Эффективность очистки промышленных стоков горных предприятий на фильтровальных устройствах с использованием волокнистых материалов

© К.В. Свалова, 2013

УДК 504.20.1 К.В. Свалова

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Представлены результаты практических испытаний фильтровальных устройств на основе волокнистых полимерных материалов. Найдены наиболее эффективные комбинации фильтров, дана оценка их работы для очистки промышленных стоков горных предприятий.

Ключевые слова: промышленные стоки, фильтровальные устройства, волокнистый полимерный материал.

Проблема очистки сточных вод всегда остро стоит перед руководством промышленных предприятий, использующих в технологическом процессе большое количество водных ресурсов. К тому же возросшие экологические требования природоохранного законодательства заставляют промышленные предприятия разрабатывать комплексы природоохранных мероприятий для снижения вероятности появления экологических рисков. Фильтровальные устройства на основе волокнистых полимерных материалов могут эффективно использоваться для решения этой проблемы.

Для оценки эффективности фильтровальных устройств на основе волокнистых материалов проводились опытные испытания данных фильтров при очистке промышленных стоков одного из горнорудных предприятий Забайкальского края.

В настоящее время на данном предприятии промышленная вода является оборотной, т.е. после использования в технологическом процессе, она сбрасывается по подводящим

трубам в отстойник (хвостохранили-ще), где под действием гравитационных сил осветляется, а затем снова используется в технологическом процессе.

Исходя из этого, для химического анализа были взяты пробы воды, непосредственно после использования в технологическом процессе, а также пробы, прошедшие очистку гравитационным способом в отстойнике.

Для того чтобы показать насколько эффективны фильтровальные устройства на основе волокнистых полимерных материалов промышленные стоки очищались в фильтровальном устройстве кассетного типа (рис. 1) с применением 4 различных комбинаций. Для сравнения результатов эксперимента также была подвергнута осветлению исходная сточная вода на двойном волокнистом фильтре, а также вода, прошедшая очистку гравитационным способом в отстойнике, на фильтровальном устройстве с использованием наиболее эффективной фильтровальной комбинации.

Исследования показали, что в качестве фильтровальных материалов

Х-

г

Рис. 1 Фильтровальное устройство кассетного типа: 1 - каркас, 2 - кассета

целесообразно применять волокнистые полимерные материалы из полипропиленовых синтетических волокон, образующие в процессе изготовления пористую структуру материала. Поэтому, при фильтровании струя жидкости при проходе через волокнистый слой разбивается на более мелкие, которые движутся по многократно меняющим направление траекториям, что ведет к отложению твердой фазы промышленных стоков как внутри материала, так и на его поверхности [1].

Кроме того, данный тип фильтров отличается простотой изготовления и как следствие сравнительно небольшими трудозатратами, а также низкой стоимостью необходимых материа-лов[2].

Из всего многообразия испытываемых материалов, проведя более 60 опытов, на основании полученных экспериментальным путем данных [3] были выбраны следующие 4 эффективные комбинации фильтровальных материалов:

1 комбинация: СТ1+СТ11+И 250 Т

2 комбинация: СТ1+СТ11+И 500Т

3 комбинация: СТ1+СТ2+СТ3+ТХ70

4 комбинация:

СТ1 + СТ2 +СТ 11+ РЬ100 где СТ1, СТ2, СТ3, СТ11- иглопробивной нетканый материал разной поверхностной плотности, производства завода «МОНТЕМ», г.Москва; И250Т, И500Т-нетканый волокнистый материал, полученный иглопробивным способом с использованием термоскрепления, производства завода «ВТОРКОМ», г. Челябинск; РЬ100,ТХ70 - фильтровальная ткань из волокон полипропилена, производства завода «КЕМЕТ», г. Санкт-Петербург.

Анализ проб вод и их характеристика (табл. 1) производился в санитарно-гигиенической лаборатории РЖД за счет средств гранта ЗабГУ № ГР-117.

Анализ данных (табл.1) показывает, что исходная вода не соответствовала санитарным нормам по показателям взвешенных веществ на 78,5%, содержанию нитратов на 36,7%, фосфатов на 2,7%, нитритов на 15,4%, азоту аммония на 11,8%.

Наиболее эффективной оказалась комбинация 4. После очистки исходной воды в фильтровальном устройстве этой комбинации зафиксировано уменьшение показателей содержания нитратов на 65,3 %, нитритов на 74,3 %, азота аммония на 85,9 %, хлоридов на 74,4 %, фосфатов на 63,9 %, ХПК на 51,7 %, сульфатов 76,4 %, взвешенным веществам на 54,3 %.

Следует отметить, что после очистки исходной сточной воды в фильтрах четырех комбинаций сохраняется превышение санитарной нормы по показателю взвешенных веществ, поэтому было решено провести дополнительную серию опытов, а именно осветлить воду в фильтрах, взятую из отстойника, а также провести двойную очистку исходной сточной воды на наиболее эффективных комбинациях.

