СПОСОБ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ОЧИСТКИ САПОНИТСОДЕРЖАЩЕЙ ВОДЫ И УПЛОТНЕНИЯ ОСАДКА Российский патент 2015 года по МПК C02F9/08 C02F1/36 C02F11/12 B01D21/00 C02F103/10 

Изобретение относится к области физики и может быть использовано: для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных веществ (например, сапонитсодержащих шламовых частиц) и безреагентного уплотнения (сгущения) сапонитсодержащего осадка - в интересах повышения эффективности производства (например, эффективности добычи алмазов); для безреагентной очистки сточных (например, карьерных) промышленных вод от взвешенных веществ (ВВ) в отстойниках и на полях фильтрации - для обеспечения экологической безопасности производства; для предварительной подготовки воды (в том числе, питьевой воды) - очистки природной воды, отобранной из поверхностных источников: рек и озер, от ВВ и коллоидных частиц (КЧ) - в интересах здоровья населения; для уплотнения осадка (например, сапонитсодержащего) в горно-технических сооружениях (например, на картах намыва) и дальнейшего использования сгущенного осадка в качестве сырья - в интересах рационального природопользования; для уплотнения тела водоупорной дамбы и уменьшения фильтрации воды через нее - в интересах безопасности эксплуатации гидротехнического сооружения (ГТС) и т.д. Спп. 9 Илл.

Известен способ безреагентной очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной - 10…30% очистке от мелкодисперсных частиц (МДЧ) - с размерами от 0,5 мкм до 5 мкм, существенной - 30…60% очистке от средне-дисперсных частиц (СДЧ) - размером от 5 мкм до 50 мкм и практически полной - 60…95% очистке от крупнодисперсных частиц (КДЧ) - размером выше 50 мкм в основном отстойнике (хвостохранилище); в незначительной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ и полной - 100% очистке от КДЧ в первом дополнительном отстойнике; существенной очистке от МДЧ, практически полной очистке от СДЧ во втором дополнительном отстойнике; в незначительной очистке от КЧ - размером мене 0,5 мкм, полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ в специальном сооружении, в качестве которого используют акустический фильтр /Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых // под ред. B.C. Ямщикова. - М.: Наука, 1987, с.225-228/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность, из-за ограниченной площади фильтрующей перегородки акустического фильтра.

2. Высокая стоимость очистки единицы объема воды.

3. Недостаточно рациональное (осветление только верхнего слоя воды) использование полезного объема хвостохранилища.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Невозможность очистки воды при отрицательных температурах воздуха и подо льдом.

6. Невозможность сгущения осадка в хвостохранилище, и, как следствие, увеличения полезного объема воды в хвостохранилище.

7. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы хвостохранилища и уменьшения фильтрации воды через нее.

Известен способ безреагентной очистки воды от ВВ, заключающийся в незначительной очистке от КДЧ в хвостохранилище (илоотстойнике); в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ и незначительной очистке от МДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн звукового диапазона частот (ЗДЧ) - от 16…20 Гц до 16…20 кГц и ультразвукового диапазона (УЗДЧ) - выше 16…20 кГц, в первом дополнительном отстойнике; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ и существенной очистке от МДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ во втором дополнительном отстойнике; в практически полной очистке от МДЧ и полной очистке от СДЧ путем периодического излучения в водной среде по всему ее объему гидроакустических волн, а также непрерывного излучения из воздушной среды в водную среду по всей ее поверхности акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ в отстойнике-накопителе, подключенном, через сливную и дренажные системы, своим входом к выходу второго дополнительного отстойника, а своим выходом, через дренажные и сливные системы, к входу естественного водоема /Бахарев С.А. Способ безреагентной очистки оборотных и сточных вод от взвешенных веществ. - Патент РФ №2290247, 2005 г., опубл. 27.12.2006, Бюл. №36/.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Недостаточно рациональное использование полезного объема хвостохранилища и дополнительных отстойников.

2. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

3. Невозможность очистки воды при отрицательных температурах воздуха и подо льдом.

4. Невозможность сгущения осадка в хвостохранилище, и, как следствие, увеличения полезного объема воды в хвостохранилище.

5. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы хвостохранилища и уменьшения фильтрации воды через нее.

Наиболее близким к заявляемому относится способ безреагентной очистки воды и уплотнения осадка, выбранный в качестве способа-прототипа, заключающийся в практически полной очистке от КДЧ, существенной очистке от СДЧ, незначительной очистке от МДЧ и частичной - менее 10% очистке от болезнетворных бактерий (ББ) путем периодического - с чередованием режимов излучения и паузы, а также последовательного по частоте, формирования в хвостохранилище (отстойнике для оборотных вод) бегущих гидроакустических волн (БГАВ) ЗДЧ и УЗДЧ; в полной очистке от КДЧ, практически полной очистке от СДЧ, существенной очистке от МДЧ и частичной очистке от ББ в первом дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования БГАВ ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от СДЧ, практически полной очистке от МДЧ, незначительной очистке от КЧ и ББ во втором дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных стоячих гидроакустических волн (СГАВ) ЗДЧ и УЗДЧ частот; в полной очистке от МДЧ, практически полной очистке от КЧ и существенной очистке от ББ в третьем дополнительном отстойнике путем периодического и последовательного формирования интенсивных СГАВ ЗД и УЗД частот, а также дополнительной очистки от ВВ и ББ путем фильтрации воды через дренажные системы и прохождения через системы естественной аэрации воды кислородом, находящихся между всеми отстойниками; в полной очистке от КЧ и практически полной очистке от ББ в акустическом гидроциклоне (АГЦ) путем ее перемешивания и дегазации при избыточным статическом давлении 3-5 атм., а также путем ее облучения интенсивными - с амплитудой звукового давления не менее 10⁵ Па на расстоянии 1 м от излучателя, СГАВ УЗДЧ на частоте, близкой к резонансной частоте газовых пузырьков /Бахарев С.А. Способ очистки и обеззараживания оборотных и сточных вод. - Патент РФ №2280490, 2005 г., опубл. 27.07.2006, Бюл. №21. Диплом ФИПС в номинации: «100 лучших изобретений России»/.

Основными недостатками способа-прототипа являются:

1. Низкая производительность по очищенной воде и по уплотненному осадку, из-за ограниченного объема рабочей камеры АГЦ.

2. Высокая стоимость единиц: объема очищенной воды и объема уплотненного осадка.

3. Недостаточно рациональное использование полезного объема хвостохранилища и дополнительных отстойников.

4. Необходимость в наличии специальных площадей под строительство дополнительных отстойников.

5. Невозможность очистки воды при отрицательных температурах воздуха и подо льдом.

6. Невозможность сгущения осадка в хвостохранилище, и, как следствие, увеличения полезного объема воды в хвостохранилище.

7. Невозможность уплотнения тела водоупорной дамбы хвостохранилища и уменьшения фильтрации воды через нее.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективной очистке в хвостохранилище большого объема сопонитсодержащей воды, в эффективном уплотнении сапонитсодержащего осадка в хвостохранилище, в качественном уплотнении тела водоупорной дамбы хвостохранилища, в эффективном обезвоживании и низкотемпературной сушке поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для окружающей природной среды (ОПС) в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе безреагентной очистки воды (в том числе, сапонитсодержащей) и уплотнения (сгущения) осадка заключающемся в периодическом - с чередованием режимов излучения и паузы, воздействии на сапонитсодержащую воду гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище: в районе сброса промышленной сточной воды (пульпы), в центральной части - на пути движения воды к водозабору и в районе водозабора; гидроакустическую дегазацию воды осуществляют в хвостохранилище (а не в акустическом гидроциклоне): в центральной части и в районе водозабора, при атмосферном давлении (а не при статическом давлении 3-5 атм.); гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в хвостохранилище (а не в акустическом гидроциклоне): в районе сброса промышленной сточной воды (в том числе, гидроакустически укрепляют тело пляжа), в центральной части и в районе водозабора; дополнительно осуществляют гидроакустическое уплотнение тела водоупорной дамбы (в том числе, ее антифильтрационную защиту) хвостохранилища в районе сброса промышленной сточной воды путем излучения ГАВ ЗДЧ и УЗДЧ; при этом амплитуда акустического давления всех ГАВ составляет не менее 10² Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя; дополнительно осуществляют отбор гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка, а также его последующее акустическое обезвоживание и акустическую сушку с использованием АВ ЗДЧ и УЗДЧ с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от акустического излучателя.

