Проблемы охраны водной среды в горном деле (стр. 7 из 13)

Отстойники в виде резервуаров подразделяются на нетиповые и типовые. Нетиповые представляют собой емкости на земной поверхности различных размеров и формы (обычно прямоугольной). После заполнения до предельной высоты осветленная вода откачивается насосами, а осадок удаляется экскаваторами. Иногда используют несколько нетиповых отстойников (из железобетонных плит), работающих поочередно.

Типовые железобетонные отстойники разделяют на радиальные, вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные отстойники, как правило, имеют прямоугольную форму. Вода, поступающая с одной стороны резервуара, осветляется при своем движении и выводится через распределительный лоток и перфорированную перегородку в рабочую часть отстойника. Для удаления осадка вдоль рабочих коридоров по грязевому приямку укладываются перфорированные трубы, из которых осадок выдавливается под давлением воды. Осветленная вода собирается лотком или перфорированной трубой.

Время прохождения частиц вдоль отстойника должно быть больше времени опускания частицы на дно отстойника. Поток

воды ламинарный, скорость его не выше . Глубина отстойника , длина - , эффективность очистки не более , время очистки .

Радиальные отстойники - круглые в плане резервуары небольшой по сравнению с диаметром глубины. Загрязненная вода подается в центр отстойника, а затем растекается в радиальном направлении, переливается в кольцевой сливной желоб и отводится к месту назначения. Скорость потока убывает от центра к стенкам отстойника. Осадок непрерывно направляется к центру отстойника вращающейся металлической гребковой фермой со скребками, откуда он непрерывно или периодически удаляется самотеком или с помощью насоса. Диаметр отстойника до

с коническим днищем, уклон . Соотношение диаметра отстойника к его глубине , обычно , . Расход сточных вод более , эффективность очистки . Эффективность работы радиальных отстойников оценивается по удельным нагрузкам по твердому компоненту и пульпе, извлечению твердого компонента в слив и в сгущенный продукт.

Вертикальные отстойники представляют собой круглый (

) или кубический ( ) резервуар с коническим днищем, угол наклона . В центре отстойника имеется труба, опущенная к нижней части, через которую осуществляется подача загрязненной воды. Осаждение частиц происходит в восходящем потоке, высота зоны осаждения . Загрязненная вода движется снизу вверх и после отстоя сливается в кольцевой желоб. Осадок собирается в нижней конической части, откуда периодически удаляется самотеком. Для выпадения твердой фазы в осадок необходимо, чтобы гидравлическая крупность частиц была больше скорости восходящего потока воды.

Для интенсификации процесса осаждения в отстойниках применяют различные коагулянты и флокулянты (сернокислый алюминий, сернокислое железо, известь, полиакриламид и др.), подаваемые в специальные камеры хлопьеобразования.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников производится на основе их технико-экономического сравнения с учетом местных условий. К основным условиям эффективной работы отстойника относятся:

· установление оптимальной гидравлической нагрузки на отстой ник (для заданной начальной концентрации твердого компонента в воде);

· равномерное распределение питания между секциями отстойника.

Очищенные шахтные и карьерные воды используются на производственные нужды предприятия (тушения отвалов, гидрозакладки, борьбы с пылью на поверхности шахт и карьеров, мокрого обогащения полезных ископаемых и т.п.). Осадок, удаляемый из отстойников, направляется в пруды - шламонакопители, на иловые площадки (для использования) или в отвалы.

При выборе технологических схем и устройств для отстаивания вод горнопромышленного комплекса необходимо использовать принцип дифференциации, основным критерием которого служит тип добываемого полезного ископаемого. Например, производственные сточные воды нефтепромыслов состоят в основном (

) из высокоминерализованных пластовых вод, извлеченных на земную поверхность вместе с нефтью. Поэтому нефтепромысловые сточные воды (даже после их очистки от нефти и механических примесей) не могут сбрасываться в поверхностные водоемы, так как это приведет к их засолению, и подлежат обратной закачке в продуктивные горизонты, что предусматривается технологической схемой разработки нефтяных месторождений. Отстойники нефтепромысловых сточных вод подразделяются на напорные (работающие под избыточным давлением ) и безнапорные (работающие под атмосферным давлением). В качестве напорных отстойников применяются горизонтальные цилиндрические емкости объемом 100 или . Безнапорные отстойники представляют собой в основном стальные вертикальные резервуары объемом от 1000 до .

Загрязненная нефтью и механическими примесями вода подается в отстойники по трубопроводу через лучевой распределитель. Очищенная вода через сифонный регулятор отводится к водяному насосу и закачивается в пласт. Уловленная нефть через кольцевой короб и трубопровод направляется на установку подготовки нефти. Механические примеси, оседающие в нижней части отстойника, периодически размываются струей воды и сбрасываются по трубопроводу в илонакопитель.

За отстаиванием часто следует операция осветления воды - технологический процесс обработки шламовых вод горнопромышленных предприятий под действием гравитационных или центробежных сил, сгущение полученного осадка и отделение его. Осветлением воды называют также процесс разделения жидкой и твердой фаз суспензии (пульпы).

В зависимости от технических, технологических или экологических требований вода до разной степени осветляется дальнейшим отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием и флотацией. Наиболее распространены процессы отстаивания и флотации (главным образом в углеобогащении). Фильтрация и центрифугирование используются в основном для получения требуемого качества сгущенного продукта или кека.

Выбор способа осветления воды зависит от степени дисперсности частиц, физико-химических свойств и концентрации взвесей, расхода воды, требуемой степени осветления.

Грубодисперсные взвеси выделяют из шламовых вод чаще всего отстаиванием (без применения реагентов) и флотацией, тонкодисперсные - отстаиванием (с применением реагентов), осаждением в центробежном поле и фильтрованием.

При осветлении получают осветленную воду и сгущенный продукт с максимально возможным содержанием твердого компонента в нем по условиям транспортировки, конструктивным возможностям

аппарата, в котором происходит процесс осветления, и по технологическим требованиям при дальнейшем переделе твердого компонента.

При разделении твердой и жидкой фаз пульпы в гравитационном и центробежном поле условно различают три зоны: осветления; осаждения; уплотнения осадка. В зоне осветления концентрация частиц шлама в воде невысока и поэтому частицы свободно осаждаются. В зоне осаждения концентрация частиц шлама увеличивается, осаждение происходит в условиях стесненного падения, характеризуемого оседанием частиц всей массой. В зоне уплотнения осадка концентрация частиц шлама достигает максимума, а скорость их осаждения приближается к нулю; осадок обезвоживается под действием веса частиц. Концентрация осадка зависит от структуры и размера твердых частиц.