т согласно (3.1) составит Е_Т = (1,1 + 1,99) ∙ (250000 + 350000) ∙ 20 ∙ 1,18/16 = 2734650 м³.

Площадь участка складирования ТБО равна

S_у.с = 3 ∙ 2734650/40 = 205099 м².

Находим требуемую площадь полигона

S_п = 1,1 ∙ 205099 + 0,15 ∙ 205099 = 256374 м².

Определим уточненную высоту складирования ТБО

3 ∙ 2734650 36,5 .

_п

205099 + 1600 +√205099 ∙ 1600

Потребный объем грунта для изоляции равен



_г 2734650 1 417150 .

Глубина котлована составит

H_к =1,1 ∙ 417150/205099 = 2,24 м.

Находим верхнюю отметку полигона ТБО после его наружной изоляции слоем грунта толщиной 1 м:

Н_во = 36,5 − 2,24 + 1 = 35,26.

Полученная высота складирования не превышает высоту, согласованную архитектурно-планировочным управлением. Примем габаритные размеры участка складирования 410×500 м.

БИЛЕТ 4
Водоприемные и водосборне сооружения хвостовых хозяйств
Система водоотведения.

Она предназначена для перехвата паводковых, ливневых и естественных стоков, отвода их в нижний бьеф ограждающей дамбы накопителя и включает в себя:

1) нагорные (водоотводные) каналы № 1,2,3 суммарной протяженностью 7,95 км;

2) водоудерживающие плотины на ручьях Сухой и Ивановский;

3) быстроток в виде выемки в скальном грунте, обеспечивающий гидротранспорт стоков на участке местности с уклоном более 0,06.

Система оборотного водоснабжения, включающая в себя:

- водозаборный береговой колодец шахтного типа, расположенный на восточном борту накопителя, рядом с промплощадкой ОФ-2; водоприемные окна колодца с ростом уровня воды в пруду периодически перекрываются железобетонными шандорами;

- водосбросной самотечный коллектор диаметром 600 мм протяженностью 0,6 км от водоприемного колодца до насосной станции оборотной воды в нижнем бьефе ограждающей дамбы;

- насосная станция оборотного водоснабжения (НОВ) с центробежными насосами;

- утепленные стальные напорные водоводы оборотной воды диаметром 500 мм в две нитки;

- плавучая насосная станция оборотного водоснабжения (ПНСОВ) размером 8х20 м с тремя насосами, вспомогательным и электротехническим оборудованием;

- утепленный водовод оборотной воды от ПНСОВ до промплощадки из стальных труб диаметром 500 мм в две нитки.

Система перехвата фильтрационных вод ограждающей дамбы, включающая в себя:

- дренажную траншею вдоль подошвы низового откоса;

- дренажную насосную станцию (ДНС) на дренажной траншее с тремя центробежными водяными насосами, производительностью до 400 м³/сек;

- приемный прудок дренажных вод;

- 4 скважины для перехвата подземных дренажных вод поперек бывшей долины руч. Быстрый вниз по уклону местности на 30 м ниже дренажной траншеи с погружными насосами и напорными трубопроводами от каждой скважины до приемного прудка дренажной насосной станции или дренажной траншеи;

- насосные установки первого и второго подъема в утепленных деревянных помещениях для откачки загрязненных стоков из прудка в емкость накопителя;

- напорный водовод от ДНС до насосной станции оборотного водоснабжения из стальных труб диаметром 300 мм в две нитки.

