М. А. Пашкевич, д-р техн наук, профессор, кафедра геоэкологии

На сегодняшний день остро встала проблема дополнительной очистки сбрасываемой фабрикой в водные объекты промышленной воды при совместном присутствии в стоках нитритов, фторидов, фосфатов, алюминия, молибдена, концентрации которых превышают установленные нормативы.

Снижения количества сбрасываемых веществ можно достичь, используя фильтры тонкой очистки промышленной воды, фильтровальный материал которых изготовлен из синтетического волокна фрактальной структуры. Применение подобной фильтр-системы позволит добиться снижения ущерба окружающей среде и сократить выплаты предприятия за сброс загрязняющих веществ.

Ключевые слова: очистка промышленной воды, фильтры тонкой очистки, окружающая среда.

Nowadays there is an acute problem of additional wastewater treatment in concert with the presence of nitrites, fluorides, phosphates, aluminum and molybdenum in flows the concentrations of which exceed the established standards.

Using the fine cleaning filters, the filter material of which is made of synthetic fibers, the quantity of waste substances dropped into the water can be reduced. The using of such filter system will allow decreasing the damage to the environment and reducing the enterprise payouts for the discharge of pollutants.

Keywords: industrial water purification, fine cleaning filters, environment.
ОАО «Апатит» осуществляет разработку Хибинских месторождений апатит-нефелиновых руд, производит их добычу и обогащение и входит в число крупнейших мировых производителей фосфатного сырья для производства минеральных удобрений. Доля предприятия по выпуску апатитового концентрата в России составляет 85%. В эксплуатации находятся 6 месторождений, переработка руды осуществляется на обогатительных фабриках АНОФ-2 и АНОФ-3.

Апатит-нефелиновая фабрика АНОФ-2 предназначена для переработки апатит-нефелиновой руды с содержанием Р₂О₅ от 10% до 14%, максимальной крупности рудного блока до 1000 мм и получения апатитового концентрата с содержанием Р₂О₅ 39,0 - 39,4%, а также нефелинового концентрата с содержанием Al₂O₃ 28,5%.

В настоящее время производственные возможности АНОФ-2 по переработке руды составляют 27,5 млн. тонн, что даёт возможность выпускать 8,7 млн. тонн апатитового концентрата в год.

Комплекс основных производственных сооружений, обеспечивающих получение указанных объёмов по переработке руды и получению апатитового концентрата, включает в себя 4 технологических системы дробления, 27 мельнично-флотационных секций и 14 секций фильтрации и сушки.

• Основные подразделения фабрики:

• дробильное отделение;

• мельнично-флотационное отделение;

• фильтровально-сушильно-пылеулавливающее отделение;

• нефелиновое отделение;

• отделение погрузки;

• отделение хвостового хозяйства.

• Вспомогательные участки:

На сегодняшний день остро встала проблема дополнительной очистки сбрасываемых промышленных вод при совместном присутствии в стоках нитритов, фторидов, фосфатов, алюминия, молибдена, концентрации которых превышают установленные нормативы НДС и фоновые показатели для водоёма рыбохозяйственного значения.

Сброс недостаточно очищенной воды производится из вторичного отстойника хвостового хозяйства фабрики в р. Белую.

Хвостовое хозяйство АНОФ-2 – комплекс сооружений систем гидравлического транспорта хвостов, их складирования в хвостохранилище, оборотного водоснабжения, сбора и отвода фильтрационных вод, ограждающих и намывных дамб.

Рис. 1. Схема сооружений хвостового хозяйства АНОФ-2

Отделение хвостового хозяйства объединяет в себе: хвостохранилище – первичный отстойник, Сейдозеро – вторичный отстойник, аварийный бассейн, насосные станции, пульповоды, водоводы, узлы пылеподавления, дороги и коммуникации к ним.

Жидкая фракция хвостов обогащения после отстоя в пруде основного поля хвостохранилища через насосную станцию оборотной воды подаётся в технологический цикл фабрики (90%) и частично поступает во вторичный отстойник (Сейдозеро). Стоки после дополнительного осветления сбрасываются в канал р. Белой и далее в Губу Белую оз. Имандра.

По проведённому биологическому тестированию хвосты обогащения отнесены к V классу опасности (практически неопасные отходы).

Количество сбрасываемой воды колеблется в пределах 15 – 21 млн. м³ в год и зависит от объёмов и стабильности работы фабрики, а также естественных водопритоков, поступающих во вторичный отстойник. Количество промстоков от АНОФ-2 в 2010 году составило 19,4 млн. м³, что оказалось на 7,5% меньше разрешённого лимита (21 млн. м³).

Для лучшего осветления стоков во вторичный отстойник подаётся водный раствор флокулянта ВПК-402 (в трубопровод на выходе стоков с основного поля хвостохранилища) концентрацей 0,5 мг/л. При отрицательных температурах раствор готовится с добавлением CaCl₂. При – 20°С и ниже на чистом CaCl₂.

Сброс взвешенных веществ в р. Белую 2010 году превысил ПДК в 5 раз, за что предприятие было оштрафовано. Тем не менее, замеры на городском водозаборе, расположенном ниже по течению реки показали, что превышения ПДК по взвесям (и по всем остальным ЗВ) отсутствовали.

Поступление отходов с АНОФ-2 в окружающую среду оказывает негативное влияние на экосистему. Проблема усугубляется тем, что значительно ужесточились требования к качеству сбросов, содержащих загрязняющие вещества, со стороны природоохранных организаций.

Для решения задачи по достижению нормативов НДС необходимо многократно снизить количество сбрасываемых вредных веществ.

Промышленные фильтры тонкой очистки воды обеспечивают удаление из промстоков механических и коллоидных примесей с размерами частиц 0,2 ... 0,5 микрона и более и используются для тонкой очистки технических стоков различного проихождения.

Рис. 2. Фильтр тонкой очистки ФТВА

Принцип действия фильтров основан на том, что исходная вода поступает через входной патрубок 1 в корпус фильтра 2, внутри которого концентрически расположен каркас 3 с фильтровальным материалом 4. Вода проходит через фильтровальный материал и выводится из фильтра через выходной патрубок 5. При этом частицы взвешенных веществ и соединений железа (III) задерживаются фильтровальным материалом.

Рис. 3. Схема структуры фильтровального материала

Благодаря такой структуре фильтровальные материалы отличаются высокой эффективностью фильтрования и низким гидравлическим сопротивлением.

В таблице 1 представлены основные технические характеристики фильтровального материала «Тефма» фильтров для воды ФТВА Удмуртского предприятия «Фрактал»:

Рис.4. Схема расположения станции фильтрования

В
вторичный отстойник

р. Белая, оз. Имандра

вторичный отстойник
связи с тем, что положение фильтра не влияет на его работу, для уменьшения площади более приемлемо их вертикальное размещение. Такое положение также удобно для смены фильтровального материала посредством использования потолочной кран-балки, которая позволит приподнимать головку фильтра после разборки фланцевого соединения.

Очевидна целесообразность применения подобной фильр-системы, которая дала бы возможность добиться снижения ущерба окружающей среде и позволила бы предприятию сократить выплаты за сброс загрязняющих веществ.

1. Технологический регламент производства концентратов на второй апатит-нефелиновой фабрике, - ОАО «Апатит», 2005. – 124 с.

1. Technological regulations of the production of the concentrates at the apatite-nepheline factory № 2, - JSC “Apatit”, 2005. – 124 p.