На фиг. 1 - фиг. 5 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения (сгущения) осадка. При этом: на фиг. 1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения (сгущения) осадка; на фиг. 2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к первому мобильному гидроакустическому модулю (МГАМ), установленному в районе сброса промышленной сточной воды (пульпы); на фиг.3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно ко второму МГАМ, установленному в центральной части хвостохранилища; на фиг.4, иллюстрируется структурная схема устройства применительно к третьему МГАМ, установленному в районе водозабора; на фиг.5 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к мобильному акустическому модулю (МАМ), размещенному в районе текущего отбора гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка.

На фиг.6-фиг.9 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка. При этом: на фиг.6 представлены результаты безреагентной (гидроакустической) очистки сапонитсодержащей воды в хвостохранилище (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией); на фиг.7 представлены результаты безреагентного (гидроакустического) уплотнения осадка в хвостохранилище для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией); на фиг.8 представлены результаты безреагентного (гидроакустического) уплотнения тела дамбы в хвостохранилище для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией); на фиг.9 представлены результаты безреагентного (акустического) обезвоживания сапонитсодержащего осадка и низкотемпературной акустической сушки (удаления влаги) для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией).

Устройство, применительно к безреагентной очистке сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка в процессе добычи алмазов (например, горно-обогатительные комбината «Ломоносовский» АК «АЛРОСА») содержит: алмазосодержащую трубку (1) - карьер округлой формы, транспортер (2) алмазосодержащего песка, обогатительную (ОФ) фабрику (3), первый пульповод (4), первый шламовый насос (5), второй пульповод (6) с выпусками (7) - специальные стальные трубы, хвостохранилище (8), водозаборный колодец (9), первый водовод (10), водяной насос (11) и второй водовод (12).

Устройство также содержит: первый мобильный гидроакустический (МГАМ) модуль (13), размещенный в районе сброса промышленной сапонитсодержащей сточной воды (пульпы) через выпуска (7) в хвостохранилище (8); второй МГАМ (14), установленный в центральной части хвостохранилища (8) - на пути движения сапонитсодержащей воды от района сброса пульпы до района забора оборотной технической воды - местонахождения водозаборного колодца (9); третий МГАМ (15), установленный в хвостохранилище (8) - в районе забора оборотной технической воды.

Устройство также содержит мобильный акустический (МАМ) модуль (16), размещенный в хвостохранилище (8) - в районе текущего отбора гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка.

При этом первый МГАМ (13) содержит: первый гидроакустический канал (17) ЗДЧ на частоте f₁, включающий в себя последовательно электрически соединенные: первый генератор (18) ЗДЧ на частоте f₁ первый усилитель мощности (19) ЗДЧ на частоте f₁ и первый направленный (в направлении водоупорной дамбы хвостохранилища и навстречу сбрасываемой пульпы) гидроакустический излучатель (20) ЗДЧ на частоте f₁ размещенный в нижнем слое воды; первый гидроакустический канал (21) УЗДЧ на частоте ω₁, включающий в себя последовательно электрически соединенные: первый генератор (22) УЗДЧ на частоте ω₁ первый усилитель мощности (23) УЗДЧ на частоте ω₁ и первый направленный направленный (в направлении водоупорной дамбы хвостохранилища и навстречу сбрасываемой пульпы) гидроакустический излучатель (24) УЗДЧ на частоте ω₁ размещенный в среднем слое воды; второй гидроакустический канал (25) ЗДЧ на частоте f₂, включающий в себя последовательно электрически соединенные: второй генератор (26) ЗДЧ на частоте f₂, второй усилитель мощности (27) ЗДЧ на частоте f₂ и первый ненаправленный гидроакустический излучатель (28) ЗДЧ на частоте f₃, размещенный в нижнем слое воды; второй гидроакустический канал (29) УЗДЧ на частоте ω₂, включающий в себя последовательно электрически соединенные: второй генератор (30) УЗДЧ на частоте ω₂, второй усилитель мощности (31) УЗДЧ на частоте ω₂ и первый ненаправленный гидроакустический излучатель (32) УЗДЧ на частоте ω₂, размещенный в среднем слое воды.

При этом второй МГАМ (14) содержит: третий гидроакустический канал (33) ЗДЧ на частоте f₃, включающий в себя последовательно электрически соединенные: третий генератор (34) ЗДЧ на частоте f₃, третий усилитель мощности (35) ЗДЧ на частоте f₃ и второй ненаправленный гидроакустический излучатель (36) ЗДЧ на частоте f₃, размещенный в среднем слое воды; третий гидроакустический канал (37) УЗДЧ на частоте ω₃, включающий в себя последовательно электрически соединенные: третий генератор (38) УЗДЧ на частоте ω₃, третий усилитель мощности (39) УЗДЧ на частоте ω₃ и второй ненаправленный гидроакустический излучатель (40) УЗДЧ на частоте ω₃, размещенный в среднем слое воды; четвертый гидроакустический канал (41) ЗДЧ на частоте f₄, включающий в себя последовательно электрически соединенные: четвертый генератор (42) ЗДЧ на частоте f₄, четвертый усилитель мощности (43) ЗДЧ на частоте f₄ и третий ненаправленный гидроакустический излучатель (44) ЗДЧ на частоте f₄, размещенный в нижнем слое воды; четвертый гидроакустический канал (45) УЗДЧ на частоте ω₄, включающий в себя последовательно электрически соединенные: четвертый генератор (46) УЗДЧ на частоте ω₄, четвертый усилитель мощности (47) УЗДЧ на частоте ω₄ и третий ненаправленный гидроакустический излучатель (48) УЗДЧ на частоте ω₄, размещенный в верхнем слое воды.

