CC BY
28
УДК 628.16.081:622.5
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД
Е.А. Мамбетказиев
Казахстанско-Американский свободный университет Ф.14. Лобанов
"Штокхаузен-Евразия, Техника и окружающая среда" Р.А. Шмбетказиева, А.Е.Исмухамедова
Эколого-технологический центр
ШвттШ бвлтпег] ишхптдаеа суды тазарту пиимдттн атперудщ жолдары 6epijedi.
Рекомендации по повышению эффективности очистки шахтных вод от взвешенных частиц.
The recomendations on increasing of effection rectification of shaft water from the suspended particles are given.
Охрана природных и очистка сточных и промышленных вод является одними из важнейших проблем в условиях сложившейся экологической обстановки Восточного Казахстана. При реагентном способе очистки воды часто возникают большие затруднения в связи с удалением взвешенных веществ, имеющих малые размеры частиц и высокую агрегативную и седимен-тационную устойчивость систем. Интенсификация процессов осаждения может быть достигнута за счет укрупнения частиц в агрегаты под действием коагулянтов и флокулянтов, и особенно их смесей. Достоинство данного метода - про-
стота, надежность и универсальность.
Разработка рациональных технологий и применение более эффективных флокулянтов с целью ускорения разделения фаз дисперсных водных систем при минимальном расходе и стоимости реагента являются необходимыми условиями для решения актуальных проблем горно-рудной и металлургической промышленности.
Очистка шахтных вод рудника Треховский" осуществляется физико-химическим методом при добавлении известкового молока, подача которого производится автоматически в импульсивном режи-
№1, 2002г.
57
ме с помощью насосов-дозаторов в камере хлопьеобразования двух параллельных отстойников. Образующиеся в результате взаимодействия шламы труднорастворимых гидроксидов цветных металлов оседают, уплотняются и накапливаются в отстойниках в виде аморфной массы.
Годовой объем шламов - 160 гони, класс опасности отходов - IV. Химический состав и годовой объем отходов: рН = 6,9-7,3; Си -0,75 %; /ал - 0,2%; РЬ - 1 %; С с! -0,003%; Ре - 5,0%; 5Ю„ - 5,5 %; А1,0, - 6,9 %; 803 - 0,61*% ; СаО -0,45% и т.д.
Прошедшие очистку шахтные воды Греховского месторождения сбрасываются круглосуточно в р.Берёзовка в количестве около 80 м7час и относятся к категории недостаточно очищенных. Время прохождения сточных вод через отстойник сравнительно мало, эффективность работы очистных сооружений не соответствует нормативам, что является причиной сверхнормативных сбросов загрязняющих веществ .'алее в водоемы рек Бухтарма и Иртыш.
Из вышеизложенного следует, что применение одного известкового метода при существующих размерах отстойников недостаточно. В длин мероприятий Зыряновского орно-обогатительного комплекса по достижению нормативов П ДС на ' 999-2001 годы входит поиск, испытание и внедрение новейших способов очистки шахтных вод.
Применение флокулянтов позволяет значительно повысить производительность работы очистных
сооружений. В качестве флокулянтов используются высокомолекулярные полимеры, на звеньях, цепочки которых адсорбируются взвешенные твердые частицы.
На станции нейтрализации Греховского рудника нами проверена возможность применения современной технологии немецкой фирмы "Штокхаузен", апробированной в горнодобывающей промышленности России ООО "Шток-хаузен-Евразия. Техника и окружающая среда". Эта технология основывается на применение реагента марки "РгаевШГ (Праестол).
Полимеры Праестол представляют собой синтетические полиэлектролиты на основе полиак-риламида с высокой молекулярной массой. Они различаются как молекулярной массой, так и количеством анионных и катионных центров.
Технические чистые полиак-риламиды проявляют нейтральные свойства. Сополимеры анионного типа придают полимерам отрицательный заряд в водной среде, а сополимеры катионного типа - соответственно положительный заряд. Все три группы полимеров применяются как в гранулах (твердый продукт), так и жидком виде.
Гранулированный продукт представляет собой белые сыпучие зерна размером от 1,0 до 0,1 мм. Они легко растворимы в воде и не содержат сопутствующих веществ. При сгорании образуются оксиды азота и углерода.
Полимеры Праестол способны флокулироватъ любые твердые частицы, коллоиды, например, та-
кие, как гидрокеиды тяжелых металлов или биомассы. Они эффективны в системе с низкой электролитной концентрацией, вплоть до насыщенных растворов, но не используются для выделения растворенных в воде веществ; эффективны в диапазоне рН < 1 и > 14, покрывают полный температурный диапазон, в котором "водная суспензия" является жидкостью, т.е. от 0°С до 100 °С. Во флокулиро-ванном состоянии осадок можно легко и полностью отделить от воды.
