Горнодобыча: карьерные и подотвальные воды
Очищаем карьерные, шахтные и подотвальные воды до рыбохозяйственных нормативов на удалённых площадках. Проектируем, изготавливаем оборудование, монтируем и запускаем.
Карьерные и шахтные воды дают больше 90 % массы сточных вод горного предприятия — так оценивает ИТС 37-2017 для угледобычи. Их объём определяют не цеха, а гидрогеология: под карьером формируется депрессионная воронка, и в неё стекают подземные и поверхностные воды с большой территории. На разрезах Кузбасса притоки составляют от 15 до 3500 м³/ч, а состав воды меняется по сезонам.
Загрязнения приходят из нескольких мест. Буровзрывные и вскрышные работы дают тонкую взвесь, нитриты и нитраты, техника — нефтепродукты, вмещающие породы — железо, марганец и сульфаты. На рудных месторождениях с сульфидами к этому добавляются кислые подотвальные воды: pH около 2, граммы на литр железа и алюминия, десятые доли грамма меди и цинка. Такую воду отстойником не очистить, нужна нейтрализация с осаждением металлов.
Начинаем с анализа воды по сезонам и расчёта притоков в паводок и в межень. По ним решаем, какие потоки разделить, сколько воды вернуть на фабрику и какой объём очищать до рыбохозяйственных нормативов. ООО «ПЛАЗКАТ» работает в Санкт-Петербурге с 2006 года и ведёт объект полным циклом: проектирование, изготовление оборудования, строительно-монтажные и пусконаладочные работы.
Что в стоке
| Показатель | Подотвальные воды медноколчеданного рудника | Карьерные воды угольных разрезов |
|---|---|---|
| pH | 1,92–2,6 | — |
| Минерализация | 13–52 г/л | — |
| Сульфат-ион | 10–39 г/л | до 8 ПДК |
| Железо | 1,5–8,7 г/л | до 12 ПДК |
| Алюминий | 0,6–2,9 г/л | — |
| Магний | 0,4–1,7 г/л | — |
| Медь | 0,09–0,3 г/л | — |
| Цинк | 0,1–0,3 г/л | до 4 ПДК |
| Марганец | — | до 10 ПДК |
| Нефтепродукты | — | до 4 ПДК |
| Азот нитритный | — | до 9 ПДК |
| Ионы аммония | — | до 8 ПДК |
Источник: Подотвальные воды — Л. С. Рыбникова, П. А. Рыбников, А. Н. Галин, «Процессы формирования подотвальных вод и мероприятия по минимизации их влияния на гидросферу (на примере Лёвихинского рудника, Средний Урал)», Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов, 2025, т. 336, № 2, с. 102–115 (https://cyberleninka.ru/article/n/protsessy-formirovaniya-podotvalnyh-vod-i-meropriyatiya-po-minimizatsii-ih-vliyaniya-na-gidrosferu-na-primere-lyovihinskogo-rudnika). Карьерные воды — А. Ю. Просеков и др., «Сравнительная оценка содержания загрязняющих примесей в карьерных сточных водах угольных предприятий Кузбасса», Уголь, 2023, № 4, с. 69–73 (https://cyberleninka.ru/article/n/sravnitelnaya-otsenka-soderzhaniya-zagryaznyayuschih-primesey-v-kariernyh-stochnyh-vodah-ugolnyh-predpriyatiy-kuzbassa); в источнике превышения даны в долях ПДК
Требования к сбросу
- Карьерные, шахтные и подотвальные воды почти всегда сбрасывают в водные объекты, часто рыбохозяйственного значения. Нормативы качества воды для них утверждены приказом Росрыболовства от 26.05.2025 № 296 (действует с 01.09.2025, заменил приказ Минсельхоза № 552), нормативы допустимых сбросов рассчитывают для каждого выпуска.
- Справочники НДТ отрасли: ИТС 16-2023 «Горнодобывающая промышленность. Общие процессы и методы» и отраслевые справочники по видам сырья, например ИТС 37-2023 «Добыча и обогащение угля». Технологические показатели из них входят в комплексное экологическое разрешение.
