Технологии очистки шахтных вод Кривбасса: как превратить технический сток в ресурс для города

Шахты города Кривой Рог откачивают воду, которую нельзя напрямую использовать в производстве. Из-за высокой концентрации растворенных солей на оборудовании могут образовываться отложения, ухудшающие работу технологических систем. Поэтому для повторного использования шахтную воду необходимо подготовить специальными методами очистки. Далее на kryvyi-rih.name.

После деминерализации жидкость может вновь поступать на промышленные нужды, а извлеченные соли — стать сырьем для дальнейшей переработки. Так шахтная вода получает шанс на повторное использование вместо того, чтобы оставаться лишь отходом производства.

Что делают с шахтной водой Кривбасса?

Город постоянно откачивает воду из шахт и карьеров, чтобы горные выработки могли функционировать. Из карьеров воду в основном удается вернуть в производство, а вот с шахтной водой ситуация сложнее. 

Ее после откачки используют повторно либо накапливают в специальных водоемах. Один из крупнейших таких объектов — пруд в балке Свистунова, куда поступает вода из шахт Южной группы. Далее воду приходится удерживать в системе либо проводить сложную очистку, после которой она вновь становится пригодной для промышленного использования.

Что содержит шахтная вода Кривбасса?

Состав криворожской шахтной воды зависит от того, на какой глубине она формируется. Более глубокие горизонты отличаются более высокой концентрацией растворенных веществ. По составу это преимущественно сульфатно-хлоридные натриевые воды, где также присутствуют:

• калий; 
• магний;
• бром;
• йод.

Особенно много в такой воде хлоридов. Исследования отдельных проб показали общую минерализацию на уровне 15 000 миллиграммов на литр, а концентрацию хлоридов — свыше 7 000 миллиграммов на литр. Такой состав важен не только для выбора способа очистки: от него зависит, какие вещества можно извлекать из воды и использовать в качестве отдельного сырья.

Как работает деминерализация шахтной воды?

Главная особенность такой системы — она работает не со всем составом шахтной воды одновременно. На первом этапе воду подготавливают так, чтобы мембраны обратного осмоса не засорялись веществами, образующими твердые отложения. После этого основную нагрузку принимает мембранный блок. 

В целом схема выглядит следующим образом:

• умягчение воды — реагентами удаляют часть веществ, которые образуют твердые отложения;
• обратный осмос — вода проходит через специальные мембраны, а большая часть растворенных солей задерживается;
• выпаривание — из концентрированного остатка извлекают жидкость, оставляя соли;
• кристаллизация — в ходе дальнейшего выпаривания соли превращаются в твердые кристаллы;
• центрифугирование — кристаллы отделяют от остаточной жидкости;
• сушка — готовый минеральный продукт избавляют от лишней влаги.

Такая последовательность позволяет не оставлять концентрированные соли в жидком виде, а сделать их пригодными для дальнейшего использования.

Технология для шахты «Терновская»

Шахта «Терновская» имеет свой конкретный технологический расчет для переработки высокоминерализованной жидкости. Для воды с соленостью 80 граммов на литр предусмотрено получение 1,36 миллиона кубических метров деминерализованной воды в год. Параллельно после переработки концентрата может образовываться почти 740 тонн минеральной солевой смеси.

Затем начинается распределение:

• очищенную воду используют для технологических нужд промышленных предприятий;
• солевая смесь становится альтернативным реагентом для умягчения воды. 

Вода из шахты «Терновская» по солености далека от той, которую можно без проблем использовать в производстве. После обработки ее минерализация снижается с 80 граммов до 100 миллиграммов соли на литр. Так что выбранная технология существенно меняет состав шахтной воды. 

Какие ресурсы можно получить?

Самая интересная часть шахтной воды — вещества, которые она вымывает из горных пород. Среди них есть бром, концентрация которого в отдельных высокоминерализованных водах достаточна для промышленного извлечения. 

Именно бром рассматривают в Кривбассе как направление для отдельного пилотного проекта. Предложенная установка могла бы перерабатывать около 500 кубических метров воды в час и получать до 400 тонн брома в год. Это вещество необходимо для производства огнезащитных материалов, буровых растворов, пестицидов, фармацевтической продукции и средств очистки воды.

Сколько стоит очистка шахтных вод?

Фото: пруд в балке Свистунова

Очистка шахтной воды требует не только технологий, но и серьезных финансовых вложений. Одну жидкость нужно переработать, другую — отвести, а соль, оставшуюся после очистки, еще и высушить, а также решить, как использовать. Для Кривбасса, где речь идет о миллионах кубических метров шахтной воды, даже небольшая стоимость очистки одного кубометра быстро превращается в огромные суммы.

