Рудничные шахтные воды представляют собой стоки, поступающие в горные выработки из подземных водоносных горизонтов и поверхностных вод месторождений по добыче различной руды.
Их характеристики зависят от подстилающей горной породы, добываемой руды и включают в себя:
• наличие механических примесей;
• высокую минерализацию (свыше 70 г/л);
• повышенную кислотность (рН менее 2,0);
• загрязнение металлами (железо, медь и др.);
• бактериальное загрязнение.
Загрязнение шахтных рудничных вод связано с окислением минералов, в частности сульфидов железа и цветных металлов. При разработке месторождений открытым (карьерным) и закрытым способом из породы выщелачиваются медно-никелевые и сульфидсодержащие вкрапления, что повышает общую минерализацию.
Разработка и дробление руды приводит к образованию пылеватых частиц, которые при растворении в шахтных водах практически не осаждаются и образуют трудно разделимые взвеси.
От вида добываемых полезных ископаемых зависит состав шахтных стоков (Табл. 1). Также шахтные сточные воды рудных месторождений в небольшом количестве содержат нефтепродукты (около 0,12 мг/л).
Расход шахтных вод зависит от наличия подземных водоносных горизонтов и глубины их залегания, среднегодового количества осадков и размера поверхностных источников. Расход меняется и со сменой времён года.
Очистка шахтных рудничных вод состоит из нескольких этапов:
• отстаивание (безреагентное и с применением реагентов);
• осветление в слое взвешенного осадка;
• фильтрование;
• УФ-обеззараживание.
Очистка рудничных вод заключается в первую очередь в отстаивании и седиментации взвешенных частиц.
Без использования реагентов отстаивание осуществляется в прудах-отстойниках. Последовательное отстаивание в трёх прудах в течение 10 лет позволяет снизить содержание взвешенных веществ до 30–50 мг/л. Пруды-отстойники могут служить единственным этапом очистки, если не существует повышенных требований к качеству воды по взвешенным веществам.
В качестве предварительного этапа очистки шахтных рудных сточных вод служит безреагентное отстаивание в горизонтальных секционных, вертикальных и тонкослойных отстойниках, в которых шахтные воды содержатся не менее 6 часов. При реагентном отстаивании параллельно происходит их очистка от сопутствующих примесей. Для этих целей применяют разного рода реагенты, использование которых приводит к следующим результатам:
Следующим этапом является осветление в слое взвешенного осадка с применением реагентной обработки. В качестве реагента используют сульфат алюминия. Шахтные сточные воды после добавления коагулянта поступают в воздухоотделитель, где в течение часа происходит отделение пузырьков воздуха, образовавшихся в результате коагуляции.
В осветлителе рудничные сточные воды подаются снизу вверх и проходят через слой взвеси, ранее отделившейся от шлама. Взвешенный осадок находится в состоянии динамического равновесия вследствие сохранения баланса скорости восходящего потока и скорости осаждения хлопьев осадка. В результате происходит захват частиц и осветление воды. Эффективность очистки составляет по взвешенным веществам 10–15 мг/л.
Фильтрование считается методом глубокой очистки рудных сточных вод. Принцип очистки заключается в пропускании сточных вод через зернистую или пористую загрузку. Для эффективности фильтрования стоки должны содержать минимальное количество взвешенных веществ (Табл. 2).
Применение реагентов позволяет повысить качество очистки и ускорить процесс фильтрования. В качестве реагентов используют серно-кислый алюминий и полиакриламид. Иногда применяют хлористое железо, известь.
Финишным этапом очистки рудничных шахтных вод является освобождение их от патогенных микроорганизмов и бактериальных примесей. Наиболее эффективным способом является обеззараживание с помощью ультрафиолетового излучения, которое уничтожает до 95–97 % биологических загрязнений.
После установки УФ-обеззараживания сточные рудные шахтные воды соответствуют требованиям сброса в водоём.
При разработке технологической схемы очистки рудных шахтных вод следует учитывать расход сточных вод, климатические условия месторождения, расположение шахты или карьера. Важную роль играют требования, предъявляемые к очистке стоков. Использование тех или иных этапов очистки зависит от дальнейшего использования очищенной воды:
• пылегашение;
• технологические нужды предприятия;
• хозяйственно-бытовое использование;
• сброс на рельеф или в водоём.
В ряде действующих месторождений по добыче руды была применена современная технологическая схема многоступенчатой очистки сточных вод на блочно-модульных очистных сооружениях типа Argel или «Векса» из армированного стеклопластика. Такая схема показала на практике высокую эффективность, позволяя очистить рудные шахтные воды от множества загрязнений и хвостов до требований сброса в водоём.
Блочно-модульные очистные сооружения включают в себя блоки:
• механической очистки;
• тонкослойного отстаивания;
• коалесцентной сепарации;
• фильтров сорбционной очистки;
• УФ-обеззараживания.
Перед угледобывающим предприятием Кузбасса стояла задача очитки шахтных вод на период консервации объекта. Очистные сооружения планировалось разместить на двух промплощадках вентиляционных скважин. Производительность оборудования была определена для каждой площадки и составила 104 и 229 л/с соответственно.
Для решения задачи использовались очистные сооружения из стеклопластика производительностью 100 и 240 л/с, а для завершающего этапа очистки — станции ультрафиолетового обеззараживания сточных вод производительностью 100 и 60 л/с. Таким образом удалось обеспечить очистку и обеззараживание подотвальных шахтных вод до требований сброса в водоём.
Золотодобывающему предприятию на Чукотке требовалась очистка дренажных и ливневых сточных вод с территории рудника. Задача осложнялась тем, что объект находится в северном регионе, и для реализации проекта требовалось оборудование, способное работать в условиях вечной мерзлоты.
Очистной комплекс включил в себя очистную установку производительностью 100 л/с, установку для очистки поверхностного ливневого стока и шахтного водоотлива; установку для обеззараживания сточных вод; зумпф для очистки подтоварной воды.
Для известнякового месторождения, расположенного на Крайнем Севере, были необходимы локальные очистные сооружения. Их установили на две площадки производительностью 426,2 и 868,2 м3/ч соответственно.
Оборудование обеспечивает следующие этапы очистки: отстаивание; тонкослойное отстаивание; двухступенчатую сорбционную очистку; УФ-обеззараживание.
Выбранное оборудование с предусмотренным утеплением и обогревом обеспечивает очистку рудничных стоков до требований на сброс в водоём.
Группа компаний «Аргель»
www.vo-da.ru
E-mail: info@vo-da.ru
Тел: +7 (4852) 58-05-96
г. Ярославль, ул. Республиканская, д. 84, корпус 2
На правах рекламы
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.