Основные загрязняющие вещества в шахтной воде угледобывающих предприятий.

Ниже приводятся наиболее критичные показатели загрязнения шахтных вод.


1) Взвешенные вещества.
Взвешенные нерастворимые загрязнения в шахтных водах представлены в виде грубодисперсных взвесей с размером частиц 100 мкм, а также суспензий и коллоидных взвесей с размером частиц соответственно от 100 до 0.1 и от 0.1 до 0.001 мкм. По опыту компании EnviroChemie, содержание взвешенных веществ в сточных водах угольных шахт сильно отличается и составляет от 100 мг/л до 2500 мг/л. Наиболее часто при проектировании очистных сооружений принимается значение 900 мг/л.
Взвешенные вещества в шахтных водах представлены угольными и породными частицами, вещественный состав которых соответствует составу ископаемого угля и вмещающих пород. Зольность взвеси, полученная в результате анализа осадка, изменяется от 20 до 80%, причем с уменьшением размеров частиц она увеличивается.

2) Органические загрязнения.

Данный вид загрязнений представлен частицами чистого угля, минеральным маслами, применяемыми для смазки машин и механизмов, продуктами жизнедеятельности живых организмов, разложения древесины и другими, основной составной частью которых является углерод (органический). Эти загрязнения находятся в шахтных водах в растворенном и взвешенном состоянии. Более половины шахтных вод загрязнены нефтепродуктами.

Как правило, степень загрязнения шахтных вод органическими веществами оценивается по показателям БПК и ХПК.

БПК - биохимическая потребность в кислороде, которая определяется количеством кислорода необходимого для окисления органических веществ биологическим путем за определенный промежуток времени.

Обычно, определяют БПК5 и БПКполное (пяти и двадцатисуточную). Показатели БПК весьма разнообразны для вод даже в пределах одного бассейна. Как правило, БПК5 находится в пределах 0.36-85.9 мгО2/л, по другим данным от 0.2 до 110 мгО2/л.

Следующим показателем является ХПК - химическая потребность в кислороде, которая определяется количеством кислорода необходимого для окисления всех загрязняющих веществ в воде с помощью различных химических веществ - окислителей. Показатели ХПК разнообразны для вод даже в пределах одного бассейна от 5 до 250 мгО2/л.

Содержание нефтепродуктов в шахтных водах изменяется от 0 до 50 мг/л и более. Как правило содержание нефтепродуктов составляет 0,5 - 2 мг / л и зависит от степени механизации шахты. Большинство шахтных вод загрязнены нефтепродуктами.

3) Тяжелые металлы.

По опыту нашей компании, шахтные воды угледобывающих компаний имеют высокое содержание тяжелых металлов. Наиболее часто встречаются железо, медь, марганец и цинк. В каждом случае содержание тяжелых металлов индивидуально и требует проведения лабораторных анализов.

Информация выше приводятся на основании справочного пособия Долина Л. Ф. "Сточные воды предприятий горной промышленности и методы их очистки", а также моего личного опыта.

Шахтная вода до (слева) и после очистки (справа).

Объем и свойства шахтных вод угледобывающих предприятий.

Объем шахтных вод зависит от многих факторов и составляет от 50 до 2000 куб. м. / ч. Количество поступающей в горные выработки воды, т.е. обводненость шахт с точки зрения водоохраных мероприятий имеет определенное значение при выборе той или иной технологии очистки шахтных вод. Максимальный приток шахтных вод, особенно в неглубоких разработках (до 300 м.), наблюдается в период весеннего половодья.Расход сточных (шахтных) вод на 1 т. добываемого угля колеблется от 2 до 20 м.

Состав и свойства шахтных вод зависят от множества факторов. Главным из них можно отнести состав и свойства подземных вод, питающие горные выработки, состав и свойства вмещающих горных пород, свойства угольных пластов, горногеологические и горнотехнические условия, средства механизации выемки угля и проходки подготовительных выработок, к вспомогательным - климат, рельеф местности, растительность и др.

Шахтные воды отличаются большим разнообразием химического состава, непригодны для питья и обладают свойствами, исключающими их использование в технических целях без предварительной обработки.

Шахтная вода обычно не имеет запаха, однако иногда затхлый неприятный запах придает ей растворенный сероводород или разлагающиеся органические вещества. Температура воды в зависимости от географического расположения шахт и глубины разработки колеблется в пределах 6-25°С. Цвет воде придают растворенные и взвешенные вещества. Например, железистые соединения придают воде бурую окраску, если же твердая фаза преимущественно представлена дисперсными частицами угля - шахтные воды приобретают черный цвет. При значительном количестве породных включений цвет воды становится серым. Иногда встречаются шахтные воды с желтовато-серым цветом, указывающим на присутствие глинистых частиц.

