На пяти угольных предприятиях Кемеровской области запущены современные очистные сооружения

Сергей Высоцкий,
начальник Департамента природных ресурсов и экологии Кемеровской области

В рамках областной акции «Мы - за чистый Кузбасс!» на пяти угольных предприятиях Кемеровской области построены и введены в эксплуатацию комплексы современных очистных сооружений, что позволит ежегодно очищать до необходимых стандартов до 18 млн. м3 сточных вод. Это продолжение взятого на Кузбассе несколько лет назад курса на внедрение новейших технологий с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду. Строительство в 2009-2015 гг. на угольных предприя- тиях региона новых очистных сооружений позволило сократить сброс в поверхностные водные объекты загрязненных сточных, транзитных, шахтно-рудничных и других вод более чем на 20%, стоков без очистки - на 47,8%, недостаточно очищенных стоков - на 27%. За этот период объем нормативно очищенных сточных вод увеличился в 14 раз и составил в 2014 году 109,52 млн. м3 (в 2009 году - 7,673 млн. м3).

Очистные сооружения угольных предприятий Кемеровской области в начале 90-х годов представляли собой отстойники, которые занимали большие площади и которые десятилетиями не подвергались реконструкции. Объем сброса шахтных вод превышал проектную мощность действующих очистных сооружений, что в результате не позволяло обеспечить нормативную очистку воды.

В последнее время на предприятиях Кемеровской области ведется активная работа по внедрению новейших технологий с целью снижения негативного воздействия на окружающую среду. Реализуемые на угольных предприятиях Кузбасса инвестиционные проекты позволяют ежегодно снижать объемы сброса неочищенных сточных вод в водные объекты. В результате сброс загрязненных сточных, транзитных, шахтно-рудничных и других вод в поверхностные водные объекты в 2014 году по сравнению с 2009 годом снизился более чем на 20%. На 47,8% уменьшился сброс сточных, транзитных, шахтно-рудничных и других вод без очистки в поверхностные водные объекты, на 27% сократился сброс недостаточно очищенных стоков. В период с 2009 по 2014 гг. объем нормативно очищенных сточных вод увеличился в 14 раз и в 2014 году составил 109,52 млн. м3 (в 2009 году - 7,673 млн. м3).

Очистные сооружения запущены на шахте им. Рубана ОАО «Суэк-Кузбасс», на разрезе «Виноградовский» ПАО «Кузбасская топливная компания», Талдинском угольном разрезе ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», на шахте «Южная» ОАО «Холдинговая компания «СДС-Уголь» и др.

По решению губернатора Кемеровской области Амана Тулеева в регионе проводится ряд природоохранных мероприятий под девизом «Мы - за чистый Кузбасс!». В рамках этой акции в августе 2015 года были запущены современные очистные сооружения на пяти угольных предприятиях Кемеровской области. Это - ООО «Шахта «Усковская» (входит в ООО «Распадская угольная компания», Новокузнецкий район), шахта «Ерунаков- ская-VIII» (филиал ОАО «ОУК «Юж-кузбассуголь», Новокузнецкий район), ООО «Шахта «Алардинская» (входит в ООО «Распадская угольная компания», г. Калтан), ООО «Шахта «Осинниковская» (ООО «Распадская угольная компания», г. Осинники) и ОАО «Междуречье» (входит в состав ООО «Холдинг Сибуглемет», г. Междуреченск).

В ООО «Шахта «Усковская» ранее была предусмотрена механическая технология очистки сточных шахтных вод, производственных и ливневых стоков с низкой производительностью и эффективностью в трех отстойниках. Стоки сбрасывались в р. Лепеха в объеме 5,118 млн. м3/ год (по итогам 2014 года).

В связи с изменением законодательства Российской Федерации (переходом на наилучшие доступные технологии) перед специалистами угольной компании ОАО «ОУК «Южкузбассуголь» была поставлена задача: провести поиск соответствующих технологий и применить их в проектировании и строительстве новых очистных сооружений (ОС).

Критериями выбора новой технологии были следующие показатели: высокая производительность, эффективная очистка, минимальное изъятие земель под отстойники, возможность обезвоживания и использования осадка, возможность применения модульного принципа для увеличения производительности, минимальный объем загрязненных вод от промывки фильтров.

В соответствии с данными критериями НПФ «ЭКО-С» (г. Ярославль) был разработан и реализован проект строительства ОС шахтных вод и поверхностных стоков.

В основу технологии заложен инновационный метод флотационной очистки шахтных вод с использованием специально разработанных флотаторов, высокоскоростных дисковых фильтров доочистки, установок УФ-обеззараживания, пресс-фильтров для обезвоживания шлама и т.д. Данные ОС полностью автоматизированы, что позволяет управлять процессами очистки стоков с пульта оператора (диспетчера).

При проектировании ОС большое внимание уделялось использованию в технологии оборудования российских производителей. Так, в качестве базового элемента очистных сооружений применены модули напорной флотации Ф-160. Обеззараживание производится на УФ-установках «Лазурь-М250». Использование специального разработанного и изготовленного в России оборудования позволяет значительно сократить капитальные затраты на строительство, а также эксплуатационные затраты. Затраты на строительство ОС шахты «Усковская» ориентировочно в 3-4 раза ниже в сравнении с «импортными» ОС.

