Очистка шахтных вод

Специфика производства

Вода является неотъемлемой частью добывающей промышленности, используется при добыче и переработке полезных ископаемых.

При добыче руды и полезных ископаемых обычно происходит откачка грунтовых вод в очень больших объемах. После выработки рудников и шахт или прекращения работ поднявшиеся грунтовые воды чаще всего оказываются загрязненными.

Шахтные воды, подземные (иногда поверхностные) воды – это воды, поступающие в горные выработки и подвергающиеся физико-химическому изменению в процессе горных работ.

Физико-химический состав зависит от технологических и производственных факторов, а также от состава подземных и поверхностных вод.

По некоторым оценкам, около 70% всех загрязняющих веществ горнодобывающей промышленности попадает в воду, удалению этих загрязняющих веществ из шахтных вод перед сбросом необходимо уделять большое внимание.

Протекая по выработкам, вода загрязняется частицами угля, пустой породой, органическими примесями. Основными загрязнителями шахтных сточных вод являются:
• Взвешенные частицы, в том числе мелкодисперсные, которые оседают очень медленно, и попадая без очистки в стоки, вызывают мутность шахтных и карьерных вод, засорение угольным шламом водоемов.
• Тяжелые металлы. Работа многих предприятий, шахт и карьеров может приводить к загрязнению подземных грунтовых вод тяжелыми металлами.
• Нефтепродукты.
• Органические примеси и бактериальное загрязнение.
• Хозяйственно-бытовые стоки от вахтовых поселков.

Помимо этого, шахтные воды могут иметь высокую кислотность, могут быть загрязнены нитратами и нитритами от взрывчатых веществ, могут содержать фенолы, сульфаты кальция, натрия и магния и т.д.

Такие загрязнения в системе подземных водоисточников не проходят бесследно и могут напоминать о себе еще на протяжении многих лет. Когда подземные воды с высокими концентрациями этих загрязнителей со временем попадают в реки и другие поверхностные водоемы, они приводят к ухудшению условий обитания и развития рыб и их кормовых объектов, к уменьшению численности и гибели рыбы, других представителей речной фауны и речной флоры, загрязняются источники питьевой воды.

Экологическое законодательство запрещает сброс загрязненных шахтных вод в водоемы, сточные воды должны быть очищены до нормативов допустимых сбросов, установленных для водоемов рыбохозяйственной категории. Несоблюдение нормативов для шахтных и карьерных вод может привести к серьезным штрафам и юридическим последствиям.

Каждое горнодобывающее предприятие сталкивается со своим уникальным составом сточных вод (своя концентрация взвесей, металлов, нефтепродуктов, свой набор наиболее критичных загрязнений) и выбор метода и технологической схемы очистки шахтных вод требует индивидуального решения для каждого объекта.

Пример требований по очистке сточных вод карьеров и шахт

Требуется учитывать состав сточных вод, возможность технической реализации, рентабельность и простоту установки при выборе наиболее подходящей технологии очистки под требования технического задания объекта. В долгосрочной перспективе предприятие получает экономическую выгоду от надежного процесса очистки сточных вод.

Мы предлагаем модульные очистные сооружения для очистки шахтных вод. Они полностью собираются на заводе в контейнеры, проверяются, далее разукомплектовываются до транспортируемого вида для возможности перевозки.

Наши преимущества

• Очистка шахтных сточных вод до требуемых нормативов сброса в водный объект (с использованием коагуляции, флотации, ультра- и нанофильтрации, обратного осмоса, сорбционной фильтрации, биологических методов очистки).
• Поставка заказчику очистных сооружений в полной заводской готовности, на объекте потребуется только подключение к внешним инженерным сетям.
• Возможность переноса ЛОС шахтных вод на другой объект.
• Возможность масштабирования производительности путем добавления новых модулей.
• Сейсмостойкость оборудования до 9 баллов.
• Климатическое исполнение контейнеров – УХЛ1, рабочие температуры от – 60°С до +40°С.

Мы предлагаем несколько типов очистных сооружений, рассчитанных на весь спектр загрязняющих веществ.

Приведем типовое решение для следующего состава шахтных вод:

Предлагаемое решение

Принцип работы

Очистка шахтных вод осуществляется в три этапа:

• Осветление или отстаивание стока с применением реагентов или без.
• Применение физико-механического способа очистки.
• Обеззараживание воды перед отведением на сброс в водный объект.

