Ресурсосберегающая технология очистки минерализованных вод
Михайленко В. Г., Гиль З. П., Князева О. И., Институт проблем машиностроения им. Н. Е. Подгорного Национальной академии наук Украины, Харьков, Украина
Горнодобывающие работы сопровождаются образованием большого количества минерализованных дренажных вод, которые, как правило, сбрасывают в природные балки. Эти воды представляют собой смесь вод подземных горизонтов, встречающихся по ходу увеличения глубины выработки. Средняя минерализация шахтных вод имеет тенденцию к возрастанию. В настоящее время 70 % шахт Донецкого угольного и Криворожского железорудного бассейнов сбрасывают воду с минерализацией до 3,0 г/дм3, около 25 % — с минерализацией 3,0—5,0 г/дм3 и 5 % шахт — с более чем 5,0 г/дм3.
Нами разработана ресурсосберегающая технология глубокой очистки минерализованных вод, которая предполагает вывод всех нежелательных примесей в виде товарных продуктов (рисунок).
Принципиальная схема ресурсосберегающей установки для очистки минерализованных вод:
1 — насос; 2 — эжектор; 3 — пруд-отстойник; 4 — коагуляционный осветлитель; 5 — фильтр-пресс для обработки осадка из коагуляционного осветлителя; 6 — фильтр тонкой очистки; 7 — осветлитель умягчения; 8 — фильтр-пресс для обработки осадка из осветлителя умягчения; 9 — зернистый фильтр; 10 — установка ультрафиолетового облучения; 11 — блок обратного осмоса; 12 — 1-я ступень выпаривания; 13 — кристаллизатор; 14 — центрифуга; 15 — рекуперационный теплообменник; 16 — 2-я ступень выпаривания; 17 — центрифуга
Исходная вода специальными насосами 1 под избыточным давлением 0,3—0,4 МПа прокачивается через эжектор 2, где смешивается с большим количеством атмосферного воздуха. При этом из воды отдуваются газообразные примеси, затрудняющие ее дальнейшую обработку (сероводород и др.). Одновременно вода насыщается кислородом воздуха. Затем она поступает в пруд-отстойник 3, где выдерживается не менее 10 суток. За это время происходит полное окисление и удаление железа, осаждение взвешенных веществ и других нестабильных примесей.
Из пруда-отстойника воду направляют на реагентную обработку, которая включает коагуляцию и реагентное умягчение. Нами предложено осуществлять эти процессы отдельно. Такое нововведение позволяет использовать в качестве коагулянта десятиводный кристаллический сульфат алюминия. При коагуляции в осветлителе 4 образуется осадок, который подают в фильтр-пресс 5. Полученный шлам реализуют в качестве глиноземсодержащего сырья для цементной промышленности.
После прохождения через фильтр тонкой очистки 6 вода поступает в контактный осветлитель 7, где происходит ее умягчение при смешивании с известковым молоком и раствором кальцинированной соды. Ионы кальция и магния осаждаются в виде СаСO3 и Mg(OH)2. После обработки в фильтр-прессе 8 шлам можно использовать как сырье для цементной промышленности.
Умягченную воду с общей жесткостью не более 3,0 мг·экв/дм3 из зернистого фильтра 10 подают в установку ультрафиолетового облучения 10, а затем в блок обратноосмотического обессоливания 11. Здесь под давлением 2,5 МПа примерно третью часть воды фильтруют через мембраны и получают пермеат с солесодержанием 200—220 мг/дм3. Оставшаяся вода вытекает из модулей в виде концентрата. Далее раствор выпаривают на установке 12. Затем из него последовательно выделяют сульфат натрия в виде десятиводного мирабилита Na2SO4 • 10H2O и хлорид натрия. Кристаллы мирабилита отделяют от маточника в центрифуге 14, промывают охлажденной деминерализованной водой, фасуют и отгружают потребителям, производящим стекло. Кристаллы хлорида натрия отделяют в центрифуге 17 и реализуют предприятиям для использования в процессах умягчения воды и коммунальном хозяйстве. Пермеат смешивают с конденсатом выпарных установок и используют для технических нужд предприятия.
Resource-Saving Method of Highly Mineralized Waters Treatment
Mikhaylenko V. G., Gil Z. P., Knyazeva O. I., N. E. Podgorniy Institute of Mechanical Engineering Problems, National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, Ukraine
The authors have developed a method that makes it possible to thoroughly demineralize water and extract all admixtures as marketable products spending small quantity of energy and reagents.
Михайленко Владимир Григорьевич,
канд. техн. наук, доц., ст. науч. сотр., Институт
проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАНУ, ул. Д. Пожарского, 2/10,
Харьков, 61046, Украина. Тел. (0572) 95-95-59, моб.
(067) 270-85-91. E-mail
© Последние изменения внесены 07.10.09
© EcoInform