Доклады III Международной Научно-Технической Конференции "Механика жидкости и газа", 7-9декабря 2004г., Донецк

УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ И БАКТЕРИАЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Мацагор А.Е. студент, Сивер Л.Н., доцент

Донецкий национальный технический университет.

 

Разработана технология и спроектирована установка, обеспечивающая очистку шахтных вод от механических и бактериальных загрязнений.

Шахтные воды шахты им. Е.Т.Абакумова в основном относятся к сульфатно – хлоридно – гидрокарбонатно – натриево-кальциево-магниевому типу. Шахтные воды нижних горизонтов (абсолютная отметка - 94,4м) относятся к хлоридно – гидрокарбонатно – сульфатно-натриевому типу. Все воды шахты им. Абакумова сильно минерализованы (плотный остаток 2,3-3,8г/л), слабощелочные (рН=7…7,6), жесткие и очень жесткие. При кипячении шахтные воды способны вспениваться и отлагать очень большое или среднее количество твердого или среднего по твердости осадка.

По содержанию SO₄^’’ воды агрессивны ко всем видам несульфатостойких цементов. Общешахтная вода, отобранная из центрального водосборника, относится к хлоридно – сульфатно – гидрокарбонатно – натриево - магниево-кальциевому типу, высокоминерализованная, жесткая, слабощелочная.

Главным недостатком главной водоотливной установки горизонтов является загрязненность водосборников. Вследствие этого, загрязненная шахтная вода не успевает отстаиваться и загрязненной попадает в насосный агрегат.

С целью очистки откачиваемой из шахтных выработок вод разработана технология и спроектирован комплекс очистки, обеспечивающие качественные показатели шахтных вод до стандартов технической воды. Очищенная вода в последствии может быть использована для нужд шахты, для коммунальных нужд прилегающих к шахте поселков. Внедрение этого комплекса позволит освободить территории, отводимые под отстойники шахтных вод, тем самым уменьшить пагубное воздействие на окружающую среду, и использовать высвобожденные площади для сельского хозяйства.

Комплекс состоит из ряда очистных установок (см. рис. 1): отстойника, песколовки, фильтров, установки для обеззараживания воды. В очистных установках шахтная вода поэтапно очищается от механических примесей крупностью 1,0 мм и крупностью более 100-150 мкм, затем производится глубокая очистка шахтных вод до содержания в ней механических примесей не более 1,5 мг/л, и на последней стадии очистки происходит обеззараживание шахтной воды.

 

Рисунок 1 - Установка для очистки шахтных вод

 

На первом этапе неочищенная шахтная вода попадает в отстойник наклонный типа ОН [1]. Здесь происходит очистка воды от механических примесей с реагентной обработкой воды и без применения реагентов при содержании механических примесей в исходной воде от 50 мг/л до 50 г/л и крупности частиц 1,0 мм.

Отстойник состоит из камер осветления, хлопьеобразования и уплотнения осадка. В камере осветления установлены пакеты с наклонными ячейками. Восходящий поток исходной воды, пройдя камеру хлопьеобразования, поступает в камеру осветления. В камере осветления, установлены наклонные листы, которые образуют ряд ячеек. При движении воды в ячейках происходит выпадение механических примесей на нижнюю плоскость ячеек. Осветленная вода поступает в сливные желоба и через патрубок отводится из отстойника в песколовку, где шахтная вода очищается от механических примесей крупностью более 100-150 мкм.

Шахтная вода по патрубку поступает в боковые каналы, а из них – на спрямительную решетку наклонной ячейки. Выпавшие на наклонную поверхность частицы сползают в шламонакопитель.

Фильтр секционный напорный ФСН [2] предназначен для очистки сточных вод предприятий угольной промышленности от механических примесей путем фильтрации через насыпную зернистую  загрузку (кварцевый песок, антрацитовая крошка, измельченный керамзит). Фильтр состоит из 6 секций, объединенных двумя распределительными устройствами, управляемыми автоматически. Внутри каждой из секций фильтра на ложных днищах верхней и нижней камеры загружен фильтрующий материал. В верхней камере находится крупнозернистый керамзитовый песок, в нижней - кварцевый песок. Секции работают  последовательно в режиме фильтрация-промывка.

После этого частично очищенная вода выдается на поверхность, там она проходит более тщательную очистку от твердых фракций, вредных бактерий, и болезнетворных организмов.

Глубокая очистка шахтных вод до содержания в ней механических примесей не более 1,5 мг/л осуществляется в фильтре глубокой очистки [2]. Фильтр состоит из двух цилиндрических камер, на нижней части которых установлены ложные днища со щелевыми дренажно-распределительными колпачками. Верхняя камера загружена крупнозернистым керамзитовым песком, нижняя — мелкозернистым кварцевым. Фильтр снабжен двумя смотровыми люками. Промывается фильтр обратной подачей чистой воды через патрубок. Под действием потока воды в нижней и верхней камерах разрыхляется фильтрующий материал и отмывается от механических загрязнений.

Обеззараживание шахтной воды происходит электрохимическим путем [3]. Часть очищенной от взвешенных веществ шахтной воды направляется в буферный бак, откуда обогащенная активным хлором самотеком по трубопроводу поступает в контактный резервуар, где смешивается с общим потоком подлежащей обеззараживанию шахтной воды [3].

Питание электролизера постоянным электрическим током осуществляется от преобразователя тока. Очистка катодов от осадка солей жесткости производится периодически.

 

Список источников:

1.     Монгайт И.Л. Очистка шахтных вод. – М.: Недра, 1978.

2.      Комплексная переработка шахтных вод. /Под ред. А.Т. Пилипенко. – К.: Техника, 1985.

3.     Селезнев С.Н. Очистка шахтных вод. – Донецк: Донбасс, 1975.