При этом третий МГАМ (15) содержит: пятый гидроакустический канал (49) ЗДЧ на частоте f₅, включающий в себя последовательно электрически соединенные: пятый генератор (50) ЗДЧ на частоте f₅, пятый усилитель мощности (51) ЗДЧ на частоте f₅ и второй направленный (сверху-вниз) гидроакустический излучатель (52) ЗДЧ на частоте f₅, размещенный в верхнем слое воды; пятый гидроакустический канал (53) УЗДЧ на частоте ω₅, включающий в себя последовательно электрически соединенные: пятый генератор (54) УЗДЧ на частоте ω₅, пятый усилитель мощности (55) УЗДЧ на частоте ω₅ и второй направленный (сверху-вниз) гидроакустический излучатель (56) УЗДЧ на частоте ω₅, размещенный в верхнем слое воды; шестой гидроакустический канал (57) ЗДЧ на частоте f₆, включающий в себя последовательно электрически соединенные: шестой генератор (58) ЗДЧ на частоте f₆, шестой усилитель мощности (59) ЗДЧ на частоте f₆ и четвертый ненаправленный гидроакустический излучатель (60) ЗДЧ на частоте f₆, размещенный в верхнем слое воды; шестой гидроакустический канал (61) УЗДЧ на частоте ω₆, включающий в себя последовательно электрически соединенные: шестой генератор (62) УЗДЧ на частоте ω₆, шестой усилитель мощности (63) УЗДЧ на частоте ω₆ и четвертый ненаправленный гидроакустический излучатель (64) УЗДЧ на частоте ω₆, размещенный в верхнем слое воды; седьмой гидроакустический канал (65) ЗДЧ на частоте f₇, включающий в себя последовательно электрически соединенные: седьмой генератор (66) ЗДЧ на частоте f₇, седьмой усилитель мощности (67) ЗДЧ на частоте f₇ и пятый ненаправленный гидроакустический излучатель (68) ЗДЧ на частоте f₇, размещенный в среднем слое воды; седьмой гидроакустический канал (69) УЗДЧ на частоте ω₇, включающий в себя последовательно электрически соединенные: седьмой генератор (70) УЗДЧ на частоте ω₇, седьмой усилитель мощности (71) УЗДЧ на частоте ω₇ и пятый ненаправленный гидроакустический излучатель (72) УЗДЧ на частоте ω₇, размещенный в среднем слое воды; восьмой гидроакустический канал (73) ЗДЧ на частоте f₈, включающий в себя последовательно электрически соединенные: восьмой генератор (74) ЗДЧ на частоте f₈, восьмой усилитель мощности (75) ЗДЧ на частоте f₈ и шестой ненаправленный гидроакустический излучатель (76) ЗДЧ на частоте f₈, размещенный в нижнем слое воды; восьмой гидроакустический канал (77) УЗДЧ на частоте ω₈, включающий в себя последовательно электрически соединенные: восьмой генератор (78) УЗДЧ на частоте ω₈, восьмой усилитель мощности (79) УЗДЧ на частоте ω₈ и шестой ненаправленный гидроакустический излучатель (80) УЗДЧ на частоте ω₈, размещенный в нижнем слое воды.

При этом МАМ (16) содержит: блок (81) отбора гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка, блок (82) акустического обезвоживания сапонитсодержащего осадка и блок (83) акустической сушки сапонитсодержащего осадка.

В свою очередь блок (81) отбора гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка содержит последовательно функционально соединенные: отборник (84), первый гибкий трубопровод (85), второй шламовый насос (86), второй гибкий трубопровод (87), первую накопительную емкость (88) с первым устройством (89) равномерного слива очищенной воды, вторую накопительную емкость (91) со вторым устройством (92) равномерного слива очищенной воды. При этом: первая накопительная емкость (88) дополнительно содержит первое устройство (90) равномерного удаления сапонитсодержащего осадка, а вторая накопительная емкость (91) содержит второе устройство (93) равномерного удаления сапонитсодержащего осадка.

Кроме того блок (81) отбора гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка содержит последовательно электрически соединенные: первый многоканальный (не менее 2-х каналов) генератор (94) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₁ первый многоканальный (не менее 2-х каналов) усилитель мощности (95) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₁ и несколько (не менее двух) первых (направленных) гидроакустических излучателей (96) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₁, размещенных в верхних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, а также направленных сверху-вниз и предназначенных для принудительного (гидроакустического) осаждения (придавливания) сапонитсодержащих частиц; последовательно электрически соединенные: второй многоканальный (не менее 2-х каналов) генератор (97) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₂, второй многоканальный (не менее 2-х каналов) усилитель мощности (98) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₂ и несколько (не менее двух) вторых (ненаправленных) гидроакустических излучателей (99) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₂, размещенных в средних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, а также предназначенных для гидроакустической коагуляции (укрупнения) сапонитсодержащих частиц; последовательно электрически соединенные: третий многоканальный (не менее 2-х каналов) генератор (100) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₃, третий многоканальный (не менее 2-х каналов) усилитель мощности (101) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₃ и несколько (не менее двух) третьих (ненаправленных) гидроакустических излучателей (102) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₃, размещенных в нижних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, а также предназначенных для гидроакустического уплотнения (выдавливания влаги из пространств между сапонитсодержащих частицами) сапонитсодержащего осадка.

В свою очередь блок (82) акустического обезвоживания сапонитсодержащего осадка содержит: акустический обезвоживатель (103) с третьим (104) устройством равномерного слива воды и третьим устройством (105) равномерного удаления осадка с одновременной его классификацией на классы: сапонитсодержащая глина и полезные минералы (алмазы); несколько (не менее двух) первых контейнеров (106) с влагопропускным дном и звукопрозрачным корпусом, в котором находится сапонитсодержащий и акустически обезвоженный осадок, а также промышленный вентилятор (107), предназначенный для обеспечения непрерывного движения первого сушильного агента - атмосферного воздуха, над поверхностями акустического обезвоживателя (103) и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых контейнеров (106) с водопропускным дном и звукопрозрачным корпусом; последовательно электрически соединенные: четвертый многоканальный (не менее 4-х каналов) генератор (108) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄, четвертый многоканальный (не менее 4-х каналов) усилитель мощности (109) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄ и несколько (не менее четырех) первых направленных акустических излучателей (110) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄, размещенных в воздухе над поверхностями акустического обезвоживателя (103) и первых контейнеров (106) с водопропускным дном и звукопрозрачным корпусом, а также предназначенных для акустического (в воздухе) выдавливания воды из ранее гидроакустически (в воде) уплотненного сапонитсодержащего осадка.

В свою очередь блок (83) акустической сушки сапонитсодержащего осадка содержит: конвективно-тепловую камеру (111) с промышленным кондиционером (112), предназначенным для подготовки второго сушильного агента - частично нагретого (например, до 30°С) и частично высушенного (например, до 30%) забираемого атмосферного воздуха, а также вытяжным вентилятором (113), предназначенным для удаления увлажненного и охлажденного второго сушильного агента из конвективно-тепловой камеры (111); несколько (не менее двух) идентичных друг другу вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами, расположенных на транспортере (115) контейнеров; последовательно электрически соединенные: пятый многоканальный (не менее 4-х каналов) генератор (116) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₅, пятый многоканальный (не менее 4-х каналов) усилитель мощности (117) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₅ и несколько (не менее четырех) вторых направленных акустических излучателей (118) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₅, размещенных в воздухе под углом над поверхностями вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами, а также предназначенных для первого (в одной плоскости) акустического (в воздухе) выдавливания влаги из ранее акустически обезвоженного сапонитсодержащего осадка, а также для первого разрушения приповерхностного диффузного слоя над осушаемым сапонитсодержащим осадком, препятствующего влагопереносу; последовательно электрически соединенные: шестой многоканальный (не менее 4-х каналов) генератор (119) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₆, шестой многоканальный (не менее 4-х каналов) усилитель мощности (120) сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₆ и несколько (не менее четырех) третьих направленных акустических излучателей (121) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₆, размещенных в воздухе над поверхностями вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами, а также предназначенных для второго (в другой плоскости) акустического выдавливания влаги из ранее акустически обезвоженного сапонитсодержащего осадка, а также для второго разрушения приповерхностного диффузного слоя над осушаемым сапонитсодержащим осадком, препятствующего влагопереносу.

Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка реализуют следующим образом (фиг.1-фиг.5).