- ИТС 37-2017 относит к маркерным веществам в сбросах угледобычи взвешенные вещества, нефтепродукты, железо и pH. Для рудных месторождений к ним добавляются сульфаты и тяжёлые металлы.
- Площадки удалены, поэтому в проекте сразу решают энергоснабжение, доставку реагентов, вывоз осадка и работу очистных зимой.
Типовая схема очистки
- Зумпф или водосборникПервое отстаивание крупной взвеси прямо в системе водоотлива.
- Пруд-отстойник или осветлительСнимает основную массу взвешенных веществ. По ИТС 37-2017 при необходимости дополняется искусственными фильтрующими массивами.
- Нейтрализация и осаждение металловДля кислых подотвальных вод: известковое молоко поднимает pH, железо, алюминий, медь и цинк выпадают в виде гидроксидов.
- Флотация или тонкослойное отстаиваниеСнимает мелкую взвесь, хлопья гидроксидов и эмульгированные нефтепродукты.
- Фильтрование и сорбцияДоводит железо, марганец, нефтепродукты и остаточную взвесь до рыбохозяйственных нормативов.
- Удаление сульфатов и азотаРеагентный, биологический или мембранный метод — по составу воды и требованиям к сбросу. Концентрат мембран направляют на выпарку или в оборот.
- Обезвоживание шламаГидроксидный шлам и осадок отстойников обезвоживают и размещают по проекту.
Наши объекты в отрасли
Водозабор подземных вод: станция обратного осмоса 500 м³/сут, жёсткость с 16 до 6,5 °ЖСкважинная вода с жёсткостью 16 °Ж и сухим остатком 1100 мг/л. Через осмос пускаем только часть потока, остальное подмешиваем после обезжелезивания: на выходе вода по СанПиН, а концентрата в 1,6 раза меньше, чем при обессоливании всего потока.
Водоканал города-миллионника: электролизная установка гипохлорита, 8 ячеек8 электролизных ячеек по 6,0–6,5 кг активного хлора в час. Поставка, монтаж и пусконаладка с подтверждением проектных показателей.НПЗ в Орске: озонаторная установка для очистки технологических стоковПоставили озонаторную установку для блока озонирования технологических стоков нефтеперерабатывающего завода.Водоканал города-миллионника: цех термической сушки осадка, 340 т/сутДве линии барабанной сушки перерабатывают 340 тонн осадка в сутки. На выходе — до 100 тонн сухого гранулята в сутки.Вопросы и ответы
Почему подотвальные воды такие кислые?
Сульфидные минералы в породе отвала, прежде всего пирит, окисляются кислородом и дождевой водой. Образуется серная кислота, и она выщелачивает из породы железо, алюминий, медь и цинк. На отвале медноколчеданного рудника на Среднем Урале pH такой воды опускается до 1,9, а минерализация доходит до 52 г/л.
Хватит ли пруда-отстойника?
Для взвеси иногда хватает. Растворённые железо, марганец, сульфаты и нитриты отстаиванием не снимаются. Для рыбохозяйственного водоёма обычно нужны реагентная обработка, фильтрование, а при высоких сульфатах — мембраны или реагентное осаждение.
Откуда в карьерной воде азот?
От взрывных работ. При зарядке обводнённых скважин аммиачная селитра растворяется и вымывается в дренаж, а оксиды азота от взрывов сорбируются породой и смываются осадками. На разрезах Кузбасса аммоний доходит до 8 ПДК, нитриты — до 9 ПДК.
Как работать на удалённой площадке зимой?
Оборудование ставят в утеплённых модулях заводской готовности, реагентное хозяйство рассчитывают на запас между завозами, а управление выводят на удалённый контроль. Расход в паводок и в межень может отличаться в разы, поэтому схему считаем по обоим режимам.
Можно ли вернуть очищенную воду в процесс?
Да, обычно на обогатительную фабрику или на пылеподавление. ИТС 37-2017 отмечает, что на угледобывающих предприятиях в процесс удаётся вернуть до 10 % сточных вод, остальное приходится очищать и сбрасывать. Доля оборота растёт, если фабрика замыкает водно-шламовую схему.