Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка

Способ безреагентной очистки сапонитсодержащей воды и уплотнения осадка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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, чет