ODSALANIE:

Z zakładów wydobywczych odprowadza się dwa rodzaje wód opadowych. Są to: zawiesinowe ścieki poprodukcyjne pozostające w zamkniętych obiegach wodno- mułowych i kopalniane wody dołowe, pompowane na powierzchnię ziemi z wyrobisk podczas eksploatacji urobku. Podczas eksploatacji złóż naturalnych na dużych głębokościach występuje naruszenie równowagi hydrogeologicznej. W sztolniach i szybach zbierają się wody podziemne, które ze względu na bezpieczeństwo tam pracujących ludzi oraz prowadzenie normalnej eksploatacji kopalni muszą być pompowane na powierzchnię ziemi. Ilość tych wód jest zależna od lokalnych warunków hydrogeologicznych. Kopalnie Górnośląskiego Okręgu Węglowego leżące w dorzeczu Odry pompują średnio 223 tys. m³/d wód dołowych z czego bezpośrednio do rzeki odprowadzanych jest ok. 152 tys. m³/d. Analogicznie w dorzeczu Wisły z pompowanych w GOP 700 tys. m³/d wód dołowych do rzeki zlewni Wisły odprowadza się ok. 445 tys. m³/d. Prowadzi to do zasolenia Wisły i Odry, a w konsekwencji do zmniejszenia zasobów wody pitnej. Po 1990r. zlikwidowano część kopalni w Republice Czeskiej, a także w Polsce. Przyczyniło się do znacznego zmniejszenia ilości soli odprowadzanych do wód powierzchniowych. Problem odsalania wód kopalnianych ze względu na ochronę środowiska, jak również na względy ekonomiczne, wciąż jednak istnieje, gdyż zasolenie rzek powoduje, iż wody te nie nadają się do celów gospodarczych i przemysłowych. Powodują one silną korozję taboru pływającego, mostów, a także zwiększają zasolenie gruntów.

Klasyfikacja kopalnianych wód dołowych opracowano w Głównym Instytucie Górnictwa w Katowicach. Jako wskaźnik przydatności wód kopalnianych przyjęto stopień ich mineralizacji, wyrażony sumarycznym stężeniem jonów chlorkowych i siarczanowych. Przyjmując takie zasady klasyfikacji, wyróżniamy 4 grupy wód kopalnianych:1)I grupa: wody użytkowe charakteryzujące się zawartością Cl^- +SO₄^2- do 600 mg/dm³ 2)II grupa: wody przemysłowe o stężeniu Cl^- + SO₄^2- w granicach od 600 ÷ 1800 mg/dm³ 3)III grupa: wody mineralne zasolone w granicach Cl^- + SO₄^2- od 1800 do 42000 mg/dm³ 4)IV grupa: solanki o stężeniu Cl^- + SO₄^2- ponad 42000 mg/dm³. Do I grupy należą wody o najwyższej jakości, by gospodarcze w zasadzie odpowiadające swym składem normie dla wód pitnych i na potrze wody pitne i na potrzeby gospodarcze (zawartość chlorków do 900 mg/dm³, siarczanów do 200 mg/dm³). Wody te stosowane są do: po uzdatnianiu jako woda pitna, do zasilania kotłów parowych i wodnych, do zasilania łaźni górskich. Wody II grupy są wykorzystane w elektrowniach jako wody chłodnicze oraz w górnictwie do: uzupełnienia wody przemysłowej stosowanej do wzbogacenia węgla, zraszanie miejsc o dużym zapyleniu, napełnienie zbiorników wody przeciwpożarowej. Wody III grupy stanowią uciążliwe ścieki będące przyczyną zasolenia cieków powierzchniowych. Wody IV grupy są to wody o takim stopniu mineralizacji, który pozwala na wykorzystanie ich do produkcji soli, chloru i wody użytkowej. Demineralizacja wody polega na usunięciu z niej wszystkich kationitów i anionitów. Częściowe usuwanie jonów nazywane jest odsalaniem. Demineralizację stosuje się w celu uzyskania wody o bardzo dużej czystości, która jest wykorzystywana w niektórych gałęziach przemysłu, np. do celów kotłowych. W oczyszczaniu wód zawierających ponadnormatywną ilość substancji rozpuszczonych a przeznaczonych na potrzeby gospodarcze, stosuje się odsalanie.

