Способ очистки загрязненных подземных вод Советский патент 1993 года по МПК E21B43/28 C02F3/34 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам очистки загрязненных подземных вод после подземного выщелачивания, а также подземных вод, загрязненных промышленными предприятиями (хвостохранилищэ и т.п.).

Цель изобретения - повышение эффективности очистки за счет снижения затрат, степени очистки, ускорение процесса очистки и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки загрязненных подземных вод, включающем обработку загрязненных подземных вод путем закачки через скважины культуральной жидкости, содержащей источник органического питания и накопительную культуру сульфатредуцирующих бактерий, обработку загрязненных подземных вод проводят по контуру очага загрязнения, при этом в качестве источника органического питания используют высшие углеводные полимеры.

Соотношение объема культуральной жидкости к объему загрязненных подземных вод составляет (0,5-2): 100,

В качестве высших углеводных полимеров используют растительные остатки.

В качестве высших углеводных полиме- ров используют опилки.

Способ очистки загрязнённых подземных вод осуществляется следующим образом.

П р и м е р 1. Очистке подвергались остаточные растворы подземного выщелачивания. В скважины закачивалась культу- ральная жидкость. В качестве культуральной жидкости использовались органическое питание - высшие углеводные полимеры (растительные остатки) и накопительная культура СРВ при соотношении их

5

Ё

С

со

00

ел о

00

со

объемов (0,1-1}:100. Культивирование микроорганизмов осуществляли в упрощенной питательной среде, г/1000 мл: (МНфЗО 0,25 г; КН2Р04 0,02 г. Соотношение объема культуральной жидкости к объему загрязненных остаточных растворов составляло 0,5-100 Культура л ьная жидкость (раствор биомассы СРВ) подавалась в крайние скважины очага загрязнения. Из расчета горнорудной массы мощностью 15 м, объемом 189 м общее количество раствора биомассы составило 0,94 м3. Полученные результаты приведены в табл.1.

П р и м е р 2. Очистке подвергались загрязненные подземные воды гидрометаллургического завода. В скважины закачивалась культурэльная жидкость, в качестве которой использовали органическое питание - опилки и накопительную культуру СРБ. Культивирование микроорганизмов осуществляли в упрощенной питательной среде, г/1000 мл: ( 0,25 г; 0,02 г. Соотношение объема культуральной жидкости к объему загрязненных подземных вод составляло 0,5:100. Культуральная жидкость (раствор биомассы СРБ) подавалась в крайние скважины очага загрязнения. Из расчета горнорулной массы мощностью 30 м, объёмом 420м общее количество раствора биомассы составило 0,210 м3. Полученные результаты приведены в табл.1.

Подача культуральной жидкости в скважины, расположенные по контуру очага загрязнения (крайние скважины), определяется тем, что при наличии градиента концентраций происходит интенсивное наращивание биомассы, что исключает длительную стадию адаптации микроорганизмов к условиям среды. Источником СРБ являются природные экониши.

Подача в скважины культуральной жидкости, содержащей высшие углеводные полимеры и накопительную культуру СРБ, позволяет повысить степень очистки от загрязняющих элементов, снизить затраты и ускорить процесс очистки. В результате разности концентраций элементов микроорганизмы сами распространяются в загрязненный объем, изменяя геохимическую среду. В результате взаимодействия сульфатредуцирующих бактерий с сульфатами происходят следующие преобразования: восстановление ЗСИ до HaS;

осаждение..образовавшимся сероводородом халькофильных и близким к ним элементов (Ke/Gu, гп, РЬ, Mo, Hg, Й1, Со, Cd) в сульфидную (дисульфидную) нерастворимую форму;

снижение при этом окислительно-восстановительного потенциала приводит к восстановлению (осаждению) селена, мышьяка, ванадия, радионуклидов, а нитра- ты восстанавливаются до молекулярного азота;

подщелачивание среды: S042 + 6НгО + + 8ё -ЖаЗ + ЮОН,

в результате повышается рН и происхо0

дит осаждение элементов - гидролизатов:

Al, Be, Cr, Мп.

Таким образом, воздействие сульфатредуцирующих бактерий на загрязненные подземные воды оказывает комплексное 5 положительное воздействие с переводом в нерастворимую фазу большого спектра элементов-загрязнителей, регламентированных нормами ГОСТ. Одновременно происходит снижение общей минерализа0

ции растворов.

Результаты, подтверждающие выбор соотношения объема культуральной жидкости к объему загрязненных подземных вод, приведены в табл.2.

5 Из табл.2 видно, что при выходе за нижний предел снижается степень очистки основных загрязняющих элементов, что объясняется недостатком бактериальных клеток в среде, участвующих в процессе очи0 стки.

При выходе за верхний предел степень очистки также снижается, так как вносится избыток клеток, который приводит к дефициту органического питания, что снижает

5 активность и жизнедеятельность СРБ, Кроме того, внесение больших объемов биомассы экономически не выгодно.

Результаты сравнительных испытаний способа-прототипа и предложенного спосо0 ба приведены в табл.3.

Из табл.3 видно, что при очистке загрязненных подземных вод по предложенному - способу степень очистки по основным загрязняющим элементам повышается,

5 Предложенный способ позволяет осуществить экологическую очистку остаточных растворов подземного выщелачивания металлов, промышленных стоков горно- и гидрометаллургических предприятий без

0 специального перемещения очага загрязнения, не требует дорогостоящего и энергоемкого оборудования, отвечает требованиям охраны окружающей среды.

Формул а изобретения

5 Способ очистки загрязненных подземных вод, предусматривающий закачку через скважины культураяьной жидкости с суль- фатедуцирующими бактериями и источниками органического питания, отличаю - щ и и с я тем, что закачку культуральной

жидкости в загрязненные воды осуществляют по контуру очага загрязнения в объемном соотношении (0,5-2); 100 соответственно, при этом в качестве источника органического питания используют высшие углеводные полимеры.

Таблица 1

Таблица 2

Использование: горнодобывающая промышленность, способы очистки загрязненных подземных вод после подземного выщелачивания, а также подземных вод, загрязненных промышленными предприятиями. Сущность: обработку загрязненных подземных вод производят путем закачки через скважины, расположенные по контуру очага загрязнения культуральной жидкости, содержащей источник органического питания и накопительную культуру сульфатредуци- рующих бактерий. В качестве источника органического питания используют высшие углеводные полимеры. Соотношение объема культуральной жидкости к объему загрязненных подземных вод составляет

Таблица 3