Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения сапонитсодержащего осадка

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных и сточных вод от сапонитсодержащих шламовых частиц и уплотнения сапонитсодержащего осадка в хвостохранилищах. Для осуществления способа загрязненную сапонитсодержащую воду из источника её образования (1) через пульпонасосную станцию (3) и пульповод (4) сбрасывают на пляжную часть (I) хвостохранилища (9) по всему внутреннему периметру. В периферийной части (II) хвостохранилища (9), примыкающей с внутренней части к (I), устанавливают несколько плавучих акустических модулей с излучателями (14) и осуществляют формирование и излучение гидроакустических сигналов звукового и ультразвукового диапазона частот, а также формирование и непрерывное излучение сигналов низкого звукового диапазона частот. Гидроакустические сигналы звукового и ультразвукового диапазонов частот формируют с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя, воздействуют ими на сапонитсодержащую воду для дегазации, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих шламовых частиц, уплотнения сапонитсодержащего осадка. Формирование, усиление и излучение непрерывных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот осуществляют в диапазоне частот от десятков Гц до единиц кГц, с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя и воздействуют на сапонитсодержащий осадок. В период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда акустически уплотненного сапонитсодержащего осадка и его укладку на лед в нерабочую пляжную часть хвостохранилища. В летний период осуществляют оттаивание сапонитсодержащего осадка с разделением на окончательно уплотненный сапонитсодержащий осадок и осветленную сапонитсодержащую воду с последующим ее использованием в технологическом процессе. Способ обеспечивает быстрое и качественное разделение на две фазы сапонитсодержащих хвостов (шламов) обогатительной фабрики в хвостохранилище, уплотнение полученного сапонитсодержащего осадка и тела водоупорной дамбы, осветление больших объемов сапонитсодержащей воды, повышение экологической безопасности эксплуатации хвостохранилища. 8 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для безреагентной очистки промышленных оборотных вод от сапонитсодержащих шламовых частиц (ССШЧ) и безреагентного уплотнения (сгущения) сапонитсодержащего осадка (ССО) - в интересах повышения эффективности производства (например, эффективности добычи алмазов в Архангельской области); для безреагентной очистки промышленных сточных (например, карьерных, отвальных и др.) промышленных вод от взвешенных веществ (ВВ) в отстойниках и на полях поверхностной фильтрации (ППФ) - для обеспечения экологической безопасности производства; для предварительной подготовки питьевой воды - предварительной очистки природной воды, отобранной из поверхностных источников (рек и др.) от ВВ, от коллоидных частиц (КЧ) и, попутно, от тяжелых металлов (ТМ) - в интересах здоровья населения; для уплотнения ССО в гидротехнических сооружениях (ГТС): в хвостохранилищах (ХВ), прудах-отстойниках (ПО) и т.д. - для увеличения их полезных рабочих объемов и (или) для дальнейшего использования сгущенного осадка в качестве сырья - в интересах рационального природопользования; для уплотнения тела водоупорной дамбы и уменьшения фильтрации промышленной воды через нее - в интересах безопасности эксплуатации ГТС и т.д. Спп. 8 Илл.

Известен способ безреагентной очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной - 10…30% очистке от мелкодисперсных (тонкодисперсных) частиц (МДЧ) - с размерами ~ от 0,5 мкм до 5 мкм, существенной - 30…60% очистке от среднедисперсных частиц (СДЧ) - размером ~ от 5 мкм до 50 мкм и практически полной - 60…95% очистке от крупнодисперсных частиц (КДЧ) - размером ~ выше 50 мкм в основном отстойнике (ХВ); в незначительной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ и полной - 100% очистке от КДЧ в первом дополнительном отстойнике; существенной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ во втором дополнительном отстойнике; в незначительной очистке от КЧ - размером ~ менее 0,5 мкм, полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ в специальном сооружении, в качестве которого используют акустический фильтр /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых //под ред. B.C. Ямщикова. - М.: Наука, 1987, с. 225-228/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность, из-за ограниченной площади фильтрующей перегородки акустического фильтра.

2. Высокая стоимость очистки единицы объема воды.

3. Недостаточно рациональное (осветляют только верхний слой воды) использование полезного объема хвостохранилища.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Низкое качество очистки воды от ССШЧ, отличающихся незначительными размерами и способностью к многократному (до 20 раз и более) увеличению своего объема в воде.

6. Невозможность уплотнения (сгущения) ССО, и, как следствие, увеличения полезного объема воды в ХВ и в отстойниках.

7. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы и исключения паразитной фильтрации воды через нее и др.

Известен способ безреагентной очистки воды и уплотнения осадка, заключающийся в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ, незначительной очистке от МДЧ и частичной - менее 10% очистке от болезнетворных бактерий (ББ) путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы, а также последовательного по частоте, формирования в отстойнике для оборотных вод бегущих гидроакустических волн (БГАВ) звукового диапазона частот (ЗДЧ) и ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ); в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ, существенной очистке от МДЧ и частичной очистке от ББ в первом дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ, незначительной очистке от КЧ и ББ во втором дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования стоячих гидроакустических волн (СГАВ) ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от МДЧ, практически полной очистке от КЧ и существенной очистке от ББ в третьем дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования СГАВ ЗД и УЗД частот, а также дополнительной очистки от ВВ и ББ путем фильтрации воды через дренажные системы и прохождения через системы естественной аэрации воды кислородом, находящихся между всеми отстойниками; в полной очистке от КЧ и практически полной очистке от ББ в акустическом гидроциклоне (АГЦ) путем ее перемешивания и дегазации при избыточным статическом давлении 3-5 атм., а также путем ее облучения интенсивными - с амплитудой звукового давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя, СГАВ УЗДЧ на частоте, близкой к резонансной частоте газовых пузырьков /Бахарев С.А. Способ очистки и обеззараживания оборотных и сточных вод. - Патент РФ №2280490, 2005 г., опубл. 27.07.2006, Бюл. №21. Диплом ФИПС в номинации: «100 лучших изобретений России»/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность по очищенной воде и по уплотненному осадку, из-за ограниченного объема рабочей камеры АГЦ.

2. Высокая стоимость единиц: объема очищенной воды и объема уплотненного осадка.

3. Недостаточно рациональное использование полезного объема отстойника для оборотных вод и дополнительных отстойников.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Невозможность уплотнения ССО в отстойниках, и, как следствие, увеличения полезного объема воды в них.

6. Невозможность уплотнения тела водоупорных дамб в отстойниках и уменьшения фильтрации воды через нее и др.

Известен способ уплотнения осадка в хвостохранилище, заключающийся в естественном медленном сплошном замораживании суспензии хвостов обогащения на всю ее глубину в зимний период на площадках до расчетной высоты; оттаивании суспензии в летний период с разделением на уплотненный осадок и осветленную воду; слив осветленной воды, образовавшейся в летний период; извлечение уплотненного осадка с помощью технических средств и его складирование в картах-хранилищах. При этом: уплотнению подвергают выпадающие осадки суспензии сапонита, содержащиеся в хвостовой пульпе, которую непрерывно и поочередно перекачивают в одну из двух площадок, освобождающуюся после извлечения из одной из них уплотненного осадка; для замораживания суспензии используют площадки, каждая из которых защищена по контуру дамбой с открываемыми шлюзами для сброса осветленной воды в размещенный ниже уровня площадок пруд осветленной воды / Осипов Виктор Иванович, Карпенко Федор Сергеевич Способ уплотнения осадка в хвостохранилище. - Патент РФ №2475454, опубл. 20.02.2013 г./.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Невозможность одновременного осветления больших объемов оборотной воды в процессе уплотнения осадка.