Odsalanie prowadzi się przez: destylację, wymrażanie, elektrodializę, wymianę jonową, odwrócona osmoza. Najstarszą metodą odsalania wody jest destylacja słoneczna. Stosowana od równika do 40° szerokości geogr. Woda odprowadzana jest ciągle lub okresowo do zbiornika z czarnym dnem (w celu zwiększenia pochłaniania promieni słonecznych). Wydajność takiego destylatora wynosi przeciętnie 4-6 m³/m²d, przy nasłonecznieniu powyżej 23012 kJ/m². Nowoczesne metody demineralizacji i odsalania wody oparte są m.in. na procesach wymiany jonowej. Usunięcie z oczyszczanej wody wszystkich anionów uzyskuje się stosując silnie zasadowe anionity pracujące w cyklu wodorotlenowym. Wymianę anionów opisują następujące reakcje:H₂CO₃+ 2AnOH-> An₂CO₃+2H₂O, H₂SO₃+ 2AnOH-> An₂SO₃+2H₂O, HCl+ AnOH-> AnCl+H₂O, H₂SiO₃+ 2AnOH-> An₂SiO₃+2H₂O. Zastosowanie anionitów słabo zasadowych nie zapewni wymiany anionitów słabych kwasów, a więc w wodzie pozostaną dwutlenek węgla I krzemionka. Do usunięcia CO₂ wymagany jest odgazowywacz, który zainstalowany w układzie urządzeń przed anionitem silnie zasadowym poprawi warunki pracy takiego anionitu.

W celu ochrony rzek przed nadmiernym zasoleniem opracowano wiele metod odsalania wód, utylizowania, czy unieszkodliwiania. W latach osiemdziesiątych zostały opracowane i wdrożone dwie metody utylizowania wód o nadmiernym zasoleniu: metoda polegająca na wykorzystaniu wód do produkcji sili kuchennej i wody użytkowej, metoda utylizacji solanek kopalnianych do produkcji chloru. Ponadto od lat powszechnie stosowana metoda hydrotechniczna, polegająca na kontrolowanym odprowadzaniu wód miernie zasolonych do rzek w zależności od ich chłonności (wysoki stan wód odbiornika) tak by nie przekraczać określonych stężeń jonów (Cl^- + SO₄^2-). Odsalanie: w wodzie oznaczyć: twardość, zasadowość, zawartość wolnego CO₂,barwę, utlenialność, mangan, krzemionkę, chlorki. Badaną wodę przepuścić przez kationit wodorowy z prędkością ok. 3m/h. 1 porcję przesącz i odrzuć. Pozostała część skierować na anionit po uprzednim oznaczeniu wyżej wymienionych zanieczyszczeń. W odpływie z anionitu ponownie wykonać oznaczenia. Demineralizacja wody: w wodzie oznaczyć: twardość, zasadowość, zawartość wolnego CO₂,barwę, utlenialność, mangan, krzemionkę, chlorki. Badaną wodę przepuścić przez kationit wodorowy z prędkością ok. 3m/h. 1 porcję przesącz i odrzuć. Pozostała część skierować na anionit po uprzednim oznaczeniu wyżej wymienionych zanieczyszczeń. W odpływie z anionitu ponownie wykonać oznaczenia. W zebranym wycieku odgazować CO₂ po czym wodę przepuścić przez silnie zasadowy anionit z prędkością 5m/h. Pierwsze porcje wycieku odrzucić a w pozostałej wykonać oznaczenia.