Два года назад ГК «ТехПолимер» и ведущий российский производитель промышленных очистных сооружений ООО «Баромембранная технология» (ООО «БМТ») объединили свои возможности, основанные на многолетнем опыте, и создали совместное предприятие, которое ведет комплексную работу с горнообогатительными и добывающими предприятиями: решает задачи очистки шахтных, карьерных, пластовых и подотвальных вод; внедряет системы оборотного водоснабжения, обработки и хранения промышленных отходов; проектирует и строит гидротехнические сооружения; обеспечивает инженерную защиту территорий.

Наличие собственного инжинирингового центра позволяет компании подходить к задачам партнеров индивидуально и адаптировать технические решения под особенности каждого объекта с учетом сложных климатических условий, в которых они зачастую находятся, поэтому большинство разработок являются уникальными.

Очистка промышленных сточных вод

Сегодня в связи с ужесточением экологических требований к промышленным и добывающим предприятиям серьезное внимание уделяется очистке промышленных сточных вод с широким спектром загрязняющих веществ. Как правило, шахтные, карьерные, пластовые, подотвальные воды имеют повышенные значения концентрации по следующим группам химических соединений:
1. Соединения азотной группы (азот аммонийный и азот нитритный).
2. Нефтепродукты, находящиеся в эмульгированной и растворенной формах.
3. Ионы тяжелых металлов (медь, цинк, марганец, никель, алюминий; реже — кадмий, кобальт, хром, ванадий, вольфрам).
4. Взвешенные вещества, которые представляют собой микрочастицы добываемой породы (каменный уголь, песок, руды цветных металлов).
5. Минерализация (общее солесодержание), которая определяется повышенным значением суммы ионов кальция, калия, натрия, сульфатов, хлоридов, карбонатов. Эти примеси не являются токсичными, превышение по данным показателям в промышленных водах наблюдается значительно реже. Тем не менее из горных пород нередко вымываются ионы сульфатов и кальция, концентрации которых могут многократно превышать ПДК.

Для очистки стока по всем группам ГК «ТехПолимер» разработаны и активно применяются технические решения, которые позволяют получить качество очистки, соответствующее требованиям сброса в водные объекты рыбохозяйственного назначения, и при этом минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты.

Удаление азотной группы

Для решения этой задачи используется оборудование с автоматическим дозированием окислителя на основе активного хлора с его последующим дехлорированием. Операция позволят полностью удалить даже следовые количества аммония и нитритов.

Удаление нефтепродуктов

В данном направлении эффективно работает адсорбент современного класса биосорбента на основе природного алюмосиликата. Его основное назначение — доочистка нефтепродуктов в области низких концентраций для достижения нормативных требований на сброс (не более 0,05 мг/л).

Гранулы сорбента могут иметь разную структуру, что позволяет подобрать их четко под загрязнитель, а благодаря высокой сорбционной емкости и саморегенерации сорбент подлежит замене не чаще одного раза в год.

Удаление тяжелых металлов

Для удаления тяжелых металлов, в частности — меди, никеля, цинка, марганца, которые находятся в шахтных водах даже в низких концентрациях, компания использует специальную модифицированную адсорбционную загрузку.

Альтернативой являются специальные хелатные ионообменные смолы европейского производства, но у них есть два существенных недостатка: высокая стоимость (до 20 евро за 1 л смолы) и сложный механизм двухступенчатой регенерации агрессивными химическими реагентами (кислотой, щелочью), т. е. при их применении образуются отработанные регенерационные растворы, требующие утилизации.

Этих недостатков лишена технология с применением селективных к тяжелым металлам сорбентов, разработанная специалистами ГК «ТехПолимер».

Очистка шахтных, карьерных, пластовых и подотвальных вод происходит не только на специальном очистном оборудовании. Важная роль отводится прудам-отстойникам, где воды, поступающие непосредственно из горных выработок, аккумулируются и предварительно осветляются. Объемы прудов-отстойников рассчитываются в соответствии с требованиями заказчика и производительностью очистных сооружений. При необходимости могут быть устроены два и более прудов. По мере того, как в первом пруду идет накопление воды и уплотнение осадка, он подвергается сливу и осушению. В это время включается в работу второй пруд. Уплотненный осадок с определенной периодичностью извлекается экскаватором.

Удаление взвешенных веществ

Содержание данных веществ в исходной воде может достигать 100000 мг/л, для их удаления компанией применяются высокоэффективные коагуляты и флокулянты. Комбинирование реагентной обработки и рабочих параметров пруда-осветлителя позволяет повысить эффективность осветления до 95–98% и достичь фактической концентрации взвешенных частиц на уровне 30–50 мг/л.

Снижение минерализации (солесодержания)

В сточных водах шахт и карьеров периодически имеет место превышение содержания солей сульфатов, гидрокарбонатов, кальция, магния, натрия. Инновационная разработка ГК «ТехПолимер» позволяет снизить концентрацию с исходных 3000–5000 мг/л до 100 мг/л без применения дорогостоящих и энергозатратных баромембранных и выпарных технологий.

Весь процесс происходит в прудах-отстойниках. А коллоидная суспензия эттрингита, образующаяся в отстойнике, обладает высокой сорбционной активностью в отношении ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов, что обеспечивает дополнительное снижение их концентраций в очищаемых водах. Конструкции противофильтрационных экранов прудов подбираются в зависимости от нагрузки на противофильтрационный элемент, качества подготовки основания, наличия мелкозернистых грунтов для подстилающих и защитных слоев гидроизоляции и многих других факторов.

Добывающие предприятия нередко расположены в сложных геологических условиях, и специалистам ГК «ТехПолимер» приходится решать задачи по замене грунтовых материалов на альтернативные решения с применением продукции собственного изготовления. Одним из интересных технических решений является использование бентонитового мата «Бентотех АСЛ», скрепленного с геомембраной толщиной 1–1,5 мм.

В таком комбинированном типе бентонитового мата основную гидроизоляционную роль играет геомембрана, а бентонитовый мат выполняет функцию защиты геомембраны от механических повреждений при отсутствии мелкозернистых грунтов основания, а также является дублирующим гидроизоляционным слоем, который устранит течь в случае повреждения геомембраны.

Аналогичные многослойные конструкции противофильтрационных экранов используются на объектах с высокой концентрацией токсичных фильтратов и повышенными требованиями к охране окружающей среды.

Полную версию статьи читайте в журнале "Гидротехника" № 2(59)2020