2. Цикличность (только в зимний период) процесса уплотнения осадка.

3. Низкая производительность процесса уплотнения осадка.

4. Необходимость в наличии площадей под строительство площадок и пруда осветленной воды (ПОС).

5. Невозможность уплотнения тел водоупорных дамб (в хвостохранилище, на площадках и в ПОС) и др.

Наиболее близким к заявляемому относится способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды (ССВ) и акустико-гравитационного уплотнения ССО заключающийся в формировании, усилении и периодическом (с чередованием режимов излучения и паузы) излучении гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя и воздействии гидроакустическими сигналами на стоячую ССВ в ХВ; в гидроакустической дегазации ССВ, в гидроакустической коагуляции разно-дисперсных ССЧШ, в акустико-гравитационном уплотнении ССО (за счет гравитационного осаждения предварительно гидроакустически коагулированных ССШЧ), в гидроакустического уплотнения тела водоупорной дамбы ХВ (в пляжной части ХВ); в отборе предварительно акустико-гравитационно уплотненного (АГУ) ССО, в акустическом обезвоживании АГУССО на площадке и в акустической сушке (до транспортной влажности) АГУССО в акустической сушильной камере с использованием акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от соответствующего акустического излучателя /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка. - Патент РФ №2560772, 2014 г., опубл. 20.08.2015, Бюл. №23/.

Основными недостатками способа-прототипа являются:

1. Недостаточное качество очистки ССВ - за счет использования периодического воздействия на нее БГАВ ЗДС и УЗДЧ.

2. Недостаточное качество акустико-гравитационного уплотнения ССО - за счет использования только силы гравитации для ранее акустически коагулированных ССШЧ.

3. Недостаточно качество антифильтрационного уплотнения тела водоупорной дамбы.

4. Высокие финансовые и временные затраты, связанные с акустическим обезвоживанием и с акустической сушкой ССО.

5. Недостаточная промышленная безопасность, обусловленная необходимостью в строительстве многометровых водоупорных дамб и др.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в быстром (десятки минут - единицы часов) и качественном (с эффективностью не менее 99%) разделении на две фазы - жидкое и твердое, сапонитсодержащих (СС) хвостов обогащения ОФ (СС пульпы) в ХВ; в качественной укладке крупных сапонитсодержащих шламов (КССШ) в пляжной (близкой к водоупорным дамбам) части ХВ; в непрерывном качественном акустическом уплотнении ССО (в пляжной и периферийной частях ХВ с гидроакустическими излучателями), в непрерывном акустико-гравитационном уплотнении ССО (в центральной части ХВ без гидроакустических излучателей); в периодическом (в зимний период) высококачественном акустико-криогенном (акустико-замораживающем) уплотнении ССО (ССО акустически обработанного в ХВ, отобранного гидравлическим способом из-под льда, уложенного на лед до расчетной высоты в районе полностью сформированного пляжа с последующим естественном медленном сплошном замораживании суспензии в зимний период и оттаивании суспензии в летний период); в качественном (до заданной плотности) и антифильтрационным (исключающим паразитное дренажирование ССВ) уплотнении тела водоупорной дамбы ХВ; в быстром и качественном (до требования регламента) осветлении больших (млн.куб.м) объемов ССВ в центральной и внутренней частях ХВ относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для окружающей природной среды (ОПС) в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнении сапонитсодержащего осадка заключающемся в формировании, усилении и излучении гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, а также их (гидроакустических сигналов) воздействии на саонитсодержащую воду, в гидроакустической дегазации сапонитсодержащей воды, в гидроакустической коагуляции разнодисперсных сапонитсодержащих шламовых частиц, в акустико-гравитационном уплотнении сапонитсодержащего осадка, в дополнительной обработке сапонитсодержащего осадка в разные времена года, в гидроакустическом уплотнении тела водоупорной дамбы хвостохранилища, в отборе предварительно уплотненного сапонитсодержащего осадка, дополнительно осуществляют формирование, усиление и излучение непрерывных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот (НЗДЧ) - в диапазоне частот от десятков Гц до единиц кГц, с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, с помощью которых дополнительно воздействуют на сапонитсодержащий осадок, дополнительно осуществляют гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка, дополнительно в период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда ранее уплотненного сапонитсодержащего осадка, и его укладку на лед до расчетной высоты в нерабочую пляжную часть хостохранилища по всему его внутреннему периметру с последующим естественным медленным сплошным замораживании в зимний период на всю его глубину, дополнительно в летний период осуществляют оттаивание сапонитсодержащего осадка с разделением на окончательно уплотненный сапонитсодержащий осадок и на окончательно осветленную сапонитсодержащую воду с последующим ее использованием в технологическом процессе.

На фиг. 1 - фиг. 3 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО.

При этом:

- на фиг. 1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО;

- на фиг. 2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к плавучим акустическим модулям (ПАМ), установленных на якорях в периферийной части ХВ (район, обозначенный индексом II на фиг. 1);

- на фиг. 3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к плавучим гидроэлеваторным модулям (ПГМ), установленным на якорях в периферийной части ХВ.

Устройство для реализации разработанного способа безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО, например, в процессе добычи алмазов на Ломоносовском горно-обогатительном комбинате (ЛГОК) ПАО «Севералмаз» АК «АЛРОСА», в простейшем случае, содержит (фиг. 1 - фиг. 3): ОФ (1), первый пульповод (2), обеспечивающий транспортировку пульпы с ОФ (1) до первой насосной станции (ПНС); ПНС (3), обеспечивающую заданные параметры (расход, напор и т.д.) для транспортировки пульпы; второй пульповод (4), обеспечивающий транспортировку пульпы от ПНС (3) до ХВ; первый переключатель пульповодов (5), обеспечивающий направление пульпы в левую или правую часть ХВ; третий пульповод (6) с несколькими - не менее пульповыпусками (7), установленными на некотором (десятки метров) расстоянии друг от друга по длине третьего пульповода (6) и обеспечивающими пространственную укладку шламов ОФ (1) в соответствующую часть ХВ; второй переключатель пульповодов (8), обеспечивающий разъединение (в процессе работы третьего пульповода) и объединение (в процессе промывки третьего пульповода) третьего пульповода (6).

Устройство также содержит: ХВ (9), разделенное на четыре условные части: I - пляжная часть ХВ (ПЛЧХВ), в верхнюю часть которого сбрасывают пульпу из третьего пульповода через соответствующие выпуска, а в нижнюю часть (только в период ледостава) - сбрасывают ранее акустически уплотненный осадок ССО; II - периферийная часть ХВ (ПРЧХВ), из которой осуществляют отбор ранее акустически уплотненного ССО; III - центральная часть ХВ (ЦЧХВ), в которой осуществляют акустическое уплотнение ССО; IV - внутренняя часть ХВ (ВЧХВ), в которой осуществляют акустико-гравитационное осветление (безреагентную очистку) ССВ.