Этап 1. Осветление

На первом этапе происходит выделение из сточных вод крупных механических примесей (уголь, песок и т.п.).
При повышенных концентрациях загрязняющих веществ возможно применение реагентов или / и принудительная аэрация стока.

Этап можно разделить на два модуля:

• Модуль усреднения
• Модуль предварительной очистки

Модуль усреднения или отстойник-усреднитель

Модуль состоит емкости, которая усредняет состав и регулирует поток воды, направляемой на очистку. Объем отстойника-усреднителя рассчитывается из среднедневных и среднемесячных объемов сточных вод поступающих на очистку.

Задача, выполняемая емкостью — это усреднение стока и первое его осветление. За счет снижения скорости потока происходит осаждение крупных частиц на дно, а легких (нефтепродукты) всплывание с последующим удалением.
Далее сток насосами направляется на различные системы механической очистки.
Мы применяем дуговой грохот.

Модуль предварительной очистки — дуговой грохот

Дуговой грохот удаляет из шахтных и карьерных вод нерастворимые частицы от 0,1 до 12 мм.
В зависимости от производительности, грохот размещается в одном или нескольких контейнерах.

КНС

Комплектная насосная станция (КНС) служит для направления сточных вод на дальнейшую очистку.
Производительность, тип исполнения зависит от расположения модулей первого этапа и модулей второго.

Этап 2. Физико-механическая очистка

На втором этапе происходит доочистка мелких взвешенных веществ, нефтепродуктов, групп металлов, ионов аммония до нормативных требований к сбросу в водный объект.

На данном этапе применяют разнообразные методы физической и химической очистки сточных вод. При сильных загрязнениях применяем блок анодного окисления и флотатор.

На предварительно очищенную воду по первому методу часто достаточно механической и сорбционной доочистки для достижения требуемых показателей воды на выходе.

Этап условно делиться на три модуля:

• Модуль осветления
• Модуль механической очистки
• Модуль сорбционной очистки

Осветление

В модуле из сточных вод происходит повторное удаление (осаждение) на дно твердых частиц, плотность которых больше плотности воды, также из сточных вод выделяются свободные, а также частично эмульгированные нефтепродукты.

Механическая очистка

На механическом фильтре тонкой очистки, в качестве ступени очистки сточных вод используется цеолит, обеспечивающий механическую фильтрацию воды и сорбцию растворенных катионов металлов и аммония.

Сорбционная очистка

На сорбционном фильтре, состоящем из модифицированного азотсодержащего угля МАУ-2А или МАУ-№ПТ, происходит окончательная очистка карьерных и шахтных вод от загрязнений. Метод очистки основан на адсорбции из воды активированным углем эмульгированных нефтепродуктов и СПАВ.

• Отстаивание, удаление крупных примесей в зоне пескоотделения.
• Очистка на коалесцентных модулях и доочистка на сорбционных фильтрах.

Этап 3. Обеззараживание

УФ обеззараживатель

На третьем этапе происходит обеззараживание очищенной воды перед сбросом в водоем.
Для обеззараживания стока могут применять различные способы: озонирование, хлорирование, ультрафиолетовое обеззараживание (УФО)

В нашем технологическом решении мы применили УФО.

Подведем итоги

Предлагаемая нами технологическая схема очистки предусматривает все необходимые технические решения по полной очистке и обеззараживанию шахтных, карьерных и приближенным к таковым по составу вод.

Наше решение представлено в модульном исполнении, а если более точно в контейнерах, имеющих транспортируемые габариты.

Вся сборка очистных сооружений осуществляется на нашем заводе, оборудование проходит проверку и разбирается на готовые модули-контейнеры для удобства перевозки до объекта Заказчика.

На объекте за две — четыре недели ЛОС собирается в готовую Установку по очистке.

По техническому заданию заказчика дополнительно в ЛОС шахтных вод могут входить:

• Комплект светозвуковой сигнализации.
• Система охранной сигнализации (ОС) для защиты периметра объекта.
• Система контроля и управления доступом (СКУД), ограничивающей
  доступ посторонних на объект.

При необходимости мы разработаем проект, доставим все оборудование на объект, произведем монтаж и пусконаладочные работы.

На все очистные сооружения мы предоставляем полную техническую поддержку, гарантию, сервисное обслуживание, ремонт и обучаем персонал для текущего обслуживания технологического оборудования.