Горнодобывающая деятельность может генерировать большие объемы сточных вод из-за обширных территорий, которые она занимает, и большого объема воды, необходимого для переработки минералов.
Сточные воды в горнодобывающей промышленности могут быть кислыми, нейтральными или щелочными, содержать высокие уровни взвешенных частиц и сульфатов, а также характеризоваться наличием металлов, таких как мышьяк, железо, марганец, ртуть, свинец и даже радиоактивные металлы, такие как уран.
Химический состав сточных вод в горнодобывающей промышленности может быть довольно разнообразным и содержать различные компоненты, что требует поиска подходящих стратегий для их правильного возврата в окружающую среду. Этот поиск обычно включает несколько этапов и различных процессов, учитывая, что каждая шахта и перерабатывающее предприятие имеют свои особенности, и универсального решения не существует. Лучшим решением для правильного управления сточными водами будет комплекс интегрированных действий, и первый этап в поиске этих решений — это детальная диагностика.
- Диагностика и оценка
Этот этап включает в себя понимание всех процессов трансформации, происходящих в пределах предприятия, всех внутренних и внешних потоков твердых частиц и жидкостей, а также оценку мониторинговых данных о воде, сточных водах и твердых отходах и сбор существующей информации, включая операционные процедуры, сырье и используемые ресурсы. Мониторинговые данные должны быть связаны с деятельностью завода, чтобы выявить все потребности в интервенции и возможности для улучшения. Также на этапе диагностики необходимо определить будущие сценарии и изменения, которые будут осуществляться и которые следует учитывать, такие как перемещение хвостов, другие планируемые или текущие проекты и др. Кроме того, на этом этапе может возникнуть необходимость проведения дополнительных анализов для лучшего понимания сточных вод и хвостов.
- Прогнозирование будущих сценариев
Если в этапе диагностики были выявлены ситуации, которые будут изменяться со временем, необходимо прогнозировать будущие сценарии. Например, в зависимости от сложности сценария и типов хвостов, которые будут утилизироваться, может потребоваться предсказать сточные воды, которые будут образовываться от выщелачивания отвалов.
Также следует учитывать будущие проекты, которые находятся в стадии реализации и будут каким-то образом влиять на генерацию сточных вод.
- Разработка решений
После понимания текущих и будущих сценариев можно определить точки, требующие интервенции, и разработать решения. Пакет решений включает любые действия, которые могут помочь решить проблемы или являются возможностями для улучшения, такие как: определение возможностей для повторного использования и перенаправления потоков воды и материалов, действия, которые могут снизить объем сточных вод, оптимизация использования воды, сегрегация сточных вод и др.
После поиска rearrangements и минимизации генерации сточных вод мы достигли идеальной точки для оценки необходимости установки Завода по очистке сточных вод (ETP).
- Проектирование и тестирование методов обработки
Если требуется установка ETP, следующим шагом является выбор подходящих технологий обработки в зависимости от требуемого качества воды на выходе. Это включает в себя рассмотрение химического состава сточных вод, включая концентрации различных загрязнителей. Методы обработки выбираются в зависимости от таких факторов, как доступная площадь для обработки, ожидаемое время использования WWTP, доступность завода или площадки, затраты и требования к рабочей силе.
- Проведение тестов на обрабатываемость
Тесты на обрабатываемость важны для проверки эффективности предложенных маршрутов обработки. Эти тесты моделируют процесс обработки в лаборатории или в пилотном масштабе, чтобы определить наиболее эффективные методы удаления загрязняющих веществ. Они также могут помочь оптимизировать существующие очистные сооружения, улучшить условия эксплуатации и, возможно, заменить химические продукты.
- Методы обработки
Общие методы обработки сточных вод для горнодобывающей промышленности включают:
- Осаждение: Часто используется с или без окислителя.
- Коагуляция и флокуляция: Для агрегации взвешенных частиц.
- Флотация: Для разделения частиц по их плавучести.
- Осаждение: Для оседания частиц из жидкости.
- Фильтрация: Включает песчаную и цеолитовую фильтрацию.
Другие методы могут включать:
- Известковые насыпи: Для нейтрализации.
- Влажные зоны: Для естественной обработки.
- Мембранная фильтрация: Для тонкой фильтрации.
- Адсорбция: С использованием различных сред.
- Биологическая обработка: Такие как активный ил, биодиски и биологические фильтры.
- Оценка результатов
После проведения тестов на обрабатываемость можно определить наиболее эффективный маршрут обработки для удаления загрязняющих веществ. Это позволит получить информацию о параметрах работы, таких как время реакции, осаждение и гидравлическое задержание, скорость, дозировка химических продуктов, температура, объем образующегося осадка и его концентрация и др.
- Внедрение решения по обработке
С результатами тестов на обрабатываемость можно внедрить наиболее эффективный маршрут обработки для сточных вод. Это обеспечит, что очистное сооружение будет способно эффективно обрабатывать сточные воды и соответствовать экологическим стандартам.
Заключение
Управление сточными водами в горнодобывающей промышленности — это сложный процесс, который требует тщательного понимания состава сточных вод и потенциальных воздействий. Следуя структурированному подходу — от диагностики и прогнозирования до тестирования и внедрения — горнодобывающие предприятия могут эффективно управлять и обрабатывать сточные воды, обеспечивая соответствие экологическим нормативам и способствуя устойчивости.
Автор
Raquel Annoni Martins
Инженер-химик со степенью магистра в области металлургии и горного дела и степенью доктора наук в области санитарии, экологии и водных ресурсов, она имеет 20-летний опыт работы в области экологических проектов, исследований и разработок, а также очистки промышленных стоков. В настоящее время она является членом группы геохимии в компании Water Services and Technologies.
