Способ очистки промышленных сточных вод

 

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод и может быть использовано на горно-обогатительных предприятиях. Способ очистки промышленных сточных вод включает смешение, известкование, подачу сточных вод в отстойник, расположенный на отвале сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, пропускание сточной воды через тело отвала и возврат воды, прошедшей через тело отвала в оборот на смешение. Способ позволяет полностью очистить часть сточной воды за счет испарения, осаждения осадка в отвале и оборота оставшейся части в процесс очистки, вследствие чего не происходит загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к способам очистки промышленных сточных вод и может быть использовано на горно-обогатительных предприятиях.

Известен способ очистки промышленных сточных вод с использованием химического известкового осаждения примесей. По этому способу сточные воды смешивают, обрабатывают известьсодержащими промышленными отходами и известковым молоком до рН 8,0-10,0 и подают в отстойник, расположенный на отвале сульфидсодержащей горной породы, в которой протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Тhiоbacillus ferrooxidans, затем осветленную часть отстойника отделяют от выпадающего осадка и сбрасывают в водоем. В осветленной воде содержатся загрязняющие вещества, превышающие ПДК: кальций, магний, аммоний, сульфаты, фториды, нитриты и др. (А. М. Конанев, Л.К. Чучалин. Отчет о научно-исследовательской работе "Разработать и испытать на предприятиях Главполиметалла геотехнологические способы переработки свинцово-цинковых руд, выдать технологические регламенты для проектирования геотехнологических комплексов", тема 40-85-239, раздел 14, том 1, Новосибирск, Лениногорск, 1990 г., гос. регистрации 01880035843, с.33-37).

Недостатком известного способа является загрязнение окружающей среды из-за низкой степени очистки сточных вод, сбрасываемых в водоем.

В основу изобретения поставлена задача охраны окружающей среды.

Для решения поставленной задачи в известном техническом решении, включающем смешение, известкование и подачу сточных вод в отстойник, расположенный на отвале сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, согласно изобретению сточную воду из отстойника пропускают через тело отвала, а воду, прошедшую через тело отвала, возвращают в оборот на смешение.

Отвал сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, представляет собой горную породу с содержанием цветных металлов: меди - 0,07%; свинца - 0,11%; цинка - 0,36% и железа - 2,7%. Металлы находятся в отвале преимущественно в сульфидной форме, причем основным сульфидсодержащим компонентом является пирит (5,6%). В теле отвала в присутствии микроорганизмов Thiobacillus ferrooxidans, воздуха и дренирующей воды протекают процессы бактериального окисления сульфидов железа, меди, свинца и цинка, катализируемые упомянутыми микроорганизмами 2FeS₂+7,50₂+Н₂O=Fe₂(SO₄)₃+H₂SO₄; (1) Zn(Pb, Cu)S+2O₂=Zn(Pb, Cu)SO₄ (2) Эти реакции являются экзотермическими и сопровождаются выделением тепла, которое и обусловливает испарение сточной воды при прохождении ее через тело отвала. В результате протекания реакций (1)-(2) содержание сульфидной серы в верхнем слое отвала ниже, чем в остальном, где окисление практически не протекает из-за дефицита кислорода воздуха, поглощаемого верхним слоем. Испарение из зоны протекания реакций (1)-(2) воды зимой проявляет себя в виде каналов в снеговом слое, обеспечивающих исход испаряющейся воды из зоны бактериального окисления.

Техническим результатом является полная очистка части сточных вод за счет испарения и осаждения осадка в отвале и оборота оставшейся части в процессе очистки.

Способ осуществляется следующим образом.

Для сравнения ниже приведены примеры по прототипу и по изобретению.

Пример по прототипу. Очистке подвергали сточную воду (дренажная и шахтная), которая содержала (мг/дм³): меди - 0,81; свинца - 0,13; цинка - 64; кадмия - 0,30; железа - 3,4; марганца - 33; натрия - 30; калия - 13; кальция - 225, магния - 443: аммония - 1,7; сульфатов - 2800; хлоридов - 17,7; фторидов - 0,95, нитратов - 25; нитритов - 1,9. Сточную воду в объеме 1430 м³/ч смешивали с пульпой шлама водной отмывки руды от мелких фракций известьсодержащих бетонных закладочных смесей (80 м³/ч) до pH 8,0-9,2 и сбрасывали смесь в первую секцию отстойника, расположенного на теле отвала сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, c накоплением в нем шлама.