Очистка стоков осуществляется по следующей технологии.

Загрязненные стоки поступают в емкость-усреднитель, откуда вода забирается на основную очистку напорной флотацией в модулях Ф-160. Для повышения эффективности очистки во флотаторы подаются реагенты, дозируемые с автоматических установок «МиксЛайн».

После флотационной очистки вода поступает на автоматические компактные высокоскоростные фильтры «Аркал», на которых проводится дополнительная (тонкая) очистка стоков. Далее окончательно очищенная вода проходит УФ-обеззараживание с дополнительным эффектом ультразвуковой обработки в установках «Лазурь-М250» и сбрасывается в емкость очищенной воды, оснащенную насосной станцией для подачи технической воды как на нужды шахты, так и на собственные нужды очистных сооружений в объеме до 15% от объема сбрасываемой воды.

Оставшийся (неиспользованный) объем очищенной и обеззараженной воды выпускается в поверхностный водный объект - р. Лепеха. Извлеченные из шахтной воды загрязнения в виде флотошлама поступают для обезвоживания в камерные фильтр-прессы. Затем обезвоженный флотошлам в виде сухого кека (в зависимости от состава) может использоваться в качестве товарной продукции или вывозится на утилизацию. Накопившиеся в шламосборнике нефтепродукты периодически удаляются специальным скиммерным устройством.

Проектная производительность очистных сооружений составляет 11,9 млн. м3/год, фактическая - более 9 млн. м3/год.

Благодаря эксплуатации очистных сооружений достигнут значительный экологический эффект по основным показателям:

- взвешенные вещества - до 2000 т/год;

- нефтепродукты - до 6,5 т/год;

- железо общее - 27,5 т/год;

- БПКп - 83,5 т/год и другие.

Капитальные затраты на строительство ОС составили 270 млн. руб.

На шахте «Ерунаковская-VIII» введен в строй комплекс очистных сооружений, включающий в себя пять объектов: очистные сооружения хозяйственно-бытовых стоков, ливневой канализации, поверхностного стока, шахтных вод.

В основу технических решений заложены наилучшие достижимые технологии (НТД) флотационной очистки на напорных флотаторах, доочистки на скорых фильтрах, обезвоживанию шлама на мембранных пресс-фильтрах, с системами приготовления и дозирования реагентов.

В состав очистных сооружений входит:

- усреднитель (2-х секционный отстойник, емкость каждой секции усреднителя - 2600 м3);

- производственный корпус (помещение флотаторов, помещение фильтров, реагентное хозяйство, узел обеззараживания, узел дехлорирования, насосная станция, шламосборник, установка обезвоживания флотошлама);

- контактный резервуар емкостью 300 м3).

При очистке сточной воды применяется следующая схема.

Шахтовые воды поступают в усреднитель, в котором происходит частичное осаждение взвешенных веществ. После усреднителя сточные воды поступают в расходную емкость, откуда насосами подаются на параллельно работающие установки Ф-160 (4 шт.) общей производительностью 640 м3/час для производства процесса напорной флотации, куда дозируются растворы флокулянта и коагулянта. Шлам, образующийся после напорной флотации, подается в шламосборник, далее на камерный фильтр-пресс для обезвоживания.

Очищенные сточные воды после обработки напорной флотацией по самотечному трубопроводу поступают в приемный резервуар, расположенный в помещении фильтров. Оттуда очищенная сточная вода насосами подается на напорные фильтры типа ФОВ-3,4-0,6 для доочистки.

В трубопровод, подающий сточные воды из приемного резервуара на фильтры, подается рабочий раствор гипохлорита натрия для ее обеззараживания. Затем стоки поступают в контактный резервуар емкостью 300 м3 для обеспечения необходимого времени контакта хлорсодержащего реагента со сточной водой.

Часть очищенной и обеззараженной воды при помощи насосов насосной станции технического и противопожарного водоснабжения забирается на технологические и противопожарные нужды шахты в объеме до 30% от объема сбрасываемой воды, что приводит к снижению общего водопотребления на предприятии.

Оставшаяся часть неиспользованной воды проходит дехлорирование путем подачи рабочего раствора соды в переливной трубопровод, отводящий очищенные и обеззараженные сточные воды в колодец смешения, из которого затем сбрасывается в реку Черновой Нарык.

Проектная производительность очистных сооружений составляет 5,6 млн. м3/год, фактическая - 3,407 млн. м3/год.

Эффективность очистки по загрязняющим веществам составляет:

- взвешенные вещества - до 2000 т/год;

- нефтепродукты - до 20 т/год;

- нитрат-ион - 20 т/год;

- БПКп - 8 т/год и другие.