Устройство также содержит последовательно функционально соединенные: водозаборный (ВК) колодец (10), размещенный во ВЧХВ; первый водовод (11); вторую насосную станцию (12) и второй водовод (13).

Устройство также содержит несколько - не менее 4-х (по 2 шт. - в районе текущего намыва пляжа и в районе предыдущего намыва пляжа) идентичных друг другу плавучих акустических (ПАМ) модулей (14), установленных (на лед - в период ледостава, на якорях - в другой период) в ПЧХВ (район, обозначенный индексом II на фиг. 1).

Устройство также содержит несколько - не менее 2-х, идентичных друг другу гидроэлеваторных (ГЭМ) модулей (15), установленных на лед в районе предыдущего намыва пляжа в ПЧХВ (район, обозначенный индексом II на фиг. 1).

При этом каждый из ПАМ (14) содержит: первый плавучий (ППП) понтон (16), обеспечивающий нахождение ПАМ на поверхности воды, или на поверхности льда - в период ледостава (в том числе, с учетом возможного нештатного разрушения льда); первый термшкаф (17), обеспечивающий размещение электронного оборудования (генераторов сигналов, усилителей мощности и др.); первый промышленный кондиционер (18), обеспечивающий заданные параметры (температура, относительная влажность) окружающего воздуха внутри первого термшкафа (17); несколько - не менее 4-х (по числу сторон ППП), якорных линий (19), обеспечивающих удержание ППП (16) в заданной пространственной точке ХВ (9); несколько - не менее 5 (по числу гидроакустических излучателей), первых спускоподъемных устройств (20), обеспечивающих постановку (выборку) соответствующего гидроакустического излучателя, а также его (гидроакустического излучателя) ориентировку в пространстве.

При этом каждый из ПАМ (14) также содержит: гидроакустический канал (21) формирования и направленного (во все стороны относительно ППП и в направлении дна ХВ) излучения непрерывных и импульсных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1, который (канал), в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее 4-х каналов, генератор (22) непрерывных и импульсных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1, первый многоканальный (по числу каналов генератора) усилитель мощности (23) непрерывных и импульсных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1, а также несколько (по числу каналов усилителя мощности) направленных гидроакустических излучателей (24) непрерывных и импульсных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1; гидроакустический канал (25) формирования и ненаправленного излучения непрерывных и импульсных сигналов НЗДЧ на частоте F2, который (канал), содержит последовательно электрически соединенные: второй многоканальный - не менее 2-х каналов, генератор (26) непрерывных и импульсных сигналов НЗДЧ на частоте F2, второй многоканальный (по числу каналов второго генератора) усилитель мощности (27) непрерывных и импульсных сигналов НЗДЧ на частоте F2, а также несколько (по числу каналов второго усилителя мощности) ненаправленных гидроакустических излучателей (28) непрерывных и импульсных сигналов НЗДЧ на частоте F2.

При этом каждый из ГЭМ (15) содержит: второй плавучий (ВПП) понтон (29), обеспечивающий нахождение ГЭМ на поверхности воды, или на поверхности льда - в период ледостава (в том числе, с учетом возможного нештатного разрушения льда); второй термшкаф (30), обеспечивающий размещение насосного оборудования; второй промышленный кондиционер (31), обеспечивающий заданные параметры (температура, относительная влажность) окружающего воздуха внутри второго термшкафа (30); второе спускоподъемное устройство (32), обеспечивающих постановку (выборку) забортного оборудования ГЭМ (15).

При этом каждый из ГЭМ (15) также содержит последовательно функционально соединенные: раскрытое сопло (33), обеспечивающее мягкий (без взмучивания) забор с большой площади дна соответствующей части ХВ (9) ранее акустически уплотненного ССО; первый гибкий протяженный шламовод (34), обеспечивающий удобную перестановку раскрытого сопла (33) из одной пространственной точки ХВ в другую; шламовый насос (35), обеспечивающий подъем ранее акустически уплотненного ССО на поверхность льда и его (ССО) пространственную укладку в соответствующей ПЛЧ ХВ (9); второй гибкий протяженный шламовод (36) с соплом (37) и с треногой (38), обеспечивающих удобную перестановку сопла (37) из одной пространственной точки соответствующей ПЛЧ ХВ (9) в другую.

На фиг. 4 иллюстрируется принцип подъема и укладки ранее акустически уплотненного ССО на поверхность льда в соответствующей ПЛЧ ХВ (9). При этом буквами, соответственно, обозначены: ВУД - водоупорная дамба, ТО - твердый осадок, ССО/ - находящийся на дне ранее акустически уплотненный сапо-нитсодержащий осадок ССО// - поднятый на поверхность льда ранее акустически уплотненный сапонитсодержащий осадок, ЛД - лед, Π - прорубь, ССВ - сапонитсодержащая вода, θ0 - сектора направленного гидроакустического воздействия гидроакустических излучателей (24) непрерывных и импульсных сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1.

Способ безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО реализуют следующим образом (фиг. 1 - фиг. 4).

В процессе производственной деятельности (например, добыча алмазов на Ломоносовском ГОК и т.д.) загрязненную ССВ (пульпу - хвосты обогащения ОФ), содержащую: КССШ - размером lкссш - более 50 мкм и массой mкссш, крупнодисперсные частицы (КДЧ) размером lкдч - от 25 мкм до 50 мкм и массой mкдч, среднедисперсные частицы (СДЧ) размером lсдч - от 5 мкм до 25 мкм и массой mсдч, а также мелкодисперсные (тонкодисперсные) частицы (МДЧ) размером lкдч - менее 5 мкм и массой mмдч, с выхода ОФ (1), благодаря первому пульповоду (2), ПНС (3), второму пульповоду (4), первому переключателю пульповодов (5) и третьему пульповоду (6) направляют в намываемую в текущее время ПЛЧ ХВ (9).

В дальнейшем, с помощью пространственно рассредоточенных по длине третьего пульповода (6) идентичных друг другу управляемых пульповыпусков (7), обеспечивают пространственную укладку КДЧ загрязненной ССВ (пульпы) до расчетного уровня, обеспечивающего безопасность эксплуатации ХВ (9), и, таким образом, формируют ПЛЧХВ. При этом загрязненную ССВ, благодаря конструкции ХВ (9), ВК (10), первому водоводу (11) и работающей ВНС (12), последовательно направляют из ПЛЧХВ в ПЧХВ, ЦЧХВ и ВЧХВ - к ВК(10).

Однако следует отметить, что: сформированная из КССШ гравитационным способом ПЛЧХВ отличается недостаточной плотностью, что способствует развитию внештатных и аварийных ситуаций на ХВ; оставшиеся после гравитационного осветления в загрязненной ССВ сапонитсодержащие частицы (ССЧ) отличаются незначительными размерами (~70% представлены классом МДЧ, ~20% представлены классом СДЧ и только ~10% представлены классом КДЧ), а также обладают и способностью многократно (до 20 раз и более) увеличиваться в своих размерах в воде (способны разбухать в воде), что способствует дополнительному износу оборудования насосных станций и снижает качество обогащения алмазов.

