Образование и очистка шахтных вод

Очистка шахтных рудничных вод состоит из нескольких этапов:

• Отстаивание (безреагентное и с применением реагентов).
• Осветление в слое взвешенного осадка.
• Фильтрование.
• УФ-обеззараживание.

Отстаивание

Очистка рудничных вод заключается, в первую очередь, в отстаивании и седиментации взвешенных частиц.

Без использования реагентов отстаивание осуществляется в прудах-отстойниках. Последовательное отстаивание в трёх прудах в течение 10 лет позволяет снизить содержание взвешенных веществ до 30 - 50 мг/л. Пруды-отстойники могут служить единственным этапом очистки, если не существует повышенных требований к качеству воды по взвешенным веществам.

В качестве предварительного этапа очистки шахтных рудных сточных вод служит безреагентное отстаивание в горизонтальных секционныхе, вертикальных и тонкослойных отстойниках, в которых шахтные воды содержатся не менее 6 часов.

При реагентном отстаивании параллельно происходит их очистка от сопутствующих примесей. Для этих целей применяют разного рода реагенты, приводящие к следующим результатам:

1. Осаждение тяжелых металлов с помощью гидроксидов железа и гидросиликатов магния.
2. Образование нерастворимых карбонатов и осаждение ценных металлов с помощью диоксида углерода в кислых шахтных водах, так называемая СО2-минерализация.
3. Нейтрализация кислых шахтных вод карбонатом натрия с образованием небольшого осадка в виде цемента, на который адсорбируются тяжелые металлы.

Осветление в слое взвешенного осадка

Следующим этапом является осветление в слое взвешенного осадка с применением реагентной обработки. В качестве реагентов применяют сульфат алюминия. Шахтные сточные воды после добавления коагулянта поступают в воздухоотделитель, где в течение часа происходит отделение пузырьков воздуха, образовавшихся в результате коагуляции.

В осветлителе рудничные сточные воды подаются снизу вверх и проходят через слой взвеси, ранее отделившейся от шлама. Взвешенный осадок находится в состоянии динамического равновесия вследствие сохранения баланса скорости восходящего потока и скорости осаждения хлопьев осадка. В результате происходит захват частиц и осветление воды. Эффективность очистки составляет по взвешенным веществам 10 - 15 мг/л.

Фильтрование

Фильтрование считается методом глубокой очистки рудных сточных вод. Принцип очистки заключается в пропускании сточных вод через зернистую или пористую загрузку. Для эффективности фильтрования в стоки должны содержать минимальное количество взвешенных веществ (табл. 2).

Применение реагентов позволяет повысить качество очистки и ускорить процесс фильтрования. В качестве реагентов используют сернокислый алюминий и полиакриламид. Иногда применяют хлористое железо, известь.

УФ-обеззараживание

Финишным этапом очистки рудничных шахтных вод является освобождение их от патогенных микроорганизмов и бактериальных примесей. Наиболее эффективным способом является обеззараживание с помощью ультрафиолетового излучения, которое уничтожает до 95 - 97 % биологических загрязнений.

После установки УФ-обеззараживания сточные рудные шахтные воды соответствуют требованиям сброса в водоем.