В ООО «Шахта «Алардинская» введены в эксплуатацию модульные очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод «РыбХОС®-500.Ф» мощностью 500 м3/сут. (0,183 млн. м3/г.). Технология очистки включает следующие стадии: механическая очистка, усреднение, биологическая очистка, физико-химическая очистка первой ступени, реагентная обработка, физико-химическая очистка второй ступени.

В ООО «Шахта «Осинниковская» введены в эксплуатацию модульные очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод «РыбХОС®-400.Ф» производительностью 400 м3/сут. (0,146 млн. м3/год).

Технология очистки включает следующие стадии: механическая очистка, усреднение, биологическая очистка, реагентная обработка, физико-химическая очистка первой ступени.

Эффективность очистки по за-

грязняющим веществам по каждой модульной установке составляет по:

- аммоний иону - 1,5 т;

- нефтепродуктам - 1,6 т;

- взвешенным веществам - 88,5 т;

- СПАВ - 0,5 т.

Механическая очистка на сооружениях «РыбХОС» производится в барабанной решетке. Далее сток поступает в резервуар-усреднитель, в котором происходит аккумулирование стоков и выравнивание по расходу и составу загрязняющих веществ. Затем происходит частичное окисление воздухом растворенных в сточной воде органических соединений. В резервуаре-усреднителе предусмотрены донные аэраторы. Усредненные и частично окисленные сточные воды подаются на флотационные установки, в которые производится дозированная подача реагентов и происходит физико-химическая очистка стоков. Очищенная вода самотеком на-правляется в бак чистой воды, откуда самотеком переливается в КНС и насосами направляется в городскую канализацию. Всплывающий флотошлам собирается со всей поверхности флотатора спиральным сборником флотошлама и подается в шламонакопитель.

Очищенные и обеззараженные хозяйственно-бытовые сточные воды сбрасываются в централизованную систему водоотведения г. Осинники и г. Калтан.

В ближайшие годы в ООО «Шахта «Алардинская» и ООО «Шахта «Осинниковская» будет проведена реконструкция сооружений по очистке шахтных вод с целью повышения их производительности.

В ОАО «Междуречье» завершено строительство комплекса очистных сооружений карьерных и ливневых вод участков открытых горных работ.

Ранее здесь предусматривалась технология с низкой производительностью и механической очисткой карьерных и ливневых вод, которые сбрасывались в р. Большой Кийзак.

Проектная производительность новых очистных сооружений составляет 5,8 млн. м3/год, фактическая - 5 млн. м3/год.

Общая стоимость проекта составляет 162 млн. руб., в том числе стоимость оборудования - 117 млн. руб. (с НДС).

Проектными решениями преду-

смотрена следующая схема очистки карьерных и ливневых вод.

Карьерная вода и вода из ливне-стоков после прохождения системы отстойников подается на очистные сооружения. После аэрации из приемных резервуаров сточные воды подаются на автоматические самопромывающиеся фильтры в установку мембранной микрофильтрации Pall Aria Multirack (Германия). Установка состоит из трех стоек и шести секций фильтрационных модулей на основе мембранных волокон производства Pall Corporation.

Вода под давлением, обеспечиваемым насосом системы, проходит через мембраны и таким образом фильтруется. Через определенные промежутки времени, зависящие от качества исходной воды, фильтрующие модули промываются обратным потоком автоматически. Срок службы мембранного элемента во многом зависит от эффективности промывок. Мембранное волокно изготовлено из химически стойкого материала PVDF, селективный слой находится не только на наружной поверхности волокна, но и на внутренней, что дает двойную гарантию качества фильтрата и увеличивает срок службы. Мембрана из PVDF хорошо отмывается, выдерживает продолжительное действие регенерирующих реагентов. Гарантированный производителем срок службы элементов составляет 7 лет, хотя первая установка, запущенная Pall более 13 лет назад, работает без замены мембран до настоящего времени.

Применение установки мембранной микрофильтрации позволяет провести доочистку сточных вод и снизить концентрацию взвешенных веществ (до 1 мг/дм3), железа, марганца, меди, солей тяжелых металлов, БПК, сложных молекулярных соединений, а также удалять микроорганизмы, вирусы, бактерии, прочие органические загрязнения. Эффективность очистки по взвешенным веществам составляет 80,93 т/год.

Очищенная вода будет использоваться на технологические нужды предприятия в объеме до 1% от объема сбрасываемой воды, а оставшийся (неиспользованный) объем очищенной обеззараженной воды выпускается в поверхностный водный объект - р. Большой Кийзак-3.

За счет ввода в эксплуатацию новых очистных сооружений на пяти угольных предприятиях появилась возможность очистки сточных вод в объеме до 18 млн. м3/год. Это позволит в значительной мере снизить негативное воздействие на окружающую среду региона.

Вода Magazine сентябрь 2015 г.

Фото

Напорные фильтры типа ФОВ на очистных сооружений Шахты «Ерунаковская - VIII» (филиал ОАО «ОУК «Южкузбассуголь»)

Камерный фильтр-пресс на очистных сооружений Шахты «Ерунаковская - VIII»

Нижняя часть флотатора Ф-160 на очистных сооружений Шахты «Ерунаковская - VIII»