В процессе производственной деятельности (например, добыча алмазов и т.д.) из алмазосодержащей трубки (1) - карьера округлой формы, при помощи транспортера (2) алмазосодержащий песок, подают на ОФ (3). Одновременно с этим, из нижней части хвостохранилища (8), находящейся напротив места сброса пульпы, через водозаборный колодец (9), первый водовод (10), водяной насос (11) и второй водовод (12), очищенную от сапонитсодержащих шламовых части промышленную воду подают на ОФ (3). Одновременно с этим сапонитсодержащую воду (пульпу), содержащую: крупно дисперсные частицы (КДЧ) размером l_кдч - более 50 мкм и массой m_кдч, среднедисперсные частицы (СДЧ) размером l_сдч - от 5 мкм до 50 мкм и массой m_сдч, а также мелкодисперсные частиц (МДЧ) размером l_кдч - менее 5 мкм и массой m_мдч, с выхода ОФ (3), благодаря первому пульповоду (4), первому шламовому насосу (5) и второму пульповоду (6) с выпусками (7) - специальными стальными трубами, сбрасывают в верхнюю часть хвостохранилища (8), находящуюся напротив водозаборного колодца (9). При этом, благодаря выпускам (7), в районе сброса пульпы в хвостохранилище (8) формируют тело пляжа, способствующего более эффективному осаждению КДЧ и дополнительно препятствующего фильтрации сапонитсодержащей воды через борт водоупорной дамбы, на которой расположен второй пульповод (6) с выпусками (7). Пульпа движется, благодаря геометрии хвостохранилища (8) и работе водяного насоса (11), по хвостохранилищу из района сброса пульпы в район водозаборного колодца (9). При этом основная часть (более 70%) КДЧ выпадает в осадок благодаря m_кдч и соответствующей силе тяжести: G_кдч.

Однако основная масса СДЧ и практически все (более 95%) МДЧ, из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч, а также сил тяжести: G_сдч и G_мдч, остаются в оборотной технической воде, попадающей на ОФ (3), что значительно (более чем на 50%) снижает эффективность извлечения алмазов, увеличивает износ оборудования и увеличивает затраты электроэнергии. Кроме того, в процессе эксплуатации хвостохранилища (8) постепенно формируют в нем слой рыхлого (не уплотненного) осадка, который может достигать 95% от высоты столба жидкости в хвостохранилище и значительно уменьшает рабочий объем (в котором параметры оборотной воды соответствуют требованиям технологического процесса на ОФ) хвостохранилища. Кроме того, в процессе постепенного разрыхления (со стороны хвостохранилища) водоупорной дамбы увеличивается дренаж сапонитсодержащей воды за пределы хвостохранилища, что, в конечном итоге, значительно сокращает промышленную и экологическую безопасность эксплуатации хвостохранилища. Кроме того, многолетней эксплуатации хвостохранилища (8) постепенно формируют в нем слой относительно плотного осадка, который также уменьшает рабочий объем хвостохранилища (8) и потенциально является ценным сырьем для промышленности.

Для исключения этого, в районе сброса промышленной сапонитсодержащей сточной воды (пульпы) в хвостохранилище (8) устанавливают (например, на якорях) первый МГАМ (13); в центральной части хвостохранилище (8) - на пути движения сапонитсодержащей воды от района сброса пульпы до района забора оборотной технической воды, устанавливают (например, на якорях) второй МГАМ (14), в районе забора оборотной технической воды - в районе водозаборного колодца (9), устанавливают (например, на якорях) третий МГАМ (15), а в одной из частей хвостохранилища - в районе наибольшей концентрации уплотненного сапонитсодержащего осадка, устанавливают (например, на якорях) МАМ (16). При этом мобильность первого МГАМ (13), второго МГАМ (14), третьего МГАМ (15) и МАМ (16) позволяет их оперативно переставлять по всей территории хвостохранилища (8) при изменении района сброса пульпы.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого генератора (18), первого усилителя мощности (19) и первого направленного гидроакустического излучателя (20) размещенного в нижнем слое воды, первого гидроакустического канала (17) ЗДЧ первого МГАМ (13) осуществляют формирование, усиление и направленное - в направлении водоупорной дамбы хвостохранилища и навстречу сбрасываемой пульпе, излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₁ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого генератора (22), первого усилителя мощности (23) и первого направленного гидроакустического излучателя (24) размещенного в среднем слое воды, первого гидроакустического канала (21) УЗДЧ первого МГАМ (13) осуществляют формирование, усиление и направленное - в направлении водоупорной дамбы хвостохранилища и навстречу сбрасываемой пульпе, излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₁ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₁ (применительно, в первую очередь, к КДЧ) и УЗДЧ на частоте ω₁ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют: уплотнение осадка, тела пляжа и тела водоупорной дамбы в районе сброса пульпы путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне хвостохранилища, а также находящимися в теле пляжа - район дна хвостохранилища, на который сбрасывают пульпу, и в теле водоупорной дамбы - внутренняя (со стороны хвостохранилища) часть водоупорной дамбы. Кроме того, дополнительно к гидроакустическому уплотнению осуществляют гидроакустическую коагуляцию (укрупнение) частиц различной дисперсности, находящихся в сапонитсодержащей воде, за счет механического (акустического) прибития менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и КДЧ, СДЧ - к КДЧ.

Одновременно с этим при этом с помощью последовательно электрически соединенных: второго генератора (26), второго усилителя мощности (27) и первого ненаправленного гидроакустического излучателя (28) размещенного в нижнем слое воды, второго гидроакустического канала (25) ЗДЧ первого МГАМ (13) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное - во все стороны (в том числе, в направлении водоупорной дамбы хвостохранилища и навстречу сбрасываемой пульпе), излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₂ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: второго генератора (30), второго усилителя мощности (31) и первого ненаправленного гидроакустического излучателя (32) размещенного в среднем слое воды, второго гидроакустического канала (21) УЗДЧ первого МГАМ (13) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₂ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₂ (применительно, в первую очередь, к КДЧ) и УЗДЧ на частоте ω₂ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся в сапонитсодержащей воде, за счет механического прибития менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д. Кроме того, дополнительно к гидроакустической коагуляции, осуществляют уплотнение осадка, тел пляжа и водоупорной дамбы в районе сброса пульпы путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне хвостохранилища, а также находящимися в телах пляжа и водоупорной дамбы.

Однако значительная часть (более 50%) СДЧ и основная часть (более 70%) МДЧ, из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч, а также сил тяжести: G_сдч и G_мдч, остаются в сапонитсодержащей воде, движущейся через центральную часть хвостохранилища (8) в район водозабора, что (после ее попадания на ОФ), не обеспечит требуемую эффективность извлечения алмазов, не исключит износ оборудования и не значительно не сократит затраты электроэнергии. Кроме того, значительно не уплотнит слой рыхлого (не уплотненного) осадка в центральной части хвостохранилища (8) и значительно не увеличит его рабочий объем.

Для решения данных задач в центральной части хвостохранилище (8) - на пути движения сапонитсодержащей воды от района сброса пульпы до района забора оборотной технической воды, устанавливают (например, на якорях) второй МГАМ (14)

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: третьего генератора (34), третьего усилителя мощности (35) и второго ненаправленного гидроакустического излучателя (36) размещенного в среднем слое воды, третьего гидроакустического канала (33) ЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное - во все стороны, излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₃ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: третьего генератора (38), третьего усилителя мощности (39) и второго ненаправленного гидроакустического излучателя (40) размещенного в среднем слое воды, третьего гидроакустического канала (37) УЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₃ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: четвертого генератора (42), четвертого усилителя мощности (43) и третьего ненаправленного гидроакустического излучателя (44) размещенного в нижнем слое воды, четвертого гидроакустического канала (41) ЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₄ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: четвертого генератора (46), четвертого усилителя мощности (47) и третьего ненаправленного гидроакустического излучателя (48) размещенного в верхнем слое воды, четвертого гидроакустического канала (45) УЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₄ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₃ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частотах ω₃ и ω₄ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся в верхнем и среднем слоях сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибития менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д. Кроме того, под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₄ осуществляют уплотнение осадка - путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне хвостохранилища.

Однако незначительная часть СДЧ и значительная часть МДЧ, из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч, а также сил тяжести: G_сдч и G_мдч, остаются в сапонитсодержащей воде, прошедшей центральную часть хвостохранилища (8) в район водозабора, что (после ее попадания на ОФ), не полностью обеспечит требуемую эффективность извлечения алмазов и не исключит частичный износ оборудования. Кроме того, полностью не уплотнит слой рыхлого (не уплотненного) осадка в районе водозабора и значительно не увеличит рабочий объем хвостохранилища.