Тем не менее, загрязненную ССВ последовательно направляют в ПЧХВ, в ЦЧХВ и в ВЧХВ - к ВК (10). При этом: значительную - более 99%, часть КДЧ; существенную - более 90%, часть СДЧ, а также несущественную - менее 10%, часть МДЧ последовательно гравитационно осаждают в ПЧХВ, ЦЧХВ и ВЧХВ.

Однако несущественная - менее 10%, часть СДЧ и существенная - более 90%, часть МДЧ, из-за незначительных масс: mсдч и mмдч (сил тяжести: Gсдч и Gмдч) остаются в оборотной воде, которую попадают на ОФ (1), что, как было сказано ранее, существенно снижает эффективность извлечения алмазов, увеличивает износ оборудования и т.д.

Кроме того: в процессе эксплуатации ХВ (9) в его ЦЧХВ и, особенно, в ПРЧХВ постепенно формируется слой рыхлого (не уплотненного) ССО, который (ССО) может достичь 99% от высоты столба жидкости в ХВ и способен значительно уменьшить рабочий объем (в котором параметры осветленной ССВ соответствуют требованиям технологического процесса) ХВ; в процессе ветрового волнения рыхлый ССО поднимается со дна ХВ на горизонт водозабора, и ССЧ различной дисперсности (не только МДЧ и СДЧ, но и КДЧ) в большой (до десятков г/л) концентрации попадают в ВК (10,) и, в конечном итоге, на ОФ (1), вызывая в технологическом процессе описанные выше негативные обстоятельства (потери алмазов, износ оборудования и т.д.); в период ледостава осветленный слой (до 0,7 м) ССВ полностью вымерзает и на горизонт водозабора оказываются ССЧ различной дисперсности (не только МДЧ и СДЧ, но и КДЧ) в большой (до десятков г/л) концентрации попадают в ВК (10,) и, в конечном итоге, на ОФ (1), вызывая в технологическом процессе описанные выше негативные обстоятельства (потери алмазов, износ оборудования и т.д.).

Для исключения этого: в ПРЧХВ - в районе текущего намыва пляжа и в районе предыдущего намыва пляжа, при помощи не менее 4-х якорных линий (19), обеспечивающих надежное сохранение заданной позиции ПАМ даже в период интенсивного ветрового волнения, устанавливают (при отсутствии ледостава на ХВ) по несколько - не менее 2-х, идентичных ПАМ (14).

При этом: с помощью ППП (16) обеспечивают нахождение ПАМ (14) на поверхности воды (или на поверхности льда - в период ледостава, в том числе, с учетом возможного разрушения льда); с помощью первого терм-шкафа (17) обеспечивают безопасное (от дождя, брызг воды и т.д.) размещение электронного оборудования (генераторов сигналов, усилителей мощности и др.); с помощью первого промышленного кондиционера (18) обеспечивают заданные параметры (температура, относительная влажность) окружающего воздуха внутри первого термшкафа (17). Затем, при помощи нескольких - не менее 5 (по числу гидроакустических излучателей), первых спускоподъемных устройств (20) обеспечивающих постановку на заданный горизонт соответствующего гидроакустического излучателя, а также его (гидроакустического излучателя) ориентировку в пространстве.

В дальнейшем: при помощи последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее 4-х каналов, генератора, первого многоканального (по числу каналов первого генератора) усилителя мощности (23) и нескольких (по числу каналов первого усилителя мощности) направленных гидроакустических излучателей (24) гидроакустического канала (21) осуществляют формирование, усиление и направленное (вперед-вниз) излучение непрерывных и импульсных гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1; при помощи последовательно электрически соединенных: второго многоканального - не менее 2-х каналов, генератора (26), второго многоканального (по числу каналов второго генератора) усилителя мощности (27), а также нескольких (по числу каналов второго усилителя мощности) ненаправленных гидроакустических излучателей (28) гидроакустического канала (25) осуществляют формирование и ненаправленное излучение непрерывных и импульсных сигналов НЗДЧ на частоте F2.

Под воздействием гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F1 осуществляют:

- акустическую дегазацию загрязненной ССВ (сапонитсодержащих хвостов обогащения ОФ) - путем искусственного формирования, роста и схлопывания газовых пузырьков, находившихся в загрязненной ССВ в свободном и растворенном состоянии. В результате из загрязненной ССВ более эффективно (быстро и качественно) извлекают разбухшие в ней ранее ССШЧ;

- акустическую коагуляцию разнодисперсных (КДЧ, СДЧ и МДЧ) ССШЧ - путем механического (с частотой несколько сотен - для НЗДЧ, несколько тысяч - для ЗДЧ и несколько десятков - для УЗДЧ ударов в секунду) присоединения более мелких (и более подвижных) ССШЧ (например, МДЧ), к более крупным (и менее подвижным) ССШЧ (например, к СДЧ и КДЧ). В результате, благодаря существенно возросшей силе тяжести, новые сапонитсодержащие агрегоры гораздо быстрее выпадают в осадок, и ГШ осветляют значительно интенсивнее;

- акустико-гравитационную очистку ССВ - за счет гравитационного осаждения ранее акустически коагулированных ССШЧ во всем объеме ХВ;

- акустическое осаждение исходных ССШЧ и вновь образованных (акустически коагулированных) сапонитсодержащих агрегоров в секторе направленного вперед-вниз гидроакустического воздействия. В результате загрязненную ССВ осветляют значительно интенсивнее;

- акустическое торможение ССШЧ (преимущественно, КДШ и КДЧ), движущихся по пляжу. В результате ССШЧ, дополнительно к гидравлическому осаждению, осаждают более эффективно;

- акустическое уплотнение тела пляжа. В результате предотвращают формирование микрорусел и, тем более, русел, на теле пляжа;

- акустическое уплотнение тела водоупорной дамбы. В результате обеспечивают промышленную безопасность ХВ и предотвращают паразитную фильтрацию ССВ через тело водоупорной дамбы - обеспечивают экологическую безопасность;

- уплотняют ССО и т.д.

Под воздействием гидроакустических сигналов НЗДЧ на частоте F2 осуществляют:

- дополнительную (в районе расположения соответствующих гидроакустических излучателей) акустическую дегазацию загрязненной ССВ;

- дополнительную акустическую коагуляцию разнодисперсных (преимущественно КДЧ и СДЧ) ССШЧ;

- дополнительную акустико-гравитационную очистку ССВ;

- дополнительное акустическое торможение ССШЧ, движущихся по пляжу;

- дополнительное акустическое уплотнение тела пляжа;

- предварительное акустическое уплотнение тела водоупорной дамбы;

- дополнительно уплотняют ССО.

Однако в процессе эксплуатации ХВ, учитывая относительно невысокую эффективность акустико-гравитационного уплотнения ССО (плотность ССО возрастает всего в 1,5-2 раза по сравнению с гравитационным уплотнением ССО) во всем объеме ХВ, а также учитывая локальность (в секторах воздействия направленных вперед-вниз гидроакустических излучателей ЗДЧ и УЗД частот) акустического уплотнения ССО (плотность ССО возрастает в 3-4 раза по сравнению с гравитационным уплотнением ССО), постепенно происходит накопление относительно рыхлого (недостаточно плотного) ССО, особенно в ПРЧХВ.

