1. Угольные и сланцевые шахты
На угольных и сланцевых шахтах образуются две категории сточных вод: шахтные и производственные.
К шахтным водам относятся метаморфизированные подземные воды, вскрытые и дренированные подземными выработками, сточные воды от гидродобычи, а также сточные воды шахтных систем обеспыливания.
Производственные сточные воды образуются на шахтной поверхности. К ним относятся охлаждающие сточные воды компрессорных станций, продувочные воды котельных и охладительных сооружений, промывные и регенерационные сточные воды установок подготовки воды для котельных и ряд других.
Количество шахтных вод колеблется в широких пределах. Ориентировочное удельное количество шахтных вод на 1 т добываемого угля по ряду бассейнов и месторождений СССР приведено в табл. 44.2.
Шахтные воды содержат различные загрязнения (минеральные, органические и бактериальные), не пригодны для питья и не могут использоваться для технического водоснабжения без предварительной очистки. Минеральные и органические вещества в сточных водах находятся в растворенном и взвешенном состоянии. В состав взвешенных веществ входят частички угля, сланцев или породы (кварц, пирит и др.), инертная пыль и пр. Основную массу (более 60%) взвешенных веществ составляют частицы с гидравлической крупностью 0,2 мм/с, средняя концентрация механических примесей составляет 3—6 г/л.
Гранулометрический состав взвешенных веществ включает фракции размером от 3 мм до тонкой пыли (размером не менее 0,01 мм). В каждом конкретном случае гранулометрический состав должен определяться анализом. Минеральные вещества, растворенные в шахтных водах, различны по количеству и качественному составу, однако воды каждого бассейна имеют определенный интервал по минерализации.
Наиболее часто встречаются шахтные воды с минерализацией в пределах 1,5—6 г/л. Однако на отдельных шахтах Западного Донбасса их минерализация достигает 25—565 30 г/л и более. Кроме того, в шахтных водах содержатся ионы различных металлов: железа, меди, цинка, хрома, кобальта, марганца, олова, никеля и др. В отдельных месторождениях количество ионов металлов значительно превышает ПДК, что необходимо учитывать при выборе метода и схемы очистки шахтных вод. Содержание органических загрязнений в шахтных водах по отношению к содержанию минеральных веществ невелико и составляет 0,5—3%.
Качественная характеристика шахтных вод приведена в табл. 44. 3. Очистка шахтных вод производится путем осветления в отстойниках или на фильтрах. В некоторых случаях может производиться деминерализация. Очищенные сточные воды дезинфицируются. Осветление может производиться как с применением реагентной обработки (для повышения эффекта осветления, стабилизации, снижения концентрации ионов тяжелых металлов, нейтрализации), так и без применения ее. Для реагентной обработки шахтных вод используют сернокислый алюминий, хлорное железо, известь, а также полиакриламид или другие высокомолекулярные флокулянты типа ВА-2. Для обеззараживания применяют жидкий хлор, хлористый натрий, озон, бактерицидные установки.
Для деминерализации шахтных вод в основном применяются методы дистилляции и электродиализа. Метод дистилляции практически применим для минерализации шахтных вод с любыми концентрациями солей, а метод электродиализа — для минерализации хлоридно-сульфатно-натриевых вод с солесодержанием не более 5 г/л. Количество осадков, образующихся при очистке шахтных вод, составляет 0,05—0,3% объема обрабатываемой воды. Влажность осадков в отстойниках зависит от Bвремени пребывания их в последних и составляет от 92 до 98,5%. При гидравлическом способе удаления осадков Т: Ж=1: 6-Н: 12. Обезвоживание осадков осуществляется механическим путем или на шламовых площадках. Для обезвоживания могут применяться барабанные и дисковые вакуум-фильтры, а также фильтр-прессы.