Перечислите особенности биологической рекультивации поверхности хвостохранилищ
Известен способ предотвращения загрязнения окружающей среды токсичными и радиоактивными веществами (патент РФ №2168223, опубл. 20.03.2001 г.), заключающийся в последовательной засыпке гидрофобизированным природным грунтом толщиной, достаточной для исключения капиллярного подъема жидкости на открытых хранилищах радиоактивных отходах. При этом гидрофобизацию грунта осуществляют обработкой его раствором гудрона в органическом растворителе. Слой гидрофобизированного грунта составляет 3-5 см. Недостатками данного способа являются применение нефтепродуктов, которые подавляют рост и развитие растительных организмов, высокая термическая чувствительность гудрона, размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких, а также неудовлетворительные показатели его механических характеристик и склонность к старению.
Известен способ создания почвенно-растительного покрова при рекультивации нарушенных земель (патент РФ №2484613, опубл. 20.06.2013 г.), заключающийся во внесении на поверхность грунта отходов, минеральных удобрений и посев многолетних трав. При этом на поверхность грунта наносят отходы горнодобывающей промышленности слоем не менее 5 см, содержащие кальцит и/или гидросиликат магния. В качестве отходов горнодобывающей промышленности используют также карбонатитовые отходы, или отсев оливинитовой руды, или серпентинитомагнезит. Вносят комплексные удобрения N70P70K70, затем слоем до 1 см рассыпают вспученный вермикулит с гранулами до 4 мм, проводят посев смеси семян многолетних растений, поливают водой и покрывают полимерной пленкой, которую удаляют на 5-7-й день. В качестве семян многолетних растений используют овсяницу красную, тимофеевку луговую, кострец безостый, волоснец песчаный в количестве 50-100 г/м². Полив водой проводят из расчета 5 л/м². Недостатками данного способа являются трудность формирования экранирующего и плодородного слоя, из-за применения вермикулита, обладающего высоким коэффициентом водопоглощения, а также малая мощность экранирующего слоя, которое обеспечит проникновение корневой системы в загрязненный грунт, тем самым приведет к остановке роста и развития растений.
Если произвести рекультивацию путем нанесения плодородного слоя из почвосмесей на поверхность хвостохранилища, то в растениях накопятся фитотоксичные элементы, содержащиеся в хвостах, что приостановит рост и развитие растений и в конечном счете приведет к их гибели. Эффективным вариантом решения проблемы в данном случае является укладка геосинтетического материала на поверхность хвостохранилища с формированием песчаной прослойки перед нанесением плодородного слоя почвы. Предлагаемое решение позволяет изолировать засоленную поверхность хвостохранилища, а также пресечь капиллярный подъем и миграцию минерализованных вод в верхние слои почвы, тем самым добиваясь создания условий, необходимых для успешного восстановления экосистемы.

Определить параметры горизонтальной песколовки, если расчетная глубина песколовки h_p должна быть 0,5 м, гидравлическая крупность частиц песка, на задержание которых рассчитывается песколовка, u₀ = 18 мм/с, максимальный расход сточных вод на объекте q = 0,1 м³/с, концентрация взвешенных веществ в поступающем стоке C₀ = 800 мг/л.

Длину горизонтальной песколовки определим по формуле (2.7) L =1000 ∙ 1,7 ∙ 0,5 ∙ 0,3/18 = 14,17 м.

Время протекания сточных вод в песколовке (2.15), с, равно t = 14,17/0,3 = 47,22,

что, согласно требованиям, составляет не менее 30 с.

Площадь живого сечения песколовки (2.9) определяется:

F =0,1/0,3 = 0,33 м².

Находим ширину песколовки (2.10):

В =0,33/0,5 = 0,66 м.

Если ширина одного отделения составляет 0,66 м, то согласно (2.11) число отделений песколовки n = 1.

Устанавливаем общий объем задержанного осадка (2.12):

W_ос = 0,1 ∙ 60² ∙ 800 ∙ 0,15/[(100 − 65) ∙ 1,2 ∙ 10⁴] = 102,85 ∙ 10⁻³ м³/ч.

Толщина осажденного слоя (2.13) за 2 суток равна: h_ос = 24 ∙ 2 ∙ 102,85 ∙ 10⁻³/(14,17 ∙ 0,66) = 0,528 м.

Общая строительная глубина песколовки (2.14):

H = 0,3 + 0,528 + 1 = 1,828м.