Для исключения этого: в ПРЧХВ - в районе предыдущего намыва пляжа, устанавливают на лед несколько - не менее 2-х, идентичных друг другу ГЭМ (15).

При этом: при помощи ВПП (29) обеспечивают нахождение ГЭМ на поверхности льда (в период ледостава), или на поверхности воды (в период нештатного разрушения льда); при помощи второго термшкафа (30) обеспечивают размещение насосного оборудования; при помощи второго промышленного кондиционера (31) обеспечивают заданные параметры (температура, относительная влажность) окружающего воздуха внутри второго термшкафа (30), при помощи второго спуско-подъемного устройства (32), обеспечивают постановку (выборку) забортного оборудования ГЭМ (15).

В период отрицательных температур окружающего воздуха обеспечивают: при помощи раскрытого сопла (33) - мягкий (без взмучивания) забор с большой площади дна соответствующей части ХВ (9) ранее акустически уплотненного ССО; при помощи первого гибкого протяженного шламовода (34) - удобную перестановку раскрытого сопла (33) из одной пространственной точки ХВ в другую; при помощи шламового насоса (35) - подъем ранее акустически уплотненного ССО на поверхность льда; при помощи второго гибкого протяженного шламовода (36) - удобную перестановку раскрытого сопла (37) из одной пространственной точки льда ПРЧХВ в другую пространственную точку; при помощи сопла (37) - равномерный намыв на большой площади льда ПЧХВ ранее акустически уплотненного ССО (с учетом прикрепления ССО к внутренней части водоупорной дамбе и к поверхности пляжа в летний период - в процессе таяния ССО); при помощи треноги (38) - удобную перестановку сопла (37) из одной пространственной точки соответствующей ПЧХВ (9) в другую. В результате:

- уменьшают объем ССО в ПРЧХВ, и, тем самым, увеличивают полезный объем ХВ, а, в конечном итоге, повышают качество очистки ССВ;

- наращивают высоту пляжа на его (пляжа) склоне до заданного уровня (например, до уровня водоупорной дамбы) и, тем самым, более рационально используют площадь земли, отведенное под строительство ХВ в интересах последующее ее (площади земли) рекультивации;

- укладывают СДЧ и МДЧ ССО на внутреннюю часть водоупорной дамбы и на всю поверхность пляжа, и, тем самым, выполняют антифильтрационные мероприятия.

При этом, переставляя ГЭМ (15) из одной пространственной точки в другую по кругу, кольцами по всей площади ПЛЧХВ укладывают на лед (с прикреплением к внутренней части дамбы) ранее акустически уплотненный и акустический структуированный в ПРЧХВ ССО. В результате осуществляют естественное медленное сплошное замораживание на всю глубину ранее акустически уплотненного и акустически структуированного ССО.

В период положительных температур происходит равномерное оттаивание ранее акустически уплотненного и акустически структуированного ССО. В результате его (ССО) объем уменьшается: в 5-6 раз - по сравнению с акустико-гравитационным уплотнением ССО; в 2-2,5 раза по сравнению с акустическим уплотнением ССО. При этом:

- разрушения (распада) осадка (благодаря, в первую очередь, акустическому структуированию) не происходит;

- освобождаемая ССВ содержит лишь незначительное количество (единицы мг/л) ССЧ, что позволяет ее не только использовать на ОФ в технологическом процессе, но и сбрасывать (при необходимости) в дренажные канавы или даже в природные водотоки. При этом:

1. Эффективное (быстрое и качественное) разделение на две фазы (жидкое и твердое) сапонитсодержащих хвостов обогащения ОФ - пульпы (загрязненной ССВ) обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа, путем встречного излучения гидроакустических волн;

- осуществляют акустико-гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа, путем их встречного акустического прижатия к телу пляжа;

- осуществляют акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ (преимущественно СДЧ);

- осуществляют акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

2. Качественную укладку крупных сапонитсодержащих шламов в пляжной (близкой к водоупорным дамбам) части ХВ обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют акустическое уплотнение тела пляжа;

- осуществляют акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа, путем встречного излучения гидроакустических волн;

- осуществляют акустико-гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа, путем их встречного акустического прижатия к телу пляжа;

- осуществляют акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ (преимущественно СДЧ);

- осуществляют акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

3. Эффективное (непрерывное и качественное) - в 3-4 раза по сравнению с гравитационным уплотнением, акустическое уплотнении ССО (в пляжной и периферийной частях ХВ с гидроакустическими излучателями) обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляют акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ - путем направленного вперед-вниз излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ;

- осуществляют виброакустическое уплотнение ССО - путем ненаправленного излучения гидроакустических сигналов НЗДЧ и т.д.

4. Относительно эффективное (непрерывное и качественное) - в 1,5-2 раза по сравнению с гравитационным уплотнением, акустико-гравитационное уплотнение ССО (в центральной части ХВ без гидроакустических излучателей) обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляют виброакустическое уплотнение ССО и т.д.

5. Высокоэффективное (периодическое - только в зимний период) - в 5-6 раз по сравнению с гравитационным уплотнением, акустико-замораживающее (акустико-криогенное) уплотнение ССО (в ПЛЧХВ и в ПРЧХВ - с излучателями) обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляют виброакустическое уплотнение ССО - путем ненаправленного излучения гидроакустических сигналов НЗДЧ;

- осуществляют гидравлический подъем на поверхность льда ранее акустически обработанного (предварительно уплотненного, структуированного и т.д.) ССО;

- осуществляют укладку на лед до расчетной высоты в районе полностью сформированного пляжа ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляют естественное медленное сплошное замораживание в зимний период ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляют оттаивание в летний период ранее акустически обработанного и полностью замороженного ССО и т.д.

6. Качественное (до заданной плотности) и антифильтрационное (исключающее паразитное дренажирование ССВ) уплотнение тела водоупорной дамбы ХВ обеспечивают за счет того, что;

- осуществляют предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляют виброакустическое уплотнение ССО - путем ненаправленного излучения гидроакустических сигналов НЗДЧ;

- осуществляют гидравлический подъем на поверхность льда ранее акустически обработанного (предварительно уплотненного, структуированного и т.д.) ССО;

- осуществляют укладку на лед до расчетной высоты в районе полностью сформированного пляжа ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляют естественное медленное сплошное замораживание в зимний период ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляют оттаивание в летний период ранее акустически обработанного и полностью замороженного ССО;

- осуществляют гидроакустическое воздействие на тело водоупорной дамбы с ранее акустически обработанным, полностью замороженным в зимний период и полностью оттаянным в летний период ССО и т.д.

7. Быстрое и качественное (до требования регламента) осветление больших (млн.куб.м) объемов ССВ в центральной и внутренней частях ХВ обеспечивают за счет того, что:

- осуществляют предварительную дегазацию пульпы;

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляют предварительное акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ;

- осуществляют предварительное акустическое и виброакустическое уплотнение ССО;

- осуществляют акустико-гравитационное уплотнение ССО;

- осуществляют гравитационное осаждение ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

8. Относительную простоту способа обеспечивают за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических (в том числе снятых с вооружения, что дополнительно способствует конверсии предприятий военно-промышленного комплекса) излучателей;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью (раз в 7 суток), и непосредственно в процессе работы ХВ, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и т.д.