Масштаб затрат наглядно показывают расчеты:

• 7 долларов США за кубический метр — ориентировочная стоимость очистки без утилизации сухого остатка;
• 4,4 миллиона кубических метров в год — мощность очистной системы, для которой капитальные затраты оценивали более чем в 715 миллионов гривен;
• 6–8 миллиардов гривен — оценка капитальных затрат при создании системы для всего прогнозируемого объема шахтной воды.

Получается, что ежегодно на эксплуатацию таких систем дополнительно требуются сотни миллионов гривен. Поэтому главная сложность — сделать очистку достаточно экономичной для крупного промышленного объема. Высокая минерализация удорожает процесс, к тому же остается солевой продукт, который нельзя просто бросить на площадке. 

Как Кривбасс переходит от сброса воды к ее очистке?

Шахты города Кривой Рог ежегодно откачивают огромные объемы воды. В декабре 2021 года Кабинет министров Украины утвердил План управления шахтными водами Кривбасса. В мае 2025 года к этому добавился поиск технических решений и инвесторов, в частности с участием Европейского инвестиционного банка и японских партнеров.

На практике это означает не один проект, а целый комплекс решений:

• обновление систем очистки, чтобы больше воды можно было возвращать в производство;
• реконструкцию пруда в балке Свистунова, являющегося частью системы отведения шахтной воды;
• автоматический контроль состава воды и ее очистку без постоянного ручного отбора проб;
• возврат очищенной воды в производственный цикл;
• закачку в глубокие изолированные водоносные горизонты;
• разбавление или отведение за пределы бассейна реки Ингулец.

Первый практический результат такого подхода появился в июне 2026 года: на одном из крупнейших горных предприятий Украины заработала автоматизированная система мониторинга и очистки шахтной воды. Датчики проверяют ее состав каждые 30 секунд, а кавитационно-флотационная установка снижает уровень загрязнения на 85–90%. 

О том, как российско-украинская война изменила планы относительно шахтных вод

После разрушения Каховской ГЭС в июне 2023 года Кривой Рог перешел на водозабор из Ингульца, и сброс шахтной воды выше точки забора стал нести угрозу питьевому водоснабжению.

Выход нашли в изменении маршрута: в 2024–2025 годах проложили 6,6 километра трубопровода, по которому шахтную воду отводят ниже водозабора. Это решение помогло обеспечить водой свыше 700 000 жителей Кривого Рога, Апостолово и Зеленодольской общины.

Шахтные воды Кривбасса: поиск решений 

Война с РФ не остановила откачку шахтных вод, так как прекратить ее невозможно без риска подтопления горных выработок. Поэтому система продолжает функционировать по старой схеме, а переход к полноценной очистке был отложен, поскольку это требует значительных средств и новых технических решений.

Среди основных шагов, призванных изменить ситуацию:

• очистка и деминерализация — возвращать воду в производство, а не сбрасывать ее в реку;
• реконструкция пруда в балке Свистунова — сделать накопление воды более безопасным;
• автоматизированная очистка — по примеру новой системы.

В августе-сентябре 2026 года Министерство экономики Украины обратилось за технической помощью к посольству Нидерландов, немецкой организации GIZ и Координатору проектов ОБСЕ. Параллельно готовится комплексный анализ состояния бассейна реки Ингулец, результаты которого должны помочь определить дальнейшие шаги для решения проблемы шахтных вод.

Источники:

1. https://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2022/5/23.pdf
2. http://ds.knu.edu.ua/jspui/handle/123456789/7947
3. https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2020/26/e3sconf_icsf2020_01009.pdf
4. https://nasplib.isofts.kiev.ua/items/d3096928-9b25-4878-afa8-f2b4ac1b0824
5. https://ir.nmu.org.ua/entities/publication/b913978a-9e51-41c5-8c46-ed11751b4563
6. https://1kr.ua/ua/news-102070.html
7. https://34.ua/bezpeka-ta-ekolohiia-u-kryvomu-rozi-zapustyly-pershu-avtomatyzovanu-systemu-monitorynhu-shakhtnykh-vod/
8. https://dnipro.tv/news-dnipro/na-kryvorizhzhi-zavdiaky-vyrishenniu-problemy-skydu-shakhtnykh-vod-zabezpechyly-stabilnym-vodopostachanniam-ponad-700-tys-liudei/
9. https://1kr.ua/news-112991.html