Для решения данных задач в районе забора оборотной технической воды, устанавливают (например, на якорях) третий МГАМ (15).

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: третьего генератора (34), третьего усилителя мощности (35) и второго ненаправленного гидроакустического излучателя (36) размещенного в среднем слое воды, третьего гидроакустического канала (33) ЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное - во все стороны, излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₃ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: третьего генератора (38), третьего усилителя мощности (39) и второго ненаправленного гидроакустического излучателя (40) размещенного в среднем слое воды, третьего гидроакустического канала (37) УЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₃ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: четвертого генератора (42), четвертого усилителя мощности (43) и третьего ненаправленного гидроакустического излучателя (44) размещенного в нижнем слое воды, четвертого гидроакустического канала (41) ЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₄ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: четвертого генератора (46), четвертого усилителя мощности (47) и третьего ненаправленного гидроакустического излучателя (48) размещенного в верхнем слое воды, четвертого гидроакустического канала (45) УЗДЧ второго МГАМ (14) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₄ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₃ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частотах ω₃ и ω₄ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся в верхнем и среднем слоях сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибития менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д. Кроме того, под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₄ осуществляют уплотнение осадка - путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне хвостохранилища.

Однако незначительная часть СДЧ и значительная часть МДЧ, из-за незначительных масс: m_сдч и m_мдч, а также сил тяжести: G_сдч и G_мдч, остаются в сапонитсодержащей воде, прошедшей центральную часть хвостохранилища (8) в район водозабора, что (после ее попадания на ОФ), не полностью обеспечит требуемую эффективность извлечения алмазов, и не исключит частичный износ оборудования. Кроме того, полностью не уплотнит слой рыхлого осадка в районе водозабора и значительно не увеличит рабочий объем хвостохранилища.

Для решения данных задач при помощи последовательно электрически соединенных: пятого генератора (50), пятого усилителя мощности (51) и второго направленного гидроакустического излучателя (52), размещенного в верхнем слое воды, пятого гидроакустического канала (49) ЗДЧ на частоте f₅ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и направленное (сверху-вниз) излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₅ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па. Одновременного с этим при помощи последовательно электрически соединенных: пятого генератора (54), пятого усилителя мощности (55) и второго направленного гидроакустического излучателя (56), размещенного в верхнем слое воды, пятого гидроакустического канала (53) УЗДЧ на частоте ω₅ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и направленное (сверху-вниз) излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте ω₅ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₅ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частотах ω₅ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют локальное - в зоне действия соответствующего излучателя, гидроакустическое (принудительное - дополнительное к соответствующей силе тяжести), осаждение частиц различной дисперсности в нижние слои сапонитсодержащей воды и непосредственно на дно хвостохранилища (8). Кроме того, дополнительно (к локальному гидроакустическому осаждению частиц) осуществляют локальную гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся преимущественно в верхнем и среднем слоях сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибитая менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д. Кроме того, дополнительно (к локальному гидроакустическому осаждению и к локальной гидроакустической коагуляции) осуществляют локальное уплотнение осадка - путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: шестого генератора (58), шестого усилителя мощности (59) и четвертого ненаправленного гидроакустического излучателя (60), размещенного в верхнем слое воды, шестого гидроакустического канала (57) ЗДЧ на частоте f₆ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₆ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: шестого генератора (62), шестого усилителя мощности (63) и четвертого ненаправленного гидроакустического излучателя (64), размещенного в верхнем слое воды, шестого гидроакустического канала (61) УЗДЧ на частоте ω₆ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₆ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₆ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₆ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся преимущественно в верхнем слое сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибитая менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: седьмого генератора (66), седьмого усилителя мощности (67) и пятого ненаправленного гидроакустического излучателя (68), размещенного в среднем слое воды, седьмого гидроакустического канала (65) ЗДЧ на частоте f₇ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₇ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: седьмого генератора (70), седьмого усилителя мощности (71) и седьмого ненаправленного гидроакустического излучателя (72), размещенного в среднем слое воды, седьмого гидроакустического канала (69) УЗДЧ на частоте ω₇ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₇ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₇ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₇ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся преимущественно в среднем слое сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибития менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: восьмого генератора (74), восьмого усилителя мощности (75) и шестого ненаправленного гидроакустического излучателя (76), размещенного в нижнем слое воды, восьмого гидроакустического канала (73) ЗДЧ на частоте f₈ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₈ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: восьмого генератора (78), восьмого усилителя мощности (79) и восьмого ненаправленного гидроакустического излучателя (80), размещенного в нижнем слое воды, восьмого гидроакустического канала (77) УЗДЧ на частоте ω₈ третьего МГАМ (15) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₈ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ на частоте f₈ (применительно, в первую очередь, к СДЧ) и гидроакустических волн УЗДЧ на частоте ω₈ (применительно, в первую очередь, к МДЧ) осуществляют гидроакустическую коагуляцию частиц различной дисперсности, находящихся преимущественно в нижнем слое сапонитсодержащей воды, за счет механического (акустического) прибитая менее крупных и более подвижных частиц к более крупным и менее подвижным частицам: МДЧ - к СДЧ и т.д. Кроме того, дополнительно (к гидроакустической коагуляции) осуществляют уплотнение осадка - путем гидроакустического выдавливания воды из пространств между сапонитсодержащими частицами различной дисперсности, лежащими на дне хвостохранилища (8).

В результате лишь незначительная часть МДЧ, из-за незначительной массы m_мдч и силы тяжести G_мдч, остаются в сапонитсодержащей воде, подаваемой на ОФ (3), что полностью обеспечит требуемую эффективность извлечения алмазов и исключит частичный износ оборудования. Кроме того, полностью уплотнит слой рыхлого осадка в районе водозабора и дополнительно увеличит рабочий объем хвостохранилища. Однако в процессе многолетней эксплуатации хвостохранилища (8) постепенно формируют в нем слой относительно плотного осадка, который уменьшает рабочий объем хвостохранилища (8) и потенциально является ценным сырьем для промышленности.

Для решения данной задачи при помощи последовательно функционально соединенных: отборника (84), первого гибкого трубопровода (85), второго шламовый насоса (86) и второго гибкого трубопровода (87) блока (81) МАМ (16) гидроэлеваторным способом осуществляют отбор с конкретного участка дна хвостохранилища ранее гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка и направляют его в первую накопительную емкость (88). В дальнейшем с помощью первого устройства (89) осуществляют равномерный слив предварительно очищенной воды во вторую накопительную емкость (91), а с помощью второго устройства (92) осуществляют равномерный слива окончательно очищенной воды в хвостохранилище (8). Одновременно с этим в первой накопительной емкости (88) с помощью первого устройства (90), а во второй накопительной емкости (91) помощью второго устройства (93), осуществляют равномерное удаление сапонитсодержащего осадка, который в дальнейшем последовательно направляют в блок (82) акустического обезвоживания сапонитсодержащего осадка и в блок (83) акустической сушки сапонитсодержащего осадка.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее 2-х каналов, генератора (94), первого многоканального усилителя мощности (95) и нескольких первых (направленных) гидроакустических излучателей (96), размещенных в верхних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, блока (81) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и направленное сверху-вниз излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₁ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па, под воздействием которых осуществляют принудительное (гидроакустическое) осаждение (придавливание) сапонитсодержащих частиц в нижние слои воды и непосредственно на дно первой накопительной емкости (88) и второй накопительной емкости (91).

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: второго многоканального - не менее 2-х каналов, генератора (97), второго многоканального усилителя мощности (98) и нескольких вторых (ненаправленных) гидроакустических излучателей (99), размещенных в средних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, блока (81) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₂ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па, под воздействием которых осуществляют гидроакустическую коагуляцию (укрупнение) сапонитсодержащих частиц.