9. Минимальные финансово-временные затраты обеспечивают за счет того, что:

- многократно уменьшают площадь земель, отводимых под строительство ХВ;

- периодически (раз в 2-3 года) дополнительно не наращивают высоту водоупорных дамб ХВ;

- очистку ССВ осуществляют с одновременным уплотнением ССО;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов и гидроакустических излучателей;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, относительно небольшое (менее 1 Вт/м3);

- время на монтаж оборудования на одном ПАВ не превышает 4 часов;

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы ХВ, поэтому не требуется специального времени для прекращения процессов безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО и т.д.

10. Медицинскую безопасность для человека обеспечивают за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки ССВ и уплотнения ССО;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых и медицински (санитарно) сертифицированных приборов;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- параметры (частота, амплитуда акустического давления и т.д.) гидроакустических волн являются медицински безопасными для человека и т.д.

11. Экологическую безопасность для ОПС обеспечивают за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки ССВ и уплотнения ССО;

- тремя различными способами уплотняют осадок в ХВ, что исключает паразитное дренажирование ССВ из него;

- двумя различными способами уплотняют тела всех водоупорных дамб ХВ, что полностью исключает паразитное дренажирование ССВ из него;

- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических волн являются экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. Дополнительно осуществляют формирование и излучение непрерывных гидроакустических сигналов НЗДЧ, с помощью которых воздействуют на ССО (в первую очередь) и ССВ.

2. Дополнительно осуществляют принудительное гидроакустическое уплотнение ССО в районах расположения гидроакустических излучателей.

3. Дополнительно в период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда в нерабочую пляжную часть ХВ по всему его внутреннему периметру, ранее акустически уплотненного ССО.

4. Дополнительно осуществляют укладку ранее акустически уплотненного ССО на лед до расчетной высоты в нерабочую пляжную часть ХВ по всему его внутреннему периметру.

5. Дополнительно осуществляют естественное медленное сплошное замораживание в зимний период на всю глубину ранее акустически уплотненного ССО.

6. Дополнительно в летний период осуществляют оттаивание ранее акустически уплотненного ССО с разделением на окончательно уплотненный ССО и на окончательно осветленную ССВ.

7. Сохраняют полезный рабочий объема ХВ без наращивания высоты водоупорных дамб.

8. Повышают промышленную безопасность эксплуатации ХВ.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки: 2, 3 и 7 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО.

Признаки: 1, 4, 5 и 6 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО. В то же время известно: для признака 1 - использование гидроакустических сигналов НЗДЧ для осветления оборотных и сточных вод; для признака 4 - укладку ССО на специальный участок; для признака 5 - вымораживание ССО на специальном участке; для признака 6 - оттаивание ССО на специальном участке.

Признак 8 является известным.

Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно (быстро и качественно) разделять на две фазы - жидкое и твердое сапонитсодержащие хвосты обогащения ОФ; эффективно (быстро и качественно) очищать ССВ; эффективно (быстро и качественно) уплотнять ССО; качественно уплотнять тело водоупорной дамбы ХВ в интересах обеспечения промышленной и экологической безопасности эксплуатации хВ относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для ОПС в целом.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

Пример реализации способа.

Опытно-промышленные испытания разработанного способа производились в 2013-2016 г. в ПАО «Севералмаз» (Россия, Архангельская обл.).

На фиг. 5 - фиг. 8 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа безреагентной очистки ССВ и уплотнения ССО.

При этом: на фиг. 5 представлены результаты - в виде соответствующих гистограмм, безреагентной поэтапной (0 - в районе сброса пульпы, I - на выходе из ПЧХВ; II - на выходе из ВЧХВ) безреагентной очистки ССВ (исходная концентрация ССШЧ SS0=313 г/л) с помощью разработанного способа (гистограммы, выделенные сплошной линией) и с помощью способа-прототипа (гистограммы, выделенные пунктирной линией).

Как видно из фиг. 5: после первого этапа безреагентной очистки ССВ содержание ССЧ в ней было уменьшено с 313,0 г/л до 15,0 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки 95,2%) и с 313,0 г/л до 5,0 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки 98,4%, выигрыш разработанного способа 3,2%); после второго этапа безреагентной очистки ССВ содержание ССЧ в ней было уменьшено с 15,0 г/л до 1,5 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после второго этапа - 90,0%, после двух этапов - 99,5%) и с 5,0 г/л до 0,5 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после второго этапа - 90,0%, после двух этапов - 99,8%, выигрыш разработанного способа 0,3%).

Исходя из требований технологического регламента (содержание ССЧ в оборотной воде не должно превышать 0,5 г/л) только разработанный способ обеспечил требуемую эффективность очистки ССВ.

На фиг. 6 представлены, в виде соответствующих гистограмм, скорость (V, г/л*час) осветления загрязненной ССВ с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л для: разработанного способа - гистограмма №3, выделенная сплошной линией; для способа-прототипа - гистограмма №2, выделенная пунктирной линией, а также для гравитационного способа - гистограмма №1, выделенная точками. Как видно из фиг. 6 скорость осветления загрязненной ССВ (с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л): для разработанного способа составляет 11,7 г/л*час; для способа-прототипа - 7,3 г/л*час (выигрыш разработанного способа - 1,6 раза); для гравитационного способа - 1,2 г/л*час (выигрыш разработанного способа - 9,75 раз).

На фиг. 7 представлены, в виде соответствующих гистограмм, объем осадка (V, %) у загрязненной ССВ с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л для: разработанного способа - гистограмма №3, выделенная сплошной линией; для способа-прототипа - гистограмма №2, выделенная пунктирной линией, а также для гравитационного способа - гистограмма №1, выделенная точками. Как видно из фиг. 7 объем осадка у загрязненной ССВ (с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л): для разработанного способа составляет 15%; для способа-прототипа - 40% (выигрыш разработанного способа - 25%); для гравитационного способа - 90% (выигрыш разработанного способа - 75%).

На фиг. 8 представлены, в виде соответствующих гистограмм, плотность осадка (Р, т/м3) у загрязненной ССВ с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л для: разработанного способа - гистограмма №3, выделенная сплошной линией; для способа-прототипа - гистограмма №2, выделенная пунктирной линией, а также для гравитационного способа - гистограмма №1, выделенная точками. Как видно из фиг. 8 плотность осадка у загрязненной ССВ (с исходным содержанием ССШЧ 126 г/л): для разработанного способа составляет 1,25 т/м3; для способа-прототипа - 1,02 т/м3 (выигрыш разработанного способа - 1,2 раза); для гравитационного способа 0,18 т/м3 (выигрыш разработанного способа - 6,9 раз).

Таким образом:

1. Эффективное разделение на две фазы загрязненной ССВ обеспечили за счет того, что:

- осуществляли акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляли акустико-гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляли акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

2. Качественную укладку крупных сапонитсодержащих шламов в пляжной части ХВ обеспечили за счет того, что:

- осуществляли акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли акустическое уплотнение тела пляжа;

- осуществляли акустическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляли акустико-гидравлическое торможение ССЧ, движущихся по телу пляжа;

- осуществляли акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

3. Эффективное акустическое уплотнении ССО (в ПЛЧХВ и в ПРЧХВ - с гидроакустическими излучателями) обеспечили за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ;

- осуществляют виброакустическое уплотнение ССО и т.д.

