Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоёмов

Вещество	Лимитирующий признак вредности	ПДК, мг/л
Акриламид	токсикологический	0,01
Свинец		0,1
Аммиак	общесанитарный	2
Цинк		1
Бензин	органолептический	0,1
Кремний		1
Железо		0,5
Сероуглерод		1
Кальций		180

Методы очистки шахтных вод

Шахтные сточные воды очищают различными методами, важнейшими из которых являются механические, химические, физико-химические и биологические.

Механическая очистка применяется при выделении нерастворимых примесей методами процеживания, отстаивания, фильтрования и центрифугирования. Процеживание осуществляется через решётки, сита, сетки и позволяет избавиться от грубодисперсных примесей в воде. При отстаивании тяжёлые частицы примесей осаждаются, а лёгкие всплывают на поверхность. Фильтрование осуществляется чаще всего через песок, в котором остаются примеси. Центрифугирование осуществляется в гидроциклонах и центрифугах, где под действием центробежных сил механические примеси отбрасываются к стенкам и оседают на дно.

Для интенсификации процессов отстаивания и фильтрации в сточные воды обычно добавляют коагулянты и флокулянты.

Коагулянты (коагуляция - свёртывание, сгущение) - это вещества, при добавлении которых в шахтную воду происходит укрупнение частиц, и они выпадают из коллоидного раствора в виде хлопьевидного осадка или застуденевают. В качестве коагулянтов используют сульфаты аммония, железа или алюминия.

Флокулянты – поверхностно-активные вещества, адсорбируются на поверхности частиц и способствуют образованию агрегатов из нескольких частиц, которые всплывают на поверхность. В качестве флокулянтов используют полиакриламид, жирные кислоты, мыла и др.

Химические методы очистки основаны на добавлении в сточные воды реагентов, способствующих получению из растворённых в воде вредных примесей нерастворимых веществ и выпадению их в осадок в результате окислительно-восстановительных и др. реакций, Среди химических методов очистки широко распространены нейтрализация, окисление (активным хлором, кислородом воздуха, озоном и др.), восстановление и удаление ионов тяжёлых металлов.

Нейтрализация кислых шахтных вод осуществляется: смешением их со щелочными водами других шахт или со щелочными городскими сточными водами; введением соответствующих реагентов; фильтрованием кислых шахтных вод через специальные плотины из известковых пород или фильтрованием через отвалы пород, содержащих известняк.

Окисление шахтных вод осуществляется для обеззараживания их от микроорганизмов. Наиболее широкое распространение получило хлорирование воды. Для этого чаще всего используют жидкий хлор, а также гипохлориды кальция и натрия, хлорную известь и диоксид хлора.

Перспективным методом обеззараживания воды является обработка ее озоном - озонирование. При разложении озона в воде образуются свободные радикалы и молекулярный кислород, которые, являясь сильными окислителями, оказывают бактерицидное действие.

Восстановление используется для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка, которые при окислительно-восстановительных реакциях восстанавливаются до свободных элементов и оседают на дно. Для этого в воду вводят сульфит железа, сероводород и др.

Для удаления ионов тяжёлых металлов (ртути, хрома, кадмия и др.) используют гидроокислы кальция и натрия, карбонаты и др. В результате химической реакции образуются нерастворимые вещества.

Физико-химическую очистку используют для удаления из вод суспензированных и эмульсированных примесей, а также других веществ, растворенных в сточной воде, применяя коагуляцию, адсорбцию, ионообмен, экстракцию, кристаллизацию, дистилляцию, флотацию и др.

Адсорбция – это прилипание частиц, находящихся в очищаемой среде, к твёрдым веществам – сорбентам. В качестве таких веществ используются активированный уголь, синтетические сорбенты, некоторые отходы производства. Процесс происходит в адсорбционных установках. Проблема способа состоит в последующей очистке сорбента.

Ионообмен - процесс взаимодействия раствора с твёрдой фазой, обладающей способность обменивать ионы, содержащиеся в ней на другие ионы, присутствующие в растворе. В качестве твёрдой фазы используют алюмосиликаты, селикагели и др.

Экстракция - извлечение одного или нескольких компонентов раствора путем перевода их в несмешивающуюся с этим раствором другую жидкость. Используется при относительно высокой концентрации вредных веществ (фенолов, масел и др.).

Процесс протекает в три стадии:

- интенсивное смешивание сточной воды с экстрагеном (органическим растворителем);

- разделение чистой воды и несмешиваемых загрязнений, используя при этом отстаивание, центрифугирование, кристаллизацию;

- регенерация (восстановление) загрязнений.

Способ применим, если стоимость удаляемых веществ (например, ценных металлов), компенсирует затраты на проведение процесса.

Кристаллизация - образование кристаллов из растворов в процессе электролиза и при химических реакциях.

Дистилляция - удаление примесей из шахтной воды путем ее выпаривания.

Флотация основана на процессе взаимодействия загрязнённых веществ с поверхностью раздела воздуха и воды: к пузырькам воздуха, подаваемого, например, со дна ёмкости прилипают механические частицы, находящиеся в воде. При этом образуются комплексы частиц, которые удаляются при всплывании их на поверхность.

Биологическая очистка заключается в биохимическом разруше- нии (минерализации) микроорганизмами органических загрязняющих веществ. Участвующие при этом бактерии делят на две группы: аэробы (использующие при дыхании растворенный в воде кислород) и анаэро- бы (развивающиеся без свободного кислорода).

Аэробную биологическую очистку осуществляют в условиях близких к естественным (в биологических прудах и др.), а также в специальных искусственных сооружениях (аэрофильтрах, биофильтрах, аэротенках). В аэрофильтрах и аэротенках используется дополнительная аэрация воды, т.е. подача сжатого воздуха в воду.

Анаэробная очистка осуществляется в специальных резервуарах большой вместимости (до нескольких тысяч кубических метров ).