Отношение промышленных предприятий к накопителям стоков и осадков всегда было более чем положительным, и не только в металлургии. Использование накопителей — это самый дешёвый и технически простой способ сбора, обезвоживания и складирования взвесей из всех видов стоков и осадков. Полученную осветлённую воду из накопителей научились использовать повторно в производстве, часто называя такую систему бессточной. Это, конечно, не так, поскольку значительная часть воды «теряется» в накопителе за счёт инфильтрации, испарения и др. Но в целом такое построение водного хозяйства следует признать правильным.
Следует отметить предприятия, которые действительно не могут по техникоэкономическим соображениям нормально функционировать без накопителей (обычное название «шламонакопители» или «пруды-осветлители»), — это горнообогатительные комбинаты (ГОК), энергообъекты с использованием твёрдого топлива с системой гидрозолоудаления, стоки доменных газоочисток, сталеплавильных цехов и агломерационных фабрик. Часто это смешанные стоки, то есть к перечисленным добавляют стоки нейтрализационных установок, химводоочисток, различные поверхностные стоки и др. Общий вид накопителей представлен на рис. 1 и 2.
Стоки принимают в земляные ёмкости различного назначения с одной или несколькими дамбами. Данные ёмкости разделяются на: овражные, расположенные на балках, перегороженных плотиной; равнинные, расположенные на ровной местности с обвалованием по всему периметру; пойменные; косогорные; котлованные, расположенные в котлованах старых карьеров или резервов; котловинные, расположенные в котловинах без возведения дамб или с возведением дамб малой высоты.
В зависимости от назначения ёмкости выполняются односекционными, двухсекционными и многосекционными. Для очистки от осадка и ремонта конструктивных элементов рекомендуется в ёмкостях иметь не менее двух секций.
Для получения надлежащего осветления сточных вод желательна площадь пруда около 10-15 м2 на 1 м3/ч притока в него сточных вод при достаточной длине пути воды в пруду. Пруды рассчитывают на 10-15-летний период заполнения их взвесями, после чего их очищают и рекультивируют. Площадки под земляные ёмкости выбирают по возможности ближе к предприятию с учётом расположения сооружений по очистке производственных сточных вод и населённых пунктов. Площадку следует размещать на бросовых или малоценных землях, непригодных для сельского хозяйства или застройки.
Накопители сточных вод (шламонакопители) относятся к группе фиксированных, постоянно действующих источников загрязнения поверхностного типа. Так, практически все шламонакопители Свердловской области построены и эксплуатируются без создания каких-либо защитных экранов их основания (ложа).
В настоящее время на рынке существуют противофильтрационные материалы, способные защитить почву, грунтовые воды от негативного влияния мест захоронения отходов, накопителей и т.п.
Этим требованиям отвечают материалы на основе минерала из семейства глин (бентонита) — бентонитовые маты, которые представляют собой рулонный водонепроницаемый материал, состоящий из гранул бентонитовых глин, расположенных между двумя слоями полипропиленового геотекстильного материала (геотекстиля), соединённых между собой иглопробивным способом.
В качестве противофильтрационных элементов в гидротехническом строительстве широко используют также геомембраны, представляющие собой плёночные материалы (полиэтилен, поливинилхлорид). Имеется положительный опыт применения геомембран при строительстве накопителей.
Оборотная вода из шламонакопителя (для ГОК — «хвостохранилища») обычно весьма низкого качества и часто содержит 5 г/дм3 и более растворимых солей и 1 г/дм3 и более взвешенных веществ. Сброс такой воды в водоёмы без предварительной очистки невозможен, хотя этот запрет постоянно нарушается, поскольку стоки хотя и чистятся, но совершенно недостаточно. Состав стоков в некоторых накопителях приведён в табл. 1.
Очистка воды осуществляется от взвешенных веществ и, главное, от растворимых загрязнителей. Этот процесс дорогой и технически трудно выполнимый. Так, для удаления главных загрязнителей (сульфатов) нужно применять технологию, включающую двухступенчатую нейтрализацию стока известью до pH = 11 с выделением образующихся осадков, после чего щелочной сток для удаления ионов кальция необходимо подвергнуть рекарбонизации. Полученная очищенная вода не может быть сброшена в водоёмы рыбохозяйственного назначения. Для доведения её до нормативного качества необходима доочистка: мембранная, с использованием биоплато, термодистилляционная и др. Всё это значительно повышает себестоимость получения очищенной воды высокого качества.
При использовании любых технологий обработки стоков горно-обогатительных комбинатов всегда возникают две проблемы: куда девать образующиеся осадки и (основная) как рационально использовать очищенную воду. На практике эти проблемы не решены, и по экономическим соображениям непонятно, когда к их решению приступят.