4. Относительно эффективное акустико-гравитационное уплотнение ССО (в ЦЧХВ без гидроакустических излучателей) обеспечили за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли виброакустическое уплотнение ССО и т.д.

5. Высокоэффективное акустико-замораживающее уплотнение ССО (в ПЛЧХВ и в ПРЧХВ - с излучателями) обеспечили за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли виброакустическое уплотнение ССО;

- осуществляли гидравлический подъем на поверхность льда ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли укладку на лед до расчетной высоты в районе полностью сформированного пляжа ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли естественное медленное сплошное замораживание в зимний период ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли оттаивание в летний период ранее акустически обработанного и полностью замороженного ССО и т.д.

6. Качественное и антифильтрационное уплотнение тела водоупорной дамбы ХВ обеспечили за счет того, что;

- осуществляли предварительную акустическую дегазацию пульпы;

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли виброакустическое уплотнение ССО;

- осуществляли гидравлический подъем на поверхность льда ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли укладку на лед до расчетной высоты в районе полностью сформированного пляжа ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли естественное медленное сплошное замораживание в зимний период ранее акустически обработанного ССО;

- осуществляли оттаивание в летний период ранее акустически обработанного и полностью замороженного ССО;

- осуществляли гидроакустическое воздействие на тело водоупорной дамбы с ранее акустически обработанным, полностью замороженным в зимний период и полностью оттаянным в летний период ССО и т.д.

7. Быстрое и качественное осветление больших (млн.куб.м) объемов ССВ в центральной и внутренней частях ХВ обеспечили за счет того, что:

- осуществляли предварительную дегазацию пульпы;

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию разнодисперсных ССЧ;

- осуществляли предварительное акустическое осаждение исходных ССЧ и ранее акустически коагулированных ССЧ;

- осуществляли предварительное акустическое и виброакустическое уплотнение ССО;

- осуществляли акустико-гравитационное уплотнение ССО;

- осуществляли гравитационное осаждение ранее акустически коагулированных ССЧ и т.д.

8. Относительную простоту способа обеспечили за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических излучателей;

- управление работой устройства осуществляли автоматически и полуавтоматически;

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы ХВ и т.д.

9. Минимальные финансово-временные затраты обеспечили за счет того, что:

- многократно уменьшили площадь земель, отводимых под строительство ХВ;

- не наращивали высоту водоупорных дамб ХВ;

- очистку ССВ осуществляли с одновременным уплотнением ССО;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов и гидроакустических излучателей;

- энергопотребление электронных приборов устройства было относительно небольшим (менее 1 Вт/м3);

- время на монтаж оборудования на одном ПАВ не превышало 4 часа;

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы ХВ и т.д.

10. Медицинскую безопасность для человека обеспечили за счет того, что:

- полностью исключили использование химических реагентов для очистки ССВ и уплотнения ССО;

- формирование и излучение гидроакустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых и медицински сертифицированных приборов;

- управление работой устройства осуществляли автоматически и полуавтоматически;

- параметры гидроакустических волн являлись медицински безопасными для человека и т.д.

11. Экологическую безопасность для ОПС обеспечили за счет того, что:

- полностью исключили использование химических реагентов для очистки ССВ и уплотнения ССО;

- тремя различными способами уплотняли осадок в ХВ;

- двумя различными способами уплотняли тела всех водоупорных дамб ХВ;

- параметры гидроакустических волн являлись экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения сапонитсодержащего осадка, заключающийся в формировании, усилении и излучении гидроакустических сигналов звукового и ультразвукового диапазонов частот с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, а также их воздействии на сапонитсодержащую воду, в гидроакустической дегазации сапонитсодержащей воды, в гидроакустической коагуляции разнодисперсных сапонитсодержащих шламовых частиц, в акустико-гравитационном уплотнении сапонитсодержащего осадка, в дополнительной обработке сапонитсодержащего осадка в разные времена года, в гидроакустическом уплотнении тела водоупорной дамбы хвостохранилища, в отборе предварительно уплотненного сапонитсодержащего осадка, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют формирование, усиление и излучение непрерывных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот - в диапазоне частот от десятков Гц до единиц кГц, с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от соответствующего гидроакустического излучателя, с помощью которых дополнительно воздействуют на сапонитсодержащий осадок, дополнительно осуществляют гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка, дополнительно в период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда ранее акустически уплотненного сапонитсодержащего осадка и его укладку на лед до расчетной высоты в нерабочую пляжную часть хвостохранилища по всему его внутреннему периметру с последующим естественным медленным сплошным замораживанием в зимний период на всю его глубину, дополнительно в летний период осуществляют оттаивание сапонитсодержащего осадка с разделением на окончательно уплотненный сапонитсодержащий осадок и на окончательно осветленную сапонитсодержащую воду с последующим ее использованием в технологическом процессе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комплексам очистки сточных вод, предназначенным для глубокой физико-химической и биологической (комбинированной) очистки производственных сточных вод от взвешенных веществ, соединений азота, фосфора, поверхностно-активных веществ и других загрязнителей с обеспечением качества очистки до требований, допускающих сброс очищенной воды в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Изобретение может быть использовано для сгущения продуктов обогащения обогатительных фабрик, гидрометаллургии, для очистки оборотных промышленных вод, для подготовки питьевой воды и дальнейшего использования сгущенного осадка в качестве сырья.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для безреагентной очистки от взвешенных веществ и коллоидных частиц с размером частиц менее 0,5 мкм, а также от тяжелых металлов и солей промышленных сточных (карьерных, отвальных, дренажных и т.д.) вод.

Изобретение может быть использовано для очистки сильнозагрязненных поверхностных стоков с территорий промышленных предприятий, полигонов ТБО. Сточные воды с предварительно введенным флокулянтом с гидрофобизирующими свойствами подают на стадию осаждения песка и крупных частиц, тонкую механическую очистку от взвешенных веществ в слое загрузки из цилиндрических колец, засыпанных в навал, сорбцию свободных и эмульгированных нефтепродуктов, дополнительную сорбцию растворимых нефтепродуктов на сорбенте с прикрепленной микрофлорой и подачей кислорода воздуха.

Изобретение относятся к области очистки промышленных и ливневых сточных вод титаномагниевого производства. Установка для очистки промышленных и ливневых сточных вод включает камеры, соединенные между собой в следующей последовательности: нефтеловушка 2 соединена с камерой обеззараживания ультрафиолетовым облучением 4 трубопроводом 3, проходящим через камеру обеззараживания и снабженным устройством ультрафиолетового облучения 5 с длиной волны 250-270 нм, камера обеззараживания связана с камерой измерения расхода сточных вод 6 трубопроводом 3, проходящим через камеру измерения расхода и снабженным акустическим расходомером 7, камера измерения расхода соединена трубопроводом с фильтрационной камерой 8 с сорбционным наполнителем 9 типа МИУ-С2, а фильтрационная камера с сорбционным наполнителем связана трубопроводом со сборным коллектором 10 для очищенных сточных вод, а насосная станция 11 для перекачки очищенных сточных вод соединена трубопроводом с одной стороны со сборным коллектором для очищенных сточных вод, а с другой - с сетью оборотного водоснабжения 12.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для безреагентной очистки оборотных промышленных вод (ПВ) от сапонитсодержащих частиц и безреагентного уплотнения сапонитсодержащего осадка; для безреагентной очистки сточных ПВ от взвешенных веществ в отстойниках и на полях поверхностной фильтрации.