Реагент используется в виде высокоразбавленных растворов (< 0,1 % по массе) и могут быть приготовлены в холодной воде в течение 45-60 минут.
Настоящая работа выполнена по договору с ОАО "Казцинк". Цель работы - выдача рекомендаций по повышению эффективности очистки шахтных вод Греховского рудника ЗГОК от взвешенных веществ.
Исследования, по данной теме проводились в два этапа:
1.Лабораторный, позволивший выбрать марку, концентрацию и количество реагента.
2. Опытно-промышленный, позволивший проверить и уточнить результаты лабораторных исследований, непосредственно в условиях промышленной очистки.
На первом этапе рассматривалось влияние рН-среды на степень очистки шахтной воды. Наши данные полностью совпадают с литературными, т.е. полное осаждение известковым молоком ионов цинка наблюдается при рН=9,0-9,2;
ионов хрома в интервале рН=8,0-9,5; меди - рН=8,0-10,0; кадмия -рН= 10,5- 11,5 и свинца при рН=9,0-10,0.
Оптимальное значение рН осаждения гидроксидов цветных металлов приходится на область от 8,5 до 9,5, а для кадмия около 11,2, но при этом начинают растворяться другие гидрокеиды. Для сульфидов металлов чем выше рН среды, тем полнее идет осаждение.
Для анализа использовались современные физико-химические методы - спектральные, фотоколориметрические, хроматографичес-кие, реагентные на базе лабораторий ЗГОКа, ВКО управления охраны окружающей среды, Восточно-Казахстанского государственного университета.
Было проведено большое количество опытов (более 150) с использованием анионных марок Праесгола (FFA 1 РТА - 6), показавших, что все марки являются хорошими флокулянтами и для них можно вывести ряд активности при рН = 9,0:
FFA-6 > FrA-3 > FrA-2 > FFA-1.
Расход реагента составляет 0,5 мг/дм3 до 4,0 мг/дм3. Оптимальное количество зависит от марки реагента. При такой концентрации флокулянта процесс осаждения осадка полностью завершается за 1-2 минуты с высокой степенью осветления шахтной воды.
При проведении опытно-про-мышленных испытаний проверяли и уточняли лабораторные данные в условиях промышленной очистки шах-
№1,2002г.
59
тных вод. Определяли точку ввода реагента и отрабатывали технологический режим дозирования флоку-лянта для увеличения степени очистки при нестабильном значении рН.
Станция нейтрализации мощностью около 80 м3/час имеет два отстойника по 40 м3/час. Отстойник № 1 использовали как контрольный. а отстойник № 2 - в качестве опытного нами предложена конструкция установки по приготовлению, разбавлению и подачи раствора Праестола после камеры смешения шахтной воды с известковым молоком. Значение рН среды составляло 8,0 -- 10,5.
В контрольном отстойнике нет четкой границы раздела, тогда как в отстойнике № 2 можно четко видеть границу раздела фаз и определить толщину водного слоя. Вода прозрачная, чистая, осадок
Результаты анализов,
быстро укрупняется и оседает. Во время проведения испытаний количество РГА-6 изменялось 0,25 до 0,5 мт/м3 шахтной воды.
Образуются агломераты величиной до 1,0 см. Осадок распределен по дну отстойника неравномерно: от начала к концу отстойника его уровень понижается. Взвешенных частиц на сливе практически не наблюдается. Реагент анионной марки обладает не только свойством флокулянта, но и, за счет заряда на поверхности, является хорошим коагулянтом для таких металлов, как Си, Zn.Pt).
При использовании флокулян-тов марки Праестол данные физико-химических методов анализа по улучшению степени очистки по сравнению с контролем приведены в таблице 1 (мг/дм3).
Таблица 1 юведенных ЗЦХЛ (22.09.00)
Содержание компонентов, мг/'л пдс Выход степень очистки,%
отстойник №1 отстойник №2
пН 7.5-8.5 8.8 10.7
Взвешенные вещества 320 19 10,6 44,2
Медь 0.34 0,04 0,03 25
Цинк 0.1 0,05 0.02 60
Свинец 0,0] 0,02 0,01 50
Марганец-ион 0,0197 0,25 н/о
Кальций 413,8 282,9 376
Сульфаты 1664 856,1 905,1
Сухой остаток 472 870
Осадок, образующийся в результате применения флокулянтов '-'-г ки Праестол, не прилипает к стенкам отстойника, пластичный, что упрощает его откачку насосами на иловые карты. Примерный расход реагента 175 - 350 кг/год.