Привкус шахтной воде придают в основном растворенные минеральные соединения, газы и другие вещества. Распространенны солоноватый привкус объясняется присутствием хлористого натрия. При наличии в воде сульфатов магния и кальция она приобретает горький привкус, ионы железа придают воде неприятный вкус, а органические вещества сладковатый. На верхних горизонтах многих шахт преобладают гидрокарбонатные шахтные воды. Эти воды обладают приятным вкусом, что является результатом присутствия в них гидрокарбонатов, кальция и магния, а также углекислоты.

Информация выше приводятся на основании справочного пособия Долина Л. Ф. "Сточные воды предприятий горной промышленности и методы их очистки", а также моего личного опыта.

Классификация сточных вод горнодобывающих предприятий.

На данный момент не существует общепринятой класиффикации сточных вод горнодобывающей промышленности.  В Российской и зарубежной литературе выделяют следующие основные типы сточных вод горнодобывающих предприятий:

1) Производственные:
шахтные, карьерные, технологические, охлаждающие, промывочно-обеспыливающие.

2) Поверхностные:
дождевые, талые, поливочно-моечные.

3) Хозяйственно-бытовые:
банно-прачечные, фекальные, моечные.

Шахтные воды поступающие в подземные горные выработки из подрабатываемых водоносных горизонтов, поверхностных водотоков (водоёмов) и дренажных выработок.

Карьерные воды образуются за счет поверхностных, а также подземных вод. Попавшая вода в горные выработки, подобно шахтной, загрязняется и должна быть очищена перед сбросом в водоемы или при техническом водоснабжении.

Технологические воды являются рабочей средой в технологических процессах. К таким технологическим процессам можно отнести: мокрое обогащение углей и сланцев, гидродобычу, гидротранспорт, гидрозолоудаление, гидровскрышу, гальванические процессы в машиностроении и т.д.

Охлаждающие воды образуются при охлаждении машин и аппаратов (компрессоров, кондиционеров, дегазационных установок), а также деталей машин при термообработке и т.д. Эти воды в основном имеют так называемые "температурные" загрязнения, их иначе называют "условно чистые".

Промывочно-обеспыливающие воды образуются в результате продувки котлоагрегатов, промывки деталей и узлов машин на ремонтных заводах и мастерских, а также для борьбы с пылью на предприятиях. Эти воды очень сильно загрязнены и нуждаются в очистке. Все производственно - технологические сточные воды при их использовании и сбросе в водоемы в основном нуждаются в очистке.

Дождевые стоки создаются атмосферными осадками - дождями, стекающими с территории промышленных площадок. Загрязнены в той или иной степени и нуждаются в очистке.

Поливочно-моечные стоки образуются за счет поливки территории с целью их обеспыливания, санитарной уборки, орошения трав и зеленых насаждений. Загрязнены и нуждаются в очистке.

Банно-прачечные воды образуются при работе душевых, для работающих на производстве, а также после стирки спецодежды. Загрязнены и нуждаются в очистке и обеззараживании.

Фекальные воды образуются при работе санузлов, загрязнены и нуждаются в очистке и обеззараживании.

Моечные воды образуются при санитарной уборке производственных помещений, мытье обуви и т.д., загрязнены и нуждаются в очистке и обеззараживании.

Информация выше приводятся на основании справочного пособия Долина Л. Ф. "Сточные воды предприятий горной промышленности и методы их очистки", а также моего личного опыта.

Технология очистки сточных вод угольных шахт и карьеров от взвешенных веществ.

На большинстве угольных шахт и карьеров используется технология очистки производственных сточных вод с помощью горизонтвальных и вертикальных отстойников, а также прудов-отстойников. Данная технология позволяет снизить содержание взвешенных веществ лишь до 40%. 

Содержание взвешенных веществ в сточных водах угольных шахт сильно отличается и составляет от 100 мг/л до 2500 мг/л. Таким образом, можно сказать, что содержание взвешенных веществ после отстаивания - от 60 мг/л до 1500 мг/л, чего не достаточно для сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения. Применение исключительно отстойников является малоэффективным.  К тому же они загрязняют водоемы и почву, требуют значительных площадей, приводят к заболачиванию территории. Очистка таких остойников очень трудоемка и практически невозможна в зимний период.

Современная схема очистки шахтных и карьерных вод от взвешенных веществ предполагает использование нескольких последовательных процессов:

1) дозирование реагентов для протекания процессов коагуляции, нейтрализации и флокуляции;

2) флотационная обработка;

3) доочистка на фильтрах;

4) обеззараживание очищенной воды;

5) обезвоживание шлама.

Данная схема имеет следующие преимущества:

1) достигаются показатели к качеству для сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения;

2) образующийся шлам является ценным продуктом, который допускается подмешивать в уголь;

3) очистные сооружения требуют гораздо меньшую площадь, чем отстойники;

4) низкий расход реагентов;

5) гибкий и не "капризный" технологический процесс, который работает даже при пиковых нагрузках.