Одновременно с этим при помощи последовательно электрически соединенных: третьего многоканального - не менее 2-х каналов, генератора (100), третьего многоканального усилителя мощности (101) и нескольких третьих (ненаправленных) гидроакустических излучателей (102), размещенных в нижних слоях сопонитсодержащей воды первой (88) и второй (91) накопительных емкостей, блока (81) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и ненаправленное излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₃ с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от излучателя не менее 10² Па, под воздействием которых осуществляют гидроакустическое уплотнение (выдавливания влаги из пространств между сапонитсодержащих частицами) сапонитсодержащего осадка.

В дальнейшем гидроакустически уплотненный сапонитсодержащий осадок последовательно направляют на акустический обезвоживатель (103), на третье устройство (105) равномерного удаления осадка с одновременной его классификацией на классы: сапонитсодержащая глина и полезные минералы (алмазы) а также в несколько (не менее двух) первых контейнеров (106) с влагопропускным дном и звукопрозрачным корпусом. В дальнейшем сапонитсодержащий и акустически обезвоженный осадок направляют в блок (83) акустической сушки сапонитсодержащего осадка.

Одновременно с этим при помощи третьего устройства (104) осуществляют равномерный слив воды, например, в виду незначительного объема воды, в первую накопительную емкость (88), или непосредственно в данный участок хвостохранилища (8), поскольку в процессе отбора ранее гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка, происходит перемешивание различных слоев сапонитсодержащей и локальное помутнение воды в хвостохранилище (8).

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: четвертого многоканального - не менее 4-х каналов, генератора (108), четвертого многоканального (по числу каналов генератора) усилителя мощности (109) и нескольких (по числу каналов усилителя мощности) первых направленных акустических излучателей (110), размещенных в воздухе над поверхностью акустического обезвоживателя (103) и над поверхностями нескольких идентичных друг другу первых контейнеров (106) с водопропускным дном и звукопрозрачным корпусом, блока (82) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и излучение акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄. Одновременно с этим при помощи промышленного вентилятора (107) обеспечивают непрерывное движения первого сушильного агента (например, атмосферного воздуха) над поверхностями акустического обезвоживателя (103) и над поверхностями нескольких идентичных друг другу первых контейнеров (106) с водопропускным дном и звуокопрозрачным корпусом.

Под воздействием постоянной составляющей акустического поля ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄, осуществляют (дополнительно к силе тяжести) акустическое постоянное выдавливание влаги, в том числе, благодаря звукопрозрачности первых контейнеров (106), из сапонитсодержащего осадка - по аналогии с выдавливанием влаги рукой из увлажненной губки. Под воздействием переменной составляющей акустического поля ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄, осуществляют (дополнительно к принудительному движению воздуха) разрушение и уменьшение толщины приповерхностного диффузного слоя, препятствующему до этого влагопереносу в окружающее воздушное пространство. В результате происходит не только эффективное обезвоживание сапонитсодержащего осадка, в том числе уже находящегося в первых контейнерах (106), но и его предварительная акустическая сушка с использованием атмосферного воздуха в качестве первого сушильного агента.

При этом воздействие постоянной и переменной составляющей акустического поля ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₄ также повышает эффективность классификации сапонитсодержащего осадка на классы: сапонитсодержащая глина и полезные минералы (алмазы), за счет различной акустической подвижности сапонитсодержащих частиц (значительная подвижность) и алмазов (незначительная подвижность).

В дальнейшем акустически обезвоженный и предварительно акустически высушенный, а также классифицированный сапонитсодержащий осадок из нескольких идентичных друг другу первых контейнеров (106) с водопропускным дном и звуокопрозрачным корпусом, помещают в несколько идентичных друг другу вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами и направляют по транспортеру (115) в блок (83) акустической сушки сапонитсодержащего осадка, в конвективно-тепловой камере (111) которого (специальное термозащитное помещение с постоянным движением сушильного агента) при помощи промышленного кондиционера (112), установленного в верхней части одной из стен конвективно-тепловой камеры (111), осуществляют нагрев (например, до температуры 30°С), сушку (удаление влаги, например, до 30%) забираемого атмосферного воздуха, и, таким образом готовят второй сушильный агент, а также обеспечивают непрерывное движение второго сушильного агента. Одновременно с этим, с помощью вытяжного вентилятора (113), установленного в нижней части противоположной стены с промышленным кондиционером (112), осуществляют удаление увлажненного и охлажденного второго сушильного агента, а также, дополнительно к промышленному кондиционеру (112), обеспечивают непрерывное движение второго сушильного агента внутри конвективно-тепловой камеры (111).

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: пятого многоканального - не менее 4-х каналов, генератора (116), пятого многоканального (по числу каналов генератора) усилителя мощности (117) и нескольких (по числу каналов усилителя мощности) вторых направленных акустических излучателей (118), размещенных в воздухе под углом над поверхностями вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами, блока (83) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и излучение акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₅. с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя; шестого многоканального - не менее 4-х каналов, генератора (119), шестого многоканального (по числу каналов генератора) усилителя мощности (120) и нескольких (по числу каналов усилителя мощности) третьих направленных акустических излучателей (121), размещенных в воздухе над поверхностями вторых контейнеров (114) с влагопропускными и звукопрозрачными корпусами, блока (83) МАМ (16) осуществляют формирование, усиление и излучение акустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте F₆ с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

Под воздействием постоянной составляющей акустических полей ЗДЧ и УЗДЧ на частотах F₅ и F₆, осуществляют (дополнительно к силе тяжести) акустическое постоянное выдавливание влаги, в том числе, благодаря звукопрозрачности вторых контейнеров (114), из сапонитсодержащего и предварительно - в блоке (83) акустически обезвоженного осадка. Под воздействием переменной составляющей акустических полей ЗДЧ и УЗДЧ на частотах F₅ и F₆, осуществляют (дополнительно к принудительному движению воздуха) разрушение и уменьшение толщины приповерхностного диффузного слоя в соответствующей плоскости, препятствующему до этого влагопереносу в окружающее пространство конвективно-тепловой камеры (111).

В результате происходит эффективная акустическая сушка сапонитсодержащего осадка до транспортной влажности (~25%). В дальнейшем акустически высушенный и ранее классифицированный в блоке (82) МАМ (16) сапонитсодержащий осадок из нескольких идентичных друг другу вторых контейнеров (114) с влагопропускным дном и звукопрозрачным корпусом, упаковывают в несколько идентичных друг другу транспортных контейнером (например, в мешки) и затем отправляют потребителю.

При этом:

1. Эффективность очистки большого объема сопонитсодержащей воды в хвостохранилище достигается за счет того, что:

- осуществляют трехэтапную: в районе сброса промышленной сточной воды в хвостохранилище, в центральной его части и в районе водозабора, очистку воды путем акустической коагуляции сапонитсодержащих частиц;

- осуществляют двухэтапную - в центральной части и в районе водозабора, гидроакустическую дегазацию воды, что уплотняет рыхлый сапонитсодержащий (склонный к сильному - до 200 раз, разбуханию) осадок а, в конечном итоге, увеличивает полезный объем хвостохранилища;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение (путем выдавливания влаги из пространств между частицами, находящимися на дне) сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора и т.д.

2. Эффективность уплотнения сапонитсодержащего осадка в хвостохранилище достигается за счет того, что:

- осуществляют предварительную трехэтапную акустическую коагуляцию (укрупнение) сапонитсодержащих частиц различной дисперсности;

- осуществляют предварительное уплотнение осадка путем двухэтапной гидроакустической дегазации воды;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора и т.д.

3. Качественное уплотнении тела водоупорной дамбы хвостохранилища достигается за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в сбрасываемой - в районе водоупорной дамбы, пульпы;

- осуществляют предварительное уплотнение осадка в районе сброса промышленной сточной воды путем гидроакустической дегазации воды;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение тела водоупорной дамбы в районе сброса промышленной сточной воды и т.д.

