Построение технологической схемы очистки сточных вод, образующихся при эксплуатации карьеров и шахт.

 

5.1. Технологическая схема.

На основании соображений, изложенных в п.4 настоящего документа, построим технологическую схему очистки сточных вод. Схема представлена на рис.1.

 

 

Рис 1

НД1, НД2 – насосы-дозаторы;

НС – насосная станция;

НФ – насос дренажный (фекальный);

 

 

Принцип работы.

Карьерные и шахтные сточные воды предварительно отстаиваются (осветляются) в приемной емкости, которая, как правило, имеется на существующих очистных сооружениях.

Далеестоки подаются на станцию нейтрализации, которая, как правило, имеется в наличии на существующих очистных сооружениях.

На станции нейтрализации в очищаемую воду дозируется 5% известковое молоко до получения рН стока 10,5 – 11. В процессе нейтрализации известью, растворенные металлы переходят в форму нерастворимых гидроокисей, а ионы кальция, объединяясь с сульфатами, образуют частично растворимый гипс. Гидроксиды металлов представляют собой хлопья с хорошо развитой объемной структурой поверхности, на которую адсорбируются мелкодисперсные и коллоидные включения, за счет чего проистекает их укрупнение (коагуляция). Для усиления данного эффекта в поток воды дозируется флокулянт.

Далее вода подвергается электромагнитной обработке в специальном устройстве, за счет чего кристаллические структуры гидратов претерпевают изменения, в частности, частично растворимый гипс преобразуется в практически нерастворимый бассанит.

Обработанный сток поступает в отстойник, где завершается гидролиз ионов металлов и образование их гидроокисей. Мелкодисперсные и коллоидные частицы, адсорбированные на поверхности гидроокисей, в том числе и выделившийся из раствора бассанит, соосаждаются с образованием осадка. Осадок, по накоплению, удаляется в шламоотстойник. В качестве накопителя осадка целесообразно использовать существующие в настоящее время шламоотстойники. Отстойник же необходимо построить с таким учетом, чтобы его объем был не более 1000 (м³), потому как в существующих ныне шламоотстойниках, проистекает сверх длительный контакт отделенного осадка и воды, за счет их значительного объема. В связи с этим возможно вторичное растворение осадка, что является нежелательным (из опыта эксплуатации аналогичных устройств).

После отделения хлопьев, отстоянная вода с помощью насоса НС (см.рис.1) подается в контактный осветлитель, представляющий собой блок параллельно подключаемых засыпных фильтров, загруженных дробленым антрацитом. На контактном осветлителе отделяются мелкодисперсные коагулированные частицы, которые не смогли выделиться в осадок на этапе отстаивания из-за малой скорости их осаждения. Отделение частиц производится на поверхности зерен, за счет хорошей адгезионной совместимости зернистого материала и хлопьеобразных включений.

После дополнительного осветления, вода подвергается рН-корректировке, путем дозированной подачи раствора соляной кислоты. Завершение реакций нейтрализации осуществляется в камере смешения.

После камеры смешения сточные воды разделяются на два потока. Один поток проходит без дополнительной очистки по байпасной линии, второй - направляется в блок катионообменных фильтров КАТ, который состоит из параллельно подключаемых фильтров, загруженных сильнокислотной катионообменной смолой в Н-форме. При ионообменной очистке, из воды производится удаление одних ионов и замещение их на другие ионы. В нашем случае, из воды удаляются катионы K⁺ и Na⁺ (частично), при этом взамен в сток поступают ионы водорода Н⁺, соответственно, рН воды значительно снижается.

После блока КАТ, вода поступает в блок анионообменных фильтров АН, который аналогичен блоку КАТ, но загружен сильноосновной анионообменной смолой в ОН-форме. В данном блоке удаляются анионы SO₄^2- и NО₃^-, Cl^- (частично), при этом взамен в воду поступают гидроксил - ионы ОН^-. Таким образом, проистекает реакция нейтрализации Н⁺ + ОН^- → Н₂О и рН обработанной воды соответствует нейтральной среде.

Вода, очищенная от взвешенных и коллоидных частиц, молекулярных и ионных растворов, сбрасывается в водоем. Необходимо отметить, что, в нашем случае, через ионообменный блок проходит ~ 70% от общего расхода воды, а ~ 30% направляется по байпасной линии. Перед сбросом в водоем данные потоки смешиваются, с целью получения необходимого уровня минерализации очищенной воды.

Ионообменные смолы периодически подвергаются реагентной обработке с целью восстановления их обменных свойств. Катионит промывается 2,5М раствором HCl, а анионит – 2,8М раствором NaOH. При этом образуются отходы: в первом случае, 2,4М смесь KCl, и NaCl; во втором случае, 2,6М смесь Na₂SO₄, NaNO₃ и NaCl. В случае использования экономичного способа регенерации загрузок получаем объем данных отходов равный ~ 16 (м³/сут). Данные отходы подлежат утилизации способом термического обезвреживания (сжигания). Осадок либо вывозится, либо сжигается. Зола, образовавшаяся в результате термического обезвреживания, утилизируется путем вывоза на отвал пустых пород. Ее объем составляет ~ 700 (кг/сут).

Опять же необходимо отметить, что при использовании в этих целях других очистных устройств (ультрафильтрационных и обратноосмотических мембран, термообессоливающих комплексов (дистилляторов) и т.д.) количество отходов будет значительно большим.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: