Раздел 2. Cхема очистки сточных вод.

Технологическая схема осветления сточных вод состоит из двух элементов: базовой схемы их первичного осветления и схем подготовки осветленных сточных вод для конкретных потребителей.

Базовая технологическая схема очистки сточных вод предусматривает изъятие крупных примесей в открытых гидроциклонах, последующую обработку воды катионными флокулянтами и осветления в тонкослойных отстойниках. Как альтернативный вариант сооружений первой ступени осветления предлагается использовать волокнистый фильтр. Такая технология очищает воду от взвешенных и коллоидных примесей (мутность на выходе не превышает 20 мг/л), нефтепродуктов и масел (до 0,3 мг/л). При этом удаляются и ионные (растворенные соли) примеси. Как правило, вода такого качества может использоваться как техническая для некоторых производств, а также сбрасываться в природную водную среду после обезвреживания. В случае недопустимой природной минерализации осветленных сточных вод рекомендуется их разбавление атмосферными осадками в ставках, куда воды поступают перед сбрасыванием.

Технологическая схема очистки сточных вод дополняется усреднителями на основе существующих промышленных отстойников для усреднения притоков и показателей качества сточных вод, а также шайбовыми смесителями для флокулянта. Также принимаются сооружения для уплотнения осадков (на основе существующих отстойников) и для их обезвоживания (шламонакопители). Обеззараживание (хлорирование) необходимо для воды, которая сбрасывается в природную водную среду, а также для таких потребителей, как бани, прачечные, пожаротушение.

Типовая схема очистки и повторного использования шахтных вод представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Типовая схема очистки и повторного использования шахтных вод

РХ – реагентное хозяйство; ОГЦ – открытый гидроциклон; ТО – тонкослойный отстойник

На медном заводе ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель» кислые промышленные стоки утилизируют путем нейтрализации свободной кислоты пульпой известкового молока и осаждают металлы в виде малорастворимых соединений  основных карбонатов и гидроксидов, после чего очищенный раствор поступает в озеро Лебяжье. Однако, с увеличением содержания кислоты в пульпах мокрой газоочистки до 12–15 г/дм³ процесс нейтрализации с использованием CaCO₃ становится неэффективен. В результате применения для очистки сточных вод извести с активностью 55–63 % растет количество кека и происходит коррозия оборудования [6].

При нейтрализации образуется труднорастворимый карбонат кальция, что приводит к гипсованию трубопроводов. Устранить отмеченные недостатки предлагается путем двухстадийной очистки растворов промывной кислоты, причем в качестве нейтрализаторов можно использовать соду, щелочь и другие щелочные реагенты.

Схема очистки сточных вод для медного завода ГМК «Норильский никель» представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 − Принципиальная схема очистки кислых сточных вод для медного завода ГМК «Норильский никель»

На первой стадии после предварительного окисления ионов Fe (II) осаждается гидроксид железа (III). При этом можно перевести в осадок те ионы цветных металлов, у которых величина рH гидратообразования ниже, чем у Fe (OH)₃. Таким образом, окислившееся железо является коагулянтом. Важный технологический параметр  рН раствора, поддержание которого обеспечивает избирательное осаждение металлов. Полученные растворы и концентраты используются в действующем производстве, образующиеся промежуточные продукты могут быть использованы при изготовлении твердеющих закладочных смесей для выработанного пространства разработки месторождений и других технических целей [7].

Энергетическая «дочка» «Норникеля», АО «Норильско-Таймырская энергетическая компания» (АО «НТЭК»), сдала в 2022 г. в эксплуатацию три новых локальных очистных сооружения (ЛОС) суммарной производительностью в 7,3 тыс. кубометров в сутки, в строительство которых было инвестировано более 1,1 млрд рублей. 

В компаниях Группы «Норникеля» уже эксплуатируются крупные очистные сооружения производственных сточных вод: те ЛОС, что запустили сейчас – это первые подобные объекты именно АО «НТЭК», и предназначенные для очистки именно промышленных стоков.

Сейчас в работу вошли ЛОС производительностью 5,5 тыс. кубометров в сутки (его построили между хранилищем дизельного топлива Норильской ТЭЦ-1 и Цементным заводом), 1,1 тыс. кубометров в сутки (в районе Норильской нефтебазы разметили) и самое маломощное, на 700 кубометров в сутки (на территории Медного завода). 

Суммарная производительность трех новых локальных очистных сооружений составляет 7,3 тыс. кубометров в сутки.

На рисунке 5 представлена схема локального очистного сооружения.

Рисунок 5 − Схема локального очистного сооружения

1 – обезжелезиватель; 2,5 – гидробак; 3,4 – электромагнитный клапан; 6 – насосная станция; 7 – фильтр с мембраной из структурированного титана; 8 – ультрафиолетовый обеззараживатель.

Исходная вода поступает в фильтр предварительной очистки – обезжелезиватель (1). Далее вода поступает на промывной фильтр со структурированной мембраной (7). Регенерация мембраны осуществляется обратным гидроимпульсом от гидробака (2) при открывании электромагнитного клапана (3) по команде от программируемого управляющего клапана фильтра (1). Очищенная вода поступает на УФ-обеззараживатель (8).

Вода соответствующая СанПин 2.1.4.1074-01 накапливается в баке из пищевого пластика (5). При заполнении бака электрический выключатель уровня (АА) подаёт команду закрывания на электромагнитный клапан (4). Наполнение бака прекращается. На случай перелива, предусмотрен дренаж, по которому вода сбрасывается в канализацию.

Подача воды из накопительного бака потребителю осуществляется автоматической насосной станцией (6). При падении уровня воды ниже минимально установленного срабатывает электрический выключатель уровня (6), отключающий насосную станцию (6), чтобы защитить её от сухого хода, и подающий сигнал на пульт оператора [8].

По данным компании, три новых ЛОС располагаются на официально зарегистрированных выпусках промышленных стоков – их в Норильске достаточно много. Точное число в АО «НТЭК не называют, но подчеркивают, что в перспективе компания ставит задачу оборудовать очистными практически каждый из них. Если упрощать, то выпуск – это зарегистрированная в Росприроднадзоре труба, которая проходит через конкретные промышленные площадки и выходит в районе какого-либо водного объекта. В НПР множество рек и озер, в случае с новыми ЛОС речь идет, например, о реках Наледная и Щучья. Такая труба имеет определенный диаметр, который позволяет проводить через тот или иной выпуск разные объемы стоков.

Промышленные стоки требуют специфической очистки – от взвешенных веществ, нефтепродуктов, металлов и других вредных примесей, причем до нормативов, установленным санитарно-гигиеническим законодательством РФ. В случае с Норильском – до самых жестких требований, предъявляемым к водоемам рыбохозяйственного назначения. По данным экологов АО «НТЭК», каждое ЛОС проектировалось под конкретный состав сточных вод, которые на них придется чистить. Но общее технологическое решение в компании выбрали единое – речь идет о физико-химической очистке с помощью реагентов, подобранных в каждом конкретном случае под основные поллютанты. Хотя практически везде «работать» придется со смешанными стоками (производственные, ливневые и хозбытовые, собранные в «одной трубе»), у некоторых ЛОС будет и конкретная специализация – например, под нефтепродукты.

Проектирование объектов провел Институт «Норильскпроект» (норильский филиал Института «Гипроникель»), а общестроительные работы – традиционные подрядчики: компании «Норильскникельремонт», «ИТС» и СВЭМ. Со строительной точки зрения ЛОСы – это типовые каркасные строения из сэндвич-панелей и металлоконструкций, основанием которых служит монолитная бетонная плита. Технологически – комплексы, которые включают насосные станции, а также баки/резервуары (усреднители) разного объема (например, на строящемся самом мощном ЛОС будет установлен резервуар объемом 2 тыс. кубометров), в которых стоки сначала накапливаются, а уже из них поступают в основное здание на очистку [9].