4. Эффективное акустическое обезвоживание достигается за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в воде в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют предварительное уплотнение осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют непосредственное акустическое обезвоживание сапонитсодержащего осадка и т.д.

5. Низкотемпературная акустической сушке поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка достигается за счет того, что:

- осуществляют предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в воде в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют предварительное уплотнение осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют акустическое обезвоживание сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют предварительную (холодную - при атмосферном воздухе) акустическую сушку сапонитсодержащего осадка;

- осуществляют непосредственную низкотемпературную (при использовании промышленного кондиционера) акустическую сушку сапонитсодержащего осадка и т.д.

6. Относительная простота способа достигается за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических и акустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических (в том числе снятых с вооружения, что дополнительно способствует конверсии предприятий военно-промышленного комплекса) и акустических излучателей;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретностью (раз в 7 суток), и непосредственно в процессе работы очистного сооружения, поэтому не требуется специального времени для прекращения водоочистки и технического обслуживания устройства и т.д.

7. Минимальные финансово-временные затраты обеспечиваются за счет того, что:

- уменьшается (как минимум на 30%) площадь, отводимая под строительство хвостохранилища;

- очистку воды осуществляют в три этапа, начиная непосредственно в месте сброса пульпы;

- формирование и излучение гидроакустических (под водой) и акустических (в воздухе) волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых электронных и акустических приборов;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, относительно небольшое (менее Вт/м³);

- время на монтаж оборудования не превышает 7 суток;

- техническое обслуживание оборудования осуществляют с большой дискретность и непосредственно в процессе работы хвостохранилища, поэтому не требуется специального времени для прекращения процессов безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка;

- сапонисодержащий осадок, уплотненный в хвостохранилище, а в дальнейшем акустически обезвоженный и акустический высушенный, реализуют на коммерческой основе и т.д.

8. Медицинская безопасность для человека обеспечивается за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка;

- акустически высушенный сапонитсодержащий осадок не утилизируют, а направляют для дальнейшей переработки потребителю;

- формирование и излучение гидроакустических и акустических волн осуществляют с помощью серийно выпускаемых и медицински (санитарно) сертифицированных электронных приборов;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляют автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических и акустических волн являются медицински безопасными для человека и т.д.

9. Экологическая безопасность для ОПС достигается за счет того, что:

- полностью исключается использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка;

- гидроакустическим способом уплотняют осадок в хвостохранилище, что минимизирует дренажирование сапонитсодержащей воды из него;

- гидроакустическим способом уплотняют тело водоупорной дамбы, что минимизирует дренажирование сапонитсодержащей воды из хвостохранилища;

- сапонитсодержащую воду, после акустического обезвоживания осадка, повторно направляют в хвостохранилище;

- акустически высушенный сапонитсодержащий осадок не утилизируют, а направляют для дальнейшей переработки потребителю;

- параметры (частота, амплитуда акустического давления, форма сигналов и т.д.) гидроакустических и акустических волн являются экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. Гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище: в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части - на пути движения воды к водозабору, а также в районе водозабора.

2. Гидроакустическую дегазацию воды осуществляют в хвостохранилище: в центральной части и в районе водозабора, при атмосферном давлении.

3. Гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в хвостохранилище: в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части и в районе водозабора.

4. При гидроакустической дегазации вместо стоячих гидроакустических волн УЗДЧ используют гидроакустические волны ЗД и УЗДЧ.

5. Дополнительно осуществляют гидроакустическое уплотнение тела водоупорной дамбы хвостохранилища в районе сброса промышленной сточной воды.

6. Дополнительно осуществляют отбор гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка.

7. Дополнительно осуществляют акустическое обезвоживание ранее гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка.

8. Дополнительно осуществляют акустическую сушку ранее акустически обезвоженного сапонитсодержащего осадка.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки: 3 и 5 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка.

Признаки: 1, 2, 7 и 8 являются новыми и неизвестно их использование для безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка. В то же время известно: для признака 1 - использование гидроакустических излучателей, установленных в центральной части хвостохранилища (отстойника для оборотных вод), для безреагентной очистки воды; для признака 2 - использование гидроакустической дегазации воды при атмосферном давлении в медицине, пищевой промышленности и т.д.; для признака 7 - использование физических способов обезвоживания осадка в горной промышленности и т.д.; для признака 8 - использование акустических волн для низкотемпературной сушки древесины, мяса, овощей, фруктов и т.д.

Признаки: 4 и 6 является известным.

Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно очищать в хвостохранилище большой объем сопонитсодержащей воды, эффективно уплотнять сапонитсодержащий осадок в хвостохранилище, качественно уплотнять тело водоупорной дамбы хвостохранилища, эффективно обезвоживать и сушить при низкой (по отношению к традиционной температуре сушки) температуре поднятый со дна хвостохранилища сапонитсодержащий осадок относительно простым способом при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для человека и экологической безопасности для ОПС в целом.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

Пример реализации способа.

Промышленные испытания разработанного способа производились: в период 2002-2006 гг. - на промышленных участках (добыча платины) «Пенистый» и «Левтыринываям» ЗАО «Корякгеолдобыча», расположенного в долинах нерестовых рек: Левтыринываям, Ветвей и Вывенка (Россия, п-ов Камчатка); в 2010-2011 гг. - на береговом предприятии СП «Вьетсовпетро» по очистке производственных вод; в 2012-2013 гг. в ОАО «Севералмаз» (Россия, Архангельская обл.).

На фиг.6-фиг.9 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка.

При этом: на фиг.6 представлены результаты - в виде соответствующих гистограмм, безреагентной (гидроакустической) поэтапной (I - в районе сброса пульпы, II - в центральной части хвостохранилища, III - в районе водозабора) очистки сапонитсодержащей воды (исходная концентрация сапонитсодержащих взвешенных веществ SS=130 г/л) в хвостохранилище с помощью разработанного способа (гистограммы, выделенные сплошной линией) и с помощью способа-прототипа (гистограммы, выделенные пунктирной линией).

Как видно из фиг.6: после первого этапа очистки сапонитсодержащей воды содержание взвешенных веществ (ВВ) в ней было уменьшено с 130 г/л до 42 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки 67,5%) и с 130 г/л до 2 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки 98,5%, выигрыш разработанного метода 31%); после второго этапа очистки сапонитсодержащей воды содержание ВВ в ней было уменьшено до 27 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после двух этапов - 79%) и с 130 г/л до 0,5 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после двух этапов - 99,5%, выигрыш разработанного метода 20,5%); после третьего этапа очистки сапонитсодержащей воды содержание ВВ в ней было уменьшено до 7,3 г/л - у способа-прототипа (эффективность очистки после трех этапов - 94%) и с 130 г/л до 0,25 г/л - у разработанного способа (эффективность очистки после двух этапов - 99,75%, выигрыш разработанного метода 5,75%). При этом требовалось (согласно технологии обогащения алмазов) уменьшить содержание ВВ до 10 г/л. Другими словами, при реализации разработанного способа можно было подавать оборотную воду на ОФ уже после первого этапа очистки, т.е. в несколько раз сократить объем хвостохранилища, или площадь земель, отводимых под его строительство.