Изобретение относится к обработке воды и водных растворов для одновременного умягчения, снижения минерализации, опреснения, обеззараживания и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве и медицине.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки промышленных отвальных, дренажных вод, в алмазодобывающей промышленности, горной промышленности и гидротехнических сооружениях для предварительной подготовки воды.

Изобретение может быть использовано для очистки концентрированных сточных вод с трудноокисляемыми органическими примесями и токсичными соединениями. Способ очистки дренажных вод полигонов твердых бытовых отходов включает стадии: электрохимической очистки 4 с выделением на аноде активного хлора, двухступенчатой фильтрации и обратноосмотического разделения.

Изобретение относится к управляемому изменению свойств жидкостей путем интенсивного динамического воздействия на них и может быть использовано в пищевой и нефтехимической промышленности, биотехнологии, медицине, в промышленной гидроэкологии для водоподготовки и сельском хозяйстве для получения суспензий и молекулярных растворов.

Изобретение может быть использовано для очистки подземных водосборников и промышленных сбросов от взвешенных тонкослойных частиц, нефтепродуктов, металлов. Комплекс включает корпус с емкостью (1), транспортно-обезвоживающее устройство (5), модульные устройства для очистки воды трех типов (2, 3, 4), устройства подачи (19) и сброса воды (10).

Изобретение относится к нагреву и обеззараживанию воды СВЧ-энергией и может быть использовано в пищевой, медицинской, микробиологической, фармацевтической, а также в химической промышленности.

Группа изобретений может быть использована в сельском хозяйстве для переработки отходов животноводства. Способ извлечения питательных веществ из отходов животноводческих комплексов включает нагревание и аэрирование стоков анаэробного ферментера в аэрационном реакторе в течение 4-24 часов для перевода растворимого аммония в газообразный аммиак, подачу газообразного аммиака из аэрационного реактора в дегазационную колонну, в которой регулируемое количество кислоты реагирует с аммиаком, извлечение получаемой аммониевой соли.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, загрязненных биоразлагаемыми органическими соединениями.

Группа изобретений относится к области очистки питьевых, технических, сточных вод и жидкостей от содержащихся в них газов и может быть использована в коммунальном водоснабжении, водоподготовке и промышленности.

Изобретение относится к области дезинфекции жидкостей, в том числе воды, ультрафиолетовым излучением. Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор 1, внутри которого параллельно его оси расположены одна или несколько УФ-ламп 2, помещенных в герметичные защитные кварцевые чехлы 3.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических соединений (в том числе, производных фенолов) и может быть применено на предприятиях различных отраслей промышленности для проведения реакций окисления, а также для каталитической очистки сточных вод от токсичных органических контаминантов.
Изобретение относится к области очистки технологической жидкости, например воды, загрязненной осаждающимися механическими примесями, например дисперсными твердыми частицами, плотность материала которых выше плотности технологической жидкости, и плавающей жидкой средой, плотность которой ниже плотности технологической жидкости, например нефти в воде, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где возникает такая необходимость.

Изобретение относится к области очистки природных и сточных вод промышленных предприятий от сернистых соединений. Способ очистки воды от сернистых соединений включает насыщение воды кислородом или воздухом в присутствии катализатора окисления, в качестве которого используют водный раствор комплекса железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой, при этом катализатор и кислород или воздух подают непосредственно в поток воды с сернистыми соединениями при рН от 2 до 11, причем катализатор подают в концентрации от 0,1 до 3 мг-экв./л, а кислород подают в объемах, равных или превышающих требуемые объемы по стехиометрии, для превращения сернистых соединений в элементарную серу, после осуществляют отделение воды от элементарной серы.

Изобретение относится к разделению и нагреву водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Установка для разделения и нагрева водонефтяной эмульсии содержит емкость 1 с патрубками 2, 3, 4, 5 ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти, вывода воды, нефтяного газа, расположенный снаружи емкости 1 цилиндрический кожух 6 с патрубками 7, 8 ввода и вывода теплоносителя и с размещенной в нем жаровой трубой 9, циркуляционный насос 10 и нагреватель 11.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для предварительной водоподготовки питьевой воды: очистки исходной воды от планктона (ПТ), водорослей (ВД), взвешенных веществ (ВВ) и коллоидных частиц (КЧ), обеззараживании воды - очистки воды от болезнетворных бактерий (ББ), а также холодной (акустической) сушки осадка и его дальнейшего использования в строительных материалах - в интересах здоровья населения; для очистки оборотных промышленных вод и для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов (НП), тяжелых металлов (ТМ), ВВ и КЧ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией (при наличии ББ в нем) или дальнейшего использования (при отсутствии ББ в нем) в строительных материалах - в интересах рационального природопользования; для очистки бытовых сточных вод от ВВ, КЧ и ББ, а также раздельной сушки различных осадков с последующей утилизацией и дальнейшего использования в качестве сырья для биотоплива и др.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных и сточных вод от сапонитсодержащих шламовых частиц и уплотнения сапонитсодержащего осадка в хвостохранилищах. Для осуществления способа загрязненную сапонитсодержащую воду из источника её образования через пульпонасосную станцию и пульповод сбрасывают на пляжную часть хвостохранилища по всему внутреннему периметру. В периферийной части хвостохранилища, примыкающей с внутренней части к, устанавливают несколько плавучих акустических модулей с излучателями и осуществляют формирование и излучение гидроакустических сигналов звукового и ультразвукового диапазона частот, а также формирование и непрерывное излучение сигналов низкого звукового диапазона частот. Гидроакустические сигналы звукового и ультразвукового диапазонов частот формируют с амплитудой акустического давления не менее 102 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя, воздействуют ими на сапонитсодержащую воду для дегазации, гидроакустической коагуляции сапонитсодержащих шламовых частиц, уплотнения сапонитсодержащего осадка. Формирование, усиление и излучение непрерывных гидроакустических сигналов низкого звукового диапазона частот осуществляют в диапазоне частот от десятков Гц до единиц кГц, с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя и воздействуют на сапонитсодержащий осадок. В период ледостава осуществляют подъем на поверхность льда акустически уплотненного сапонитсодержащего осадка и его укладку на лед в нерабочую пляжную часть хвостохранилища. В летний период осуществляют оттаивание сапонитсодержащего осадка с разделением на окончательно уплотненный сапонитсодержащий осадок и осветленную сапонитсодержащую воду с последующим ее использованием в технологическом процессе. Способ обеспечивает быстрое и качественное разделение на две фазы сапонитсодержащих хвостов обогатительной фабрики в хвостохранилище, уплотнение полученного сапонитсодержащего осадка и тела водоупорной дамбы, осветление больших объемов сапонитсодержащей воды, повышение экологической безопасности эксплуатации хвостохранилища. 8 ил., 1 пр.

Наверх