Таблица 1

Характеристика показателей очистки промышленных стоков

I = Пробы воды для химического анализа а

0 Я ¡21 ^ ¡а ^ 0 н

Я 1 ч я « 2 Ч я И О Исходная - г сле использ вания в тех.проиесс После очист в фильтре комбинаиия После очист в фильтре комбинаиия После очист в фильтре комбинаиия После очист в фильтре комбинаиия Я » 8. 1 В и н а и

Нитраты, мг/л 71,1+10,6 27,3+4,0 27,2+4,0 24,9+3,7 24,7+9,7 < 45 мг/л

Нитриты, мг/л 3,9+0,4 1,2+0,2 1,0+0,2 1,1+0,3 1,0+0,2 < 3,3 мг/л

Азот аммония, мг/л 1,7+0,1 1,3+0,1 0,32+0,02 0,74+0,007 0,24+0,03 < 1,5 мг/л

Хлориды, мг/л 90,0+13,5 28,0+0,3 25,0+3,7 24,0+3,6 23,0+3,3 < 350 мг/л

Фосфаты, мг/л 3,6+0,6 1,8+0,3 1,5+0,3 1,5+0,3 1,3+0,4 < 3,5 мг/л

ХПК, мг/л 29,0+5,7 25,0+8,4 18,0+5,4 22,6+6,7 14,0+3,0 < 30 мг/л

Взвешенные вещества, мг/л 3,5+0,6 2,6+0,6 2,0+0,4 1,8+0,4 1,6+0,5 < 0,75 мг/л

Сульфаты, мг/л 50,0+5,5 14,3+2,6 13,8+2,7 13,3+2,8 11,8+1,2 < 500 мг/л

Таблица 2

Характеристика показателей очистки промышленньж стоков

Определяемые показатели Пробы воды для химического анализа Санитарная норма

Отстойник После очистки в отстойнике и волокнистом фильтре

Нитраты, мг/л 64,9+8,4 23,1+3,4 22,0+3,4 < 45 мг/л

Нитриты, мг/л 3,7+0,4 0,9+0,2 0,8+0,2 < 3,3 мг/л

Азот аммония, мг/л 1,5+0,05 0,21+0,04 0,18+0,04 < 1,5 мг/л

Хлориды, мг/л 90,0+13,5 22,0+4,2 20,0+4,2 < 350 мг/л

Фосфаты, мг/л 2,6+0,6 1,0+0,02 0,9+0,02 < 3,5 мг/л

ХПК, мг/л 25,8+4,7 10,8+4,4 10,0+4,4 < 30 мг/л

Взвешенные вещества, мг/л 2,4+0,3 0,5+0,3 0,4+0,3 < 0,75 мг/л

Сульфаты, мг/л 40,6+4,4 6,8+2,3 6,0+2,3 < 500 мг/л

Характеристика показателей очистки промышленных стоков показана в табл.2.

Загрязненность промышленных стоков в отстойнике превышает сани-

тарные нормы: по взвешенным веществам на 68,75 %, содержанию нитратов на 30,6 %, нитритов на 15,4 %.

Отстоянная осветленная вода после очистки на фильтровальном уст-

ройстве соответствует санитарным нормам. В данной пробе отмечена высокая задерживающая способность фильтровальных материалов, а именно содержание нитратов уменьшилось на 64,4 %, нитритов на 75,6 %, азота аммония на 86%, хлоридов на 75,5%, фосфатов на 61,5 %, ХПК на 58,1 %, сульфатов 83,2 %, взвешенным веществам на 79,2 %.

Еще лучшие показатели зафиксированы в пробе после очистки исходной воды в двойном волокнистом фильтре, а именно содержание нитратов уменьшилось на 69 %, нитритов на 79,5 %, азота аммония на 89,5 %, хлоридов на 77,8 %, фосфатов на 75

1. Герасимов В.М. Волокнистые полимерные материалы в геотехнологии: монография. - Чита: ЧитГУ, 2010. - 207с.

2. Нижегородцев Е.А. Отведение грунтовых вод из тела искусственной грунтовой насыпи с помощью пластовых дренажей: Вестник ЗабГУ. - Чита: ЗабГУ, 2012. -№8(87). - С. 12-15.

%, ХПК на 65,5 %, сульфатов 88 %, взвешенным веществам на 88,6 %. Данная проба также соответствует санитарным нормам.

Таким образом, анализ данных (табл. 1, 2) позволяет сделать вывод о возможности эффективной очистки промышленных стоков с помощью фильтровальных устройств с использованием волокнистых полимерных материалов. Экономическая эффективность использования данных фильтров при осветлении воды определяется снижением затрат на возведение отстойников и предотвращения экологического ущерба от загрязнения окружающей среды.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Свалова К.В. Экспериментальные исследования задерживающей способности твердой фазы при механической очистке сточных вод фильтрованием с применением волокнистых полимерных материалов: Горный информационно-аналитический бюллетень.- М.: МГГУ, 2013. - № 6. - С. 391-396.ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Свалова Кристина Витальевна - аспирант, специалист по учебно-методической работе, Забайкальский государственный университет, kristi24091990s@yandex.ru