На фиг.7 представлены результаты безреагентного (гидроакустического) уплотнения (P - по вертикальной оси) осадка (исходная: на горизонтальной оси - 0, плотность осадка P₀=79 г/л) для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). Как видно из фиг.7 в процессе реализации способа-прототипа содержание ВВ в сапонитсодержащем осадке увеличилось 79 г/л до 289 г/л (эффективность уплотнения осадка 72,5%), в то время как в процессе реализации разработанного способа содержание ВВ в сапонитсодержащем осадке увеличилось 79 г/л до 737 г/л (эффективность уплотнения осадка 89%). То есть, выигрыш в эффективности гидроакустического уплотнения осадка составил 16,5%,

На фиг.8 представлены результаты безреагентного (гидроакустического) уплотнения тела дамбы в хвостохранилище для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). Как видно из фиг.8 в процессе реализации способа-прототипа содержание ВВ в теле дамбы увеличилось с 289 г/л до 537 г/л (эффективность уплотнения тела дамбы 46%), в то время как в процессе реализации разработанного способа содержание ВВ в теле дамбы увеличилось 289 г/л до 970 г/л (эффективность уплотнения тела дамбы 70%). То есть, выигрыш в эффективности гидроакустического уплотнения тела дамбы составил 24%.

На фиг.9 представлены результаты безреагентного (акустического) обезвоживания сапонитсодержащего осадка (I) и низкотемпературной акустической сушки (II) для разработанного способа (гистограммы со сплошной линий) и способа-прототипа (гистограммы с пунктирной линией). Как видно из фиг.9 в процессе реализации способа-прототипа влажность сапонитсодержащего осадка изменилась с 80% до 65% (эффективность обезвоживания 15%), в то время как в процессе реализации разработанного способа последовательно уменьшилась с 80% (начальное содержание влаги в осадке, 0 - на горизонтальной оси) до 50% (после акустического обезвоживания, I - на горизонтальной оси) и до 25% (после низкотемпературной акустической сушки, II - на горизонтальной оси). То есть, выигрыш в эффективности акустического обезвоживания составил 15%, а выигрыш в эффективности низкотемпературной акустической сушки составил 40%.

Таким образом:

1. Эффективность очистки большого объема сопонитсодержащей воды в хвостохранилище была достигнута за счет того, что:

- осуществляли трехэтапную очистку воды путем акустической коагуляции сапонитсодержащих частиц;

- осуществляли двухэтапную гидроакустическую дегазацию воды;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора и т.д.

2. Эффективность уплотнения сапонитсодержащего осадка в хвостохранилище была достигнута за счет того, что:

- осуществляли предварительную трехэтапную акустическую коагуляцию (укрупнение) сапонитсодержащих частиц различной дисперсности;

- осуществляли предварительное уплотнение осадка путем двухэтапной гидроакустической дегазации воды;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора и т.д.

3. Качественное уплотнении тела водоупорной дамбы хвостохранилища было достигнуто за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в сбрасываемой - в районе водоупорной дамбы, пульпы;

- осуществляли предварительное уплотнение осадка в районе сброса промышленной сточной воды путем гидроакустической дегазации воды;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе сброса промышленной сточной воды;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение тела водоупорной дамбы в районе сброса промышленной сточной воды и т.д.

4. Эффективное акустическое обезвоживание было достигнуто за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в воде в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли предварительное уплотнение осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли непосредственное акустическое обезвоживание сапонитсодержащего осадка и т.д.

5. Низкотемпературная акустической сушке поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка была достигнута за счет того, что:

- осуществляли предварительную акустическую коагуляцию сапонитсодержащих частиц различной дисперсности, находящихся в воде в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли предварительное уплотнение осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли непосредственное гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка в районе отбора сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли акустическое обезвоживание сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли предварительную (холодную - при атмосферном воздухе) акустическую сушку сапонитсодержащего осадка;

- осуществляли непосредственную низкотемпературную (при использовании промышленного кондиционера) акустическую сушку сапонитсодержащего осадка и т.д.

6. Относительная простота способа была достигнута за счет того, что:

- формирование и излучение гидроакустических и акустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных приборов, а также гидроакустических и акустических излучателей;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически и полуавтоматически (без постоянного присутствия обслуживающего персонала);

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретностью и непосредственно в процессе работы хвостохранилища и т.д.

7. Минимальные финансово-временные затраты были обеспечены за счет того, что:

- уменьшали площадь, отводимая под строительство хвостохранилища;

- очистку воды осуществляли в три этапа;

- формирование и излучение гидроакустических и акустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых электронных и акустических приборов;

- энергопотребление электронных приборов устройства, реализующего разработанный способ, было относительно небольшим (менее Вт/м³);

- время на монтаж оборудования не превышало 7 суток;

- техническое обслуживание оборудования осуществляли с большой дискретность и непосредственно в процессе работы хвостохранилища;

- сапонисодержащий осадок, уплотненный в хвостохранилище, а в дальнейшем акустически обезвоженный и акустический высушенный, реализовывали на коммерческой основе и т.д.

8. Медицинская безопасность была обеспечена за счет того, что:

- полностью исключали использование химических реагентов для очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка;

- акустически высушенный сапонитсодержащий осадок направляли для дальнейшей переработки потребителю;

- формирование и излучение гидроакустических и акустических волн осуществляли с помощью серийно выпускаемых и медицински (санитарно) сертифицированных электронных приборов;

- управление работой устройства, реализующего разработанный способ, осуществляли автоматически и полуавтоматически;

- параметры гидроакустических и акустических волн являются медицински безопасными для человека и т.д.

9. Экологическая безопасность для ОПС была достигнута за счет того, что:

- полностью исключали использование химических реагентов;

- гидроакустическим способом уплотняли осадок в хвостохранилище;

- гидроакустическим способом уплотняли тело водоупорной дамбы;

- сапонитсодержащую воду, после акустического обезвоживания осадка, повторно направляли в хвостохранилище;

- акустически высушенный осадок направляли потребителю;

- параметры гидроакустических и акустических волн являются экологически безопасными для ОПС в целом и т.д.

Изобретение может быть использовано для безреагентной очистки оборотных промышленных вод от взвешенных, сапонитсодержащих шламовых частиц, а также уплотнения сапонитсодержащего осадка. Cпособ заключается в периодическом воздействии на сапонитсодержащую воду гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот. При этом гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище - в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части - на пути движения воды к водозабору, а также в районе водозабора. Дегазацию воды осуществляют в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части хвостохранилища и в районе водозабора. Уплотнение тела водоупорной дамбы хвостохранилища в районе сброса ведут излучением в ее направлении гидроакустических волн. Амплитуда акустического давления всех гидроакустических волн составляет не менее 10² Па на расстоянии 1 м от излучателя. Уплотнение сапонитсодержащего осадка, его обезвоживание и сушку осуществляют с использованием акустических волн с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Способ обеспечивает эффективную очистку большого объема сопонитсодержащей воды, эффективное уплотнение, обезвоживание и сушку поднятого со дна хвостохранилища сапонитсодержащего осадка простым способом при минимальных затратах. 9 ил., 1 пр.

Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка, заключающийся в периодическом, с чередованием режимов излучения и паузы, воздействии на сапонитсодержащую воду гидроакустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот, отличающийся тем, что гидроакустическое воздействие на воду осуществляют только в хвостохранилище: в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части - на пути движения воды к водозабору, а также в районе водозабора, гидроакустическую дегазацию воды осуществляют в хвостохранилище: в центральной части и в районе водозабора, при атмосферном давлении, гидроакустическое уплотнение сапонитсодержащего осадка осуществляют в хвостохранилище: в районе сброса промышленной сточной воды, в центральной части и в районе водозабора, дополнительно осуществляют гидроакустическое уплотнение тела водоупорной дамбы хвостохранилища в районе сброса промышленной сточной воды путем излучения в ее направлении гидроакустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот, при этом амплитуда акустического давления всех гидроакустических волн составляет не менее 10² Па на расстоянии 1 м от гидроакустического излучателя, дополнительно осуществляют отбор гидроакустически уплотненного сапонитсодержащего осадка, а также его последующее акустическое обезвоживание и акустическую сушку с использованием акустических волн звукового и ультразвукового диапазонов частот с амплитудой акустического давления не менее 10 Па на расстоянии 1 м от акустического излучателя.