Эффективные методы очистки шахтных и подотвальных вод

Сергей Бултыгин, Александр Федосеев

Попадание шахтных, карьерных или подотвальных сточных вод в окружающую среду без предварительной очистки гарантированно нанесёт непоправимый вред природе. Именно по этой причине одной из важнейших задач эксплуатации шахт и карьеров является внедрение современных и эффективных сооружений комплексной глубокой очистки сточных вод от примесей. Опыт использования водоёмов-отстойников и фильтрующих дамб для этих целей показывает их неэффективность. Разнообразные способы обработки шахтных или карьерных вод, такие как реагентные, мембранные, электрохимические и пр., редко применяются в условиях больших объёмов стоков из-за своей высокой стоимости.

Группа компаний «Аргель» предлагает эффективные решения по очистке подотвальных вод с помощью самотёчной фильтрации на сорбентах различного типа. Данный метод показывает высокую эффективность при сравнительно низких капитальных и эксплуатационных затратах.

ГК «Аргель» специализируется на разработке и изготовлении очистных сооружений ёмкостного и блочно-модульного типа различного назначения (от ливневых, производственных и хозяйственно-бытовых до водоподготовки питьевой воды). Последние годы важным направлением становится очистка сточных вод предприятий добывающей отрасли.

Сточные воды, образующиеся во время процессов добычи твёрдых полезных ископаемых, содержат взвешенные вещества различного происхождения, нефтепродукты, нитриты, нитраты, тяжёлые металлы и другие трудноизвлекаемые с точки зрения очистки компоненты.

Большой объём данного вида сточных вод объясняется их формированием за счёт поверхностного, грунтового и подземного стока. При этом под шахтами и разрезами происходит формирование депрессионных воронок, в которые стекают подземные и поверхностные воды с большой территории.

Всё это заметно усложняет подбор оптимальной схемы очистки и в целом является сложной инженерной задачей.

При этом стоит отметить, что бесконтрольный сброс сточных вод в течение длительного периода в районах интенсивных шахт, забоев, карьеров и рудников уже привёл к превышению допустимых концентраций тяжёлых металлов в поверхностных и в подземных водах, в том числе и на большой глубине.

Чаще всего схема очистки сточных вод проектируется в соответствии с индивидуальными условиями конкретного добывающего предприятия. Учитывается степень загрязнения, состав веществ и элементов, содержащихся в стоках, а также перспективы дальнейшего использования сточных вод. В зависимости от выбранной схемы очистки выбирается и комплектация очистного оборудования.

Стандартная технология обработки и сброса шахтных или подотвальных вод, часто используемая на многих добывающих предприятиях, состоит из 3–4 этапов:

• стоки с участка добычи поступаются в водосборник;

• далее по трубам они поступают в водоёмы-отстойники;

• затем сточные воды поочерёдно проходят через несколько фильтрующих дамб, состоящих из вскрышных пород с прослойкой сорбента, с устройством георешётки, заполненной адсорбентом.

У данной схемы очистки есть ряд значительных недостатков:

1. Недостаточная степень очистки сточных вод от органических загрязнений и нефтепродуктов. На данном этапе подотвальные воды отстаиваются и затем фильтруются через дамбу. Причина низкой эффективности – водоёмы-отстойники и дамбы в принципе не могут дать высокую степенью очистки от органических соединений. Решением данной проблемы могла бы быть фильтрация через материалы, обладающие сорбционными свойствами.

2. Низкая эффективность по нитратам, нитритам, железу, сульфатам, хлоридам путём отстаивания и фильтрования через дамбу. Причина всё та же — пруд-отстойник не является сооружением, способным производить очистку от растворённых компонентов. В данном случае могло бы помочь повысить эффективность процесса строительство специализированных сооружений доочистки.

3. Само использование фильтрующих дамб имеет свои серьёзные минусы и несёт определённые риски. На многих подобных сооружениях, работающих длительный период, не соблюдаются гидравлические режимы: скорость движения стоков в отстойной зоне, глубина и длина зоны отстаивания. За последние десятилетия регулярно происходили прорывы фильтрующих дамб из-за недостаточного обслуживания, разрушений бортов, переполнение их осевшими породами или из-за отказа дренажной системы в результате заиливания. Каждый раз это приводило к значительному экологическому ущербу.

Схема очистки стоков, используемая нашей компанией, и её преимущества

Для очистки шахтных, карьерных и подотвальных вод компания «Аргель» применяет технологическую схему на основе очистного оборудования ёмкостного типа:

• сточные воды направляются в водоёмы-отстойники или специальные сооружения для усреднения расхода и первичного отстаивания (01). Технологические параметры отстойников определяет проектная организация в зависимости от местных условий и требований заказчика;

• отстоянная вода перекачивается с помощью насосного оборудования или поступает самотёком, например, на установку очистки ливневых и производственных сточных вод «Векса» (02);

• после очистки от взвешенных веществ и нефтепродуктов стоки проходят глубокую очистку с помощью сорбционных фильтров с различными видами сорбентов (03);

• далее очищенная вода обеззараживается с помощью ультрафиолетовой технологии на станции дезинфекции сточных вод Argel UV (СДВ) (04);

• очищенная и обеззараженная вода может сбрасываться в водоём рыбохозяйственного значения или использоваться для нужд предприятия.

В этой схеме очистки сточных вод крайне важную роль играет сорбент, используемый в сорбционных фильтрах Argel S. Именно он очищает стоки от специфических трудноизвлекаемых примесей. Этот сорбент эксклюзивно производится одной из российских компаний и имеет сертификат соответствия, санитарно-эпидемиологическое заключение и паспорт безопасности. На федеральном уровне применение данного сорбента для фильтрации сточных вод рекомендуется справочниками по наилучшим доступным технологиям (НДТ).

Наращивание объёмов добычи твёрдых полезных ископаемых приводит к увеличению объёмов сточных вод. Перед добывающими предприятиями остро стоит вопрос удешевления процесса очистки, без потери его эффективности.

Именно такая задача стояла перед нашими конструкторами и технологами, когда они приступили к разработке и созданию экспериментальной очистной установки, предназначенной для сбора данных об эффективности очистки стоков разными сорбентами на различных скоростях и дальнейшего включения этих данных в проектные работы по разработке основных очистных сооружений. На данный момент эта экспериментальная установка уже создана и отправлена одному из заказчиков на натурные испытания.

Специалисты компании «Аргель» регулярно осуществляют заборы и анализ проб для оперативной оценки работы экспериментальной установки. Данные, полученные в рамках этих исследований, помогут провести оценку эффективности очистки стоков и лягут в основу доработки модернизации установки.

Перспективы развития сферы очистки шахтных и подотвальных вод

В сфере недропользования продолжается совершенствование подходов и различных технологий очистки шахтных и подотвальных вод, которые в дальнейшем смогут обеспечить максимальную эффективность данного процесса.

Одно из направлений развития — это создание системы замкнутого водооборота. Данная технология позволяет не сбрасывать очищенные сточные воды в природные водоёмы или на рельеф, а использовать их в технических процессах предприятий.

Другое направление — поиск наилучшего сорбента, фильтрующих материалов и подбор новых реагентов для получения наилучшего эффекта очистки стоков от взвешенных веществ, кислот, тяжёлых металлов и нефтепродуктов.

Также перспективным считается применение электрокоагуляции — процесса, который использует электричество для удаления загрязняющих веществ из сточных вод.

Реклама ООО «Витэко» ИНН 7611016536 erid