Очистка сточных вод углеобогатительных фабрик

На углеобогатительных фабриках вода используется в качестве рабочей среды и транспортного средства. Расход оборотной воды составляет 3 — 4 м3 на 1 т обогащаемого угля, в том числе расход чистой воды из различных источников — 0,1 — 0,2 м3 на 1 т угля. Обычно в качестве чистой воды используют минерализованные шахтпые воды и пресные воды из рек и водохранилищ. Они различаются по общей минерализации и по своему ионному составу. Так, например, для рек Донбасса характерна повышенная минерализация (до 1000 г/м3). Шахтные воды Донбасса и ближайших к нему районов относятся в основном к сульфатным.

При мокром обогащении угольные и породные зерна, транспортируемьте взвешенным турбулентным потоком, частично разлагаются, изменяя состав оборотной воды. В зависимости от содержания твердых нерастворимых частиц и растворимых солей изменяются физические и реологические свойства жидкой среды, определяющей эффективность основных и вспомогательных процессов обогащения. Принято считать, что оптимальное содержание твердых частиц в оборотной воде углеобогатительных фабрик не должно превышать 50 и 80 г/л соответственно для глинистых и неглинистых шламов. Очистка оборотных вод от твердой фазы производится флотацией с последующей флокуляцией отходов флотации.

Кроме взвешенных нерастворимых веществ, в оборотных водах углеобогатительных фабрик увеличивается содержание растворимых солей. Установлено, что минерализация оборотной воды не зависит от марки обогащаемого угля, его зольности, содержания пиритной серы, она определяется только содержанием сульфатной

серы и составом минеральных примесей. Общая минерализация оборотных вод углеобогатительных фабрик Донбасса составляет 1000—5000 г/м3. Минерализация относится к сульфатно-кальциево-магниево-натриевому типу.

Солевой состав оборотной воды углеобогатительных фабрик Донбасса характеризуется следующими данными:

Кроме твердого осадка и растворимых солей в оборотной воде устанавливается определенная концентрация веществ органического происхождения — флотационных реагентов и флокулянтов. Флокулянты (полиакриламид, «Метас», «Комета», Гипан и др.) расходуются в количествах от 5 до 30 г/т твердого (в пересчете на 100%-ную концентрацию) и в значительных количествах остаются в оборотной воде. Имеются данные о том, что не менее 50% флотационных реагентов остается во флотационных отходах и фильтрате, откуда они попадают в оборотную воду. Многократная циркуляция оборотной воды и ее контактирование с углем и отходами приводят к поглощению твердой фазой избытка флокулянтов и флотореагентов и установлению их равновесной концентрации в воде. Таким образом, происходит как бы самоочищение оборотной воды от флокулянтов и флотореагентов.

Глубокая очистка оборотной воды от флокулянтов и флотореагентов при необходимости сброса ее в природные водоемы может производиться сорбционным методом с помощью активного угля. Этот метод является наиболее эффективным для удаления из очищенных сточных вод остаточных растворенных органических соединений, в том числе биологически неокисляемых; он позволяет на стадии доочистки снизить концентрацию органических соединений на 90—99%.

При адсорбции загрязнений, содержащихся в сточных водах, имеют место три процесса: внешняя диффузия молекул из жидкой фазы к поверхности адсорбента, происходщая вследствие броуновской диффузии или при перемешивании жидкости за счет турбулентной диффузии; внутренняя диффузия молекул по макропорам к поверхности микропор, скорость которой определяется строением адсорбента и размером молекул сорбируемого вещества; собственно адсорбция молекул растворенного вещества.

До сих пор отсутствует достаточно точное объяснение селективного действия активных углей по отношению к различным загрязнениям. Поэтому выбор активного угля производят экспериментально по данным определения сорбционной способности данного вида угля но отношению к органическим веществам сточных вод, подлежащим удалению.

Эффективность процесса адсорбции зависит не только от свойств и количества угля, но и от химической природы и концентрации адсорбируемых веществ. Чем выше концентрация вещества, тем большее его количество будет адсорбированной единицей массы активного угля. С повышением температурь; среды скорость процесса адсорбции снижается; снижение величины рН вызывает увеличение сорбции типичных органических веществ сточных вод. Вещества, обладающие меньшей растворимостью, адсорбируются сильней.

В настоящее время наиболее разработанным является процесс сорбции растворенных органических веществ из очищенных сточных вод гранулированным активным углем. Основными узлами технологической схемы этого процесса являются: адсорберы, обеспечивающие контакт сточных вод с активным углем; системы гидравлического транспорта угля, с помощью которых отработанный уголь подается на регенерацию, а регенерированный уголь — обратпо в адсорберы; система регенерации, состоящая из обезвоживающих установок, печи и резервуара для охлаждения.