Приведенная выше схема хорошо зарекомендовала себя на шахтах в Кузбассе и является наиболее оптимальной для очистки производственных сточных вод угольных шахт и карьеров.

EnviroChemie участвует в Международной выставке "Уголь России и Майнинг - 2014".

Уважаемые читатели блога!

Приглашаем Вас посетить наш стенд №1.B19 на международной выставке "Уголь России и Майнинг - 2014", которая состоится в г. Новокузнецк 3-6 июня.

В рамках мероприятий на выставке планируется организовать посещение сооружений очистки шахтных вод, построенных нашей фирмой для ОАО «СУЭК-КУЗБАСС» (г. Ленинск-Кузнецкий, шахта им. А. Д. Рубана). Если Вы заинтересованы получить подробное представление о передовых немецких технологиях обработки воды, применяемых на данном объекте, увидеть их в работе и узнать мнение работников, эксплуатирующих установку, приглашаем Вас присоединиться к делегации. Поездка состоится 5 июня 2014 года. Отправление - в 10:00 от выставочного комплекса. В случае Вашего согласия, просим в срок до 23 мая 2014, сообщить количество участников от Вашей организации и их контактные данные. Контактное лицо: Шарипов Егор. Тел. +7 912 602 48 07, e-mail: sharipov@enviro-chemie.ru.

Немецкая компания EnviroChemie GmbH занимает лидирующие позиции в области разработки технологий, проектирования, строительства и обслуживания очистных сооружений для обработки производственных сточных вод в различных отраслях промышленности.

Наличие офиса, команды опытных специалистов в г. Екатеринбург, собственного научно-исследовательского центра, всех необходимых разрешительных документов для проектирования и монтажа очистных сооружений, позволяют нам предоставлять весь спектр сервисных услуг клиентам. За 14-тилетний период работы в России и СНГ нашими партнерами стали более 100 предприятий на территории России и стран СНГ. Надеемся, что мы сможем быть полезными и для Вашей компании

Очистка сточных вод при добыче медно-никелевых руд.

При добыче медно-никелевых руд образуются сернокислые шахтные воды. В качестве примера рассмотрим технологию очистки сточных вод с содержанием серной кислоты до 1000 мг/л, меди – до 200 мг/л, цинка – 500 мг/л, железа – до 1000 мг/л. Требования к сбросу – соответствие ПДК загрязняющих веществ требованиям, установленным для рыбохозяйственного водоёма.

Сточные воды после усреднения поступают в первую из трёх реакционных ёмкостей предназначенных для нейтрализации и химического осаждения тяжёлых металлов. В реакторах предусматривается двухступенчатая нейтрализация известковым молоком, дозирование сульфида натрия и флокуляция. Отстаивание проводится в радиальном отстойнике. Уплотнённый шлам обезвоживается на камерном фильтр-прессе. Очищенная вода из отстойника поступает на песчаные фильтры. Фильтрат после песчаного фильтра поступает в ёмкость для корректировки уровня рН до 5,5–6,0. Такой уровень рН необходим для нормальной работы селективного ионообменника. После очистки на ионообменной установке вода поступает в ёмкость для заключительной нейтрализации.

Одним из преимуществ приведённой технологии является то, что сточная вода с одной ступени очистки на другую поступает самотёком, тем самым минимизируется количество насосного оборудования, а следовательно и затраты на электроэнергию.

По материалам сайта: http://www.envirochemie.ru/desisions/coal/

Очистка сточных вод урановой шахты.

Компания «ЭнвироХеми ГмбХ» построила в г. Шлема (Германия) очистные сооружения для урановых шахт производительностью 1100 м3/ч. Сточные воды загрязнены ионами урана, радия, мышьяка, марганца и железа. Очищенная вода сбрасывается в реку, а обезвоженный иммобилизованный осадок захоранивается на полигоне.

На первом этапе очистки предусмотрено разрушение комплексных соединений бикарбонатов с ураном, в результате осаждение урана становится более эффективным. Далее химические реакции позволяют перевести все растворённые загрязняющие вещества в нерастворимые. В сточную воду дозируется флокулянт для образования устойчивых крупных хлопьев, способных к быстрому осаждению. После высокопроизводительного тонкослойного отстойника осветлённая вода самотёком поступает на дисковые тканевые фильтры и далее сбрасывается в реку. В результате общая радиоактивность на выходе составляет 0,06 Бк/л, что соответствует и российским нормам радиационной безопасности. Обезвоженный осадок иммобилизируется путём смешивания с цементом и упаковывается в «биг-бэги» для захоронения на полигоне.

По материалам сайта: http://www.envirochemie.ru/desisions/coal/