УДК 622
К ВОПРОСУ О ПРОБЛЕМЕ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД
КузГТУ
Научный руководитель – к. т.н., профессор
Из подземных горных выработок в поверхностные отстойники откачиваются большие объемы шахтных вод, которые в своем составе могут содержать различные примеси. Достаточно сказать, что в различных горно-геологических условиях химический состав, поступающих в шахту подземных вод весьма различен. В процессе движения по горным выработкам до водосборников шахтные воды загрязняются различными видами механических и химических примесей, в том числе и всевозможными бактериями. Поэтому для дальнейшего использования таких вод большое значение приобретает проблема очистки их от органических и неорганических примесей.
Для решения данной проблемы применяют разнообразные методы очистки воды:
Механические методы основываются на действии гравитационного силового поля на примеси.
Физические методы основываются на действии внешних или внутренних сил на водную систему.
Физико-химические методы основываются на действии внешних физических силовых полей.
Химические методы основываются на добавлении различных реагентов в водную систему.
Биохимические методы основаны на способности микроорганизмов, добавляемых в водную среду, использовать примеси для питания в процессе жизнедеятельности.
В настоящее время не существует универсального метода очистки сточных вод, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. В зависимости от требований к качеству воды составляют схему очистки, путем подбора и оптимальной комбинации вышеперечисленных методов.
Все методы можно условно разделить на три группы:
- Технологии предварительной обработки воды Технологии финишной очистки воды Технологии глубокой очистки воды
Методы первой группы позволяют очищать воду с большим солесодержанием до значения общей концентрации.
Вторая группа технологий предъявляет более жесткие требования к воде, поступающей на очистку, общее солесодержание не должно превышать предельно допустимых концентраций.
Третья группа технологий позволяет получить глубоко обессоленную воду, с учетом высокого содержания солей на начальной стадии очистки.
Выбор метода очистки воды зависят от источника сточных вод (сточные воды предприятия, бытовые сточные воды), целей дальнейшего применения очищенной воды и качества исходной воды (концентрации и состава примесей). Благодаря принятию во внимание всех исходных данных, формируют экономичную технологическую схему с использованием одного или нескольких способов очистки с учетом их достоинств и недостатков для конкретного случая. Наиболее перспективными считаются способы, которые обеспечивают создание экономичных и малоотходных технологических схем.
Во всех случаях очистка воды начинается с механической очистки, предназначенной для удаления грубодисперсных примесей. Дальнейшая очистка от растворенных химических элементов производится с помощью различных методов: химических (нейтрализация, окисление), физико-химических (ионный обмен, флотация, дистилляция), биохимических. В большинстве случаев применяют различные комбинации вышеперечисленных методов.
Для избавления от грубодисперсных примесей применяют отстаивание шахтных вод, при этом методе очищение происходит путем осаждения примесей под действием силы тяжести.
Отстойники подразделяют на:
Песколовки с горизонтальным, вертикальным и круговым движением воды.
Отстойники по конструктивным признакам подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. В них происходит постепенное оседание взвешенных в воде примесей.
Осветлители процесс очистки происходит путем пропускания воды через слой ранее образованного осадка.
Если при прохождении воды через песколовки, отстойники или осветлители вода не достигает требуемого качества, ее дочищают при помощи фильтрования. Это процесс прохождения очищаемой воды через фильтрующий материал. В результате фильтрации жидкая фаза, минуя перегородки, собирается в виде фильтрата, а примеси задерживаются на перегородках.
Шахтные воды в виде примесей имеют в основном мелкодисперсные частицы, находящиеся во взвешенном состояние достаточно долгое время, поэтому механическое отстаивание и фильтрация являются не достаточно эффективными методами очистки.
Для осаждения мелкодисперсных частиц в водную смесь вводят коагулянты, благодаря которым, мелкие частицы под влиянием сил сцепления объединяются в более крупные, и флокулянты – вещества, ускоряющие это объединение.
Таким образом, для очистки сточных и шахтных вод не получается использовать один конкретный метод. Примеси, как правило, очень разнообразны по составу, происхождению и размеру частиц.
Список литературы
Ивлеева методы очистки воды. : Учебное пособие./ , , А. А, Орлов; Томский гос. техн. ун-т – Томск, 2010