Виды загрязнения вод
Очистка шахтных вод является одной из приоритетных задач для предприятий, ведущих отработку открытых и подземных месторождений, в области защиты окружающей среды. Сточные воды формируются в ходе производственных процессов добычи ТПИ, и поступают в горные выработки из подземных водоносных горизонтов, а также поверхностных вод.
Состав рудничных шахтных вод может включать механические примеси, минеральные вещества, частицы металла или бактерий, а также обладать увеличенным показателем кислотности. Наиболее характерно наличие в водах взвешенных веществ, образуемых в итоге осуществления БВР, вскрышных, добывающих работ, остатков нефтепродуктов и ГСМ, нитритов и нитратов и др. Также важен показатель минерализации, на который влияет содержание медно-никеливых и сульфидосодержащих частиц.
Чтобы предотвратить попадание перечисленных загрязняющих веществ в природные водоемы, законодательством предусмотрены меры по их очистке и установлены параметры, которым должен соответствовать состав шахтных вод перед их сбросом в окружающую среду.
Технология водоочистки
Работа по очищению рудничных вод, как правило, предполагает следующие этапы:
– отстаивание (с использованием спецреагентов или без них);
– осветление в слое взвешенного осадка;
– фильтрация;
– обеззараживание.
Первый этап, отстаивание, необходим для снижения содержания в воде взвешенных веществ. На данной стадии могут применяться и реагенты, с помощью которых происходит осаждение тяжелых и ценных металлов и/или нейтрализация кислотности шахтных вод.
Содержание взвешенных веществ понижается и на следующем этапе, при осветлении в слое взвешенного осадка. В этом процессе используются реагенты-коагулянты: после их добавления сточные воды направляются в воздухоотделитель, а затем проходят сквозь слой взвеси, отделенной от шлама, таким образом, чтобы был обеспечен баланс между скоростью потока и скоростью осаждения взвешенных частиц. Это позволяет осуществить «захват» частиц и осветление воды.
Шахтные воды должны быть максимально очищены от взвешенных частиц перед направлением на фильтрацию. На этой стадии воды пропускаются через зернистые или пористые материалы. Также при фильтровании могут использоваться реагенты: это позволяет повысить скорость процесса и увеличить эффективность очистки.
Обеззараживание служит для устранения из сточных вод биозагрязнений и патогенных микроорганизмов. Сегодня одним из распространенных методов для достижения этих целей является применение ультрафиолетового облучения: его эффективность достигает 95-97%.
Оборудование и схемы для очистки шахтных вод
Схема очистки шахтных вод обычно разрабатывается в соответствии с индивидуальными условиями конкретного предприятия. Технология зависит от степени загрязнения, состава веществ, которые содержатся в воде, а также планах на дальнейшее использование рудничных вод. От выбранной схемы будет зависеть и состав применяемого оборудования. Наиболее распространенным решением выступают очистные сооружения блочно-модульного типа.
Очистные сооружения предоставляют возможность проведения почти всех необходимых этапов: механической очистки, отстаивания, сепарации, фильтрации и обеззараживания.
В состав оборудования и средств, предусматриваемых схемой водоочистки, могут входить: пруды-отстойники, где проводится предварительное осветление и отделение тяжелых частиц, песко– и нефтеуловители, предназначенные для удаления из сточных вод тяжелого взвешенного осадка и остатков нефтепродуктов, насосные станции и техника, предназначенная для перекачивания воды. Также предполагается наличие датчиков и других анализаторов, осуществляющих мониторинг химического состава шахтной воды и передачу данных операторам.
Тенденции и достижения в области водоочистки
В области очистки шахтных вод продолжается совершенствование подходов и методов, которые могут обеспечить наибольшую эффективность данного процесса. Так, например, одной из тенденций является создание системы замкнутого водооборота: сейчас предприятия используют технологии, позволяющие не сбрасывать отработанные воды в окружающую среду, а их возврат в техпроцесс.
Еще одним из последних достижений является создание и успешное использование фитоочистных сооружений. В их основе лежит применение специально подобранных растений, а очищение стоков осуществляется благодаря жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в корневой системе. Эффективность такой технологии сейчас проходит проверку на одном из предприятий ПАО «Северсталь». По итогам анализа будет сделан вывод о необходимости доочистки и дальнейшем развитии такого метода очистки.