Осветленную часть первой секции отстойника с целью доочистки от загрязняющих веществ обрабатывали известью до рН 9,5-10,0 и сбрасывали во вторую секцию отстойника. Осветленную часть второй секции отстойника сбрасывали в водоем с содержанием загрязняющих веществ, мг/дм³: меди - 0,007-0,009; (7-9 ПДКрыбхоз. ), свинца - 0,042 (1,4 ПДК), цинка - 0,014-0,025 (1,4-2,5 ПДК); кадмия - 0,005-0,008 (1-1,6 ПДК); железа - 0,050 (1 ПДК); марганца ~ 0,01 (<1 ПДК); натрия - 30; калия - 15; кальция - 220-400 (1,2-2,2 ПДК); магния - 300-440 (7,5-11,0 ПДК); аммония - 1,72 (3,4 ПДК); сульфатов - 2360-2770 (23,6-27,7 ПДК); хлоридов - 17,7 (0,06 ПДК); фторидов - 0,86 (17,2 ПДК); нитратов - 24,8 (0,62 ПДК), нитритов - 1,52 (19 ПДК).

Согласно полученным результатам содержания меди, свинца, цинка, кадмия, железа, марганца в осветленной воде значительно ниже исходных за счет образования гидроксидов металлов, накапливающихся в отстойнике. Кальций, магний, сульфаты и фториды выводятся в осадок и накапливаются в отстойнике в виде сульфата и фторида кальция и гидроксида магния.

Пример по изобретению. Очистке подвергали сточную воду, которая содержала, мг/дм³: меди - 2; свинца - 0,3; цинка - 150; кадмия - 0,7; железа - 4, марганца - 45; натрия - 40, калия - 25; кальция - 400; магния - 1100; аммония - 2,5; сульфатов - 6500; хлоридов - 20; нитратов - 7,5; нитритов - 0,02; фторидов - 0,90. Сточную воду в объеме 400 м³/ч смешивали с пульпой шлама водной отмывки руды от мелких фракций известьсодержащих бетонных закладочные смесей (200 ³/ч, 12 т шлама/ч) до рН 7,1-7,6 и с известковым молоком (0,32 т/ч в виде известкового молока с содержанием 100 кг/м³) до рН 9,5-10 и сбрасывали смесь в односекционный отстойник, расположенный на теле отвала сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, с накоплением в нем шламоизвесткового отхода. Водную часть смеси из отстойника пропускали через тело отвала. На выходе из-под отвала получали сточную воду, которую подавали в оборот на смешение с пульпой шлама водной отмывки руды и известковым молоком. Выход сточной воды из под отвала составлял 400 м³/ч вместо 600 м³/ч, подаваемых из отстойника на тело отвала. Разница обусловлена частичным испарением воды при прохождении ее через тело отвала и нагретой реакционной зоны окисления сульфидов.

Далее циклы повторяли в течение полугода. При этом содержания хлоридов и нитратов в осветленной воде значительно выше исходных, поскольку они в настоящем способе не дают труднорастворимых соединений. Уровень накопления этих солей регулируется частичной потерей очищенной воды (~1%) на формирование придонного слоя твердого в отстойнике.

Содержания аммония, калия и натрия в осветленной воде находятся на уровне исходных. Накопления этих элементов в оборотной воде не происходит в связи с тем, что при прохождении очищенной водой зоны бактериального окисления сульфидов в теле отвала они принимают участие в (образовании труднорастворимых ярозитов NH₄(K, Na) [Fe₃(SO₄)₂(OН)₆].

Таким образом загрязнения водного бассейна не происходило, так как вода из системы в этот бассейн не сбрасывалась.

Формула изобретения

Способ очистки промышленных сточных вод, включающий смешение, известкование, подачу сточных вод в отстойник, расположенный на отвале сульфидсодержащей горной породы, в котором протекает постоянный процесс бактериального окисления сульфидов, катализируемый микроорганизмами Thiobacillus ferrooxidans, отличающийся тем, что сточную воду из отстойника пропускают через тело отвала, а воду, прошедшую через тело отвала, возвращают в оборот на смешение.