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        江苏铭盛环境

        酸性AMD工业污水处理技术和工艺 抚顺污水处理公司

        文章出处:未知发表时间:2022-01-25 13:55:35


        图片1 

         

          矿产资源是人类社会开展进步必不可少的自然资源。人类对金属矿山的大面积开采会毁坏四周区域的生态环境,而AMD是全球矿山面临的最严重的环境问题。AMD是硫化矿物在空气、水和微生物的共同作用下发作溶蚀、氧化、水解等一系列物化反响而构成的低pH、高重金属离子浓度的一类难处置废水。而我国金属矿山大多数是原生硫化物矿床,极易构成AMD,例如江西德兴铜矿、武山铜矿、江苏梅山铁矿、浙江遂昌金矿、安徽南山矿、向山铁矿、湖南七宝山铜锌矿等。因而,如何高效、经济地管理AMD显得尤为重要。

         

          1AMD来源

         

          AMD指在矿山开采活动中经过复杂的物理化学反响作用产生的呈酸性且SO42-和重金属含量超标的有害水体。矿山酸性废水有以下特性:

         

          呈酸性、金属离子浓度高,例如含Fe3+的矿山废水因水解生成的氢氧化铁呈红褐色,被称为红龙之灾”;

         

          废水产生量大且水流持续时间长,常常矿山开采完毕后,废水仍继续流出;

         

          水质、水量不稳定,动摇较大。

         

          AMD进入自然水体后使水体酸化,招致水生生物死亡;进入土壤后使土壤板结,毒化土壤,形成功用退化。在1947年,Colmer等初次提出细菌是AMD构成的重要缘由。在后续的研讨和实践管理过程也进一步的证明了这种结论。如黄铁矿,在有菌存在和无菌存在时,氧化速度相差较大。

         

          黄铁矿氧化产酸过程如下:

         

        图片26 

        图片27 

          Fe3+被黄铁矿复原生成Fe2+,而Fe2+很快又被微生物或O2氧化成Fe3+再与黄铁矿反响,如此循环反响,构成了大量的AMD

         

          2AMD的管理

         

          AMD现已严重危害到生态环境乃至人类的生存平安,其管理技术也一日千里。目前,效果显著的管理技术主要有中和法、沉淀法、人工湿地、吸附法及生物法等。

         

          2.1 中和法

         

          面对大量的酸性废水,中和法成为了人类在管理AMD时的首要选择。中和法又称为氢氧化物沉淀法,中和法就是在废水中投加大量的碱性物质,如石灰乳、氢氧化钠、石灰石等,来进步废水酸碱度,从而沉淀废水中的金属离子。该办法因原理简单,本钱低、效果明显,在实践矿山酸性废水的管理中得到了普遍的应用。如钱士湖等报道的HDS(高浓度泥浆)在安徽某公司酸性废水的理论运用。对实践运转效果停止了剖析总结,标明HDS工艺在调理废水pH值和去除Al3+SO42-离子效果显著。与传统的石灰中和法(LDS)相比,HDS延缓了设备和管道的结垢现象,克制了LDS法的很多缺陷,高浓度泥浆法与低浓度泥浆法相比有以下优点:一是降低了石灰用量,减少了处置本钱;二是出水水质稳定,契合排放规范。高浓度泥浆法相关于低浓度泥浆法打破性停顿是底泥按比例回流,可用于废水处置。但一直无法铲除设备和管道结垢、中和渣易形成二次污染的弊端。

         

        图片28 

          中和法对金属矿区已构成的废水处置有显著的效果,但未抑止产酸细菌的生长,矿山生态环境未得到基本性修复。

         

          2.2 硫化物沉淀法

         

          硫化物沉淀法是经过向废水中投加过量硫化剂,构成了难溶于水的重金属硫化物,再参加外表活性剂,疏水性沉淀物与起泡剂发作黏附上浮,从而到达净化AMD的效果。常用的硫化剂有Na2SH2SCaS等,硫化物在重金属去除率上大于中和法,该法得到的泥渣金属品位较高,有利于贵金属的回收应用,可用于废水处置组合办法中的前处置。

         

          但硫化物沉淀法存在着很大的缺陷:即为了使金属离子充沛沉淀,会向废水中投入过量的硫化物,这会使水体中硫酸根离子过剩,极易产生H2S气体,对水体将会产生二次污染。且因硫化剂来源有限,价钱比拟昂贵,故硫化物沉淀法因处置本钱高、会产生二次污染的缘由而未能得到普遍应用。

         

          2.3 人工湿地法

         

          人工湿地是由基质、植物和微生物按一定比例组成,AMD得以净化是人工湿地物理、化学及微生物共同作用的结果。在处置过程中,酸性水迟缓流经人工湿地中的植物群落,应用抗酸性耐重金属强的植物停止活体过滤到达降低金属离子浓度目的。人工湿地中的物理作用主要是过滤、阻隔和堆积作用。由于植物土壤无机胶体复合体、土壤微生物区系及酶的多样性,可经过化学沉淀、吸附、离子交流、氧化复原等一系列化学反响去除废水中金属离子。

         

          2.3.1 植物作用

         

          植物是人工湿地中重要的组成局部,起着关键性的作用。不只能够去除废水中的污染物,还具有生态美观。水生植物对废水中的重金属有着很强的吸附才能。如湿地中的挺水植物、浮水植物、沉水植物对重金属的富集浓度可高出四周水体10万倍以上。不同植物对污染物的去除率受生物量、根系兴旺水平、根系氧保送才能等要素的影响。

         

          2.3.2 酸的耗费

         

          酸的耗费是AMD管理的主要环节,在人工湿地底泥中存在着大量的硫酸复原菌,这些细菌是废水中酸耗费的主体。

         

          2.3.3 重金属的肃清

         

          重金属超标是AMD的主要特征,因而有必要对AMD中的重金属停止去除,人工湿地中抗酸性耐重金属强的植物吸收积聚作用可到达去除的目的,人工湿地中的硫酸复原菌在耗费废水中酸的过程产生的硫化氢可与废水中的重金属反响构成沉淀。

         

          我国在人工湿地对AMD处置的研讨上停止大量投资,获得了一定的理论和理论成果。如唐述姬等应用人工湿地处置铁矿酸性废水,实验标明:pH值由2.6升高到6.1;金属铜离子由25.79×10-6降到0.099×10-6,金属铁离子由36.50×10-6降到0.031×10-6,金属锰离子由393.6×10-6降到107.20×10-6,铜、铁离子的去除率到达了99%以上。

         

          由于人工湿地占空中积大,所以比拟适用于大面积矿山废水的末端管理,也比拟合适矿山的水土修复和养护,属于矿山生态修复的一大研讨方向。

         

          2.4 吸附法

         

          随着对吸附资料的大量研讨,吸附法在AMD处置中得到了普遍的应用。吸附法是应用多孔吸附资料,使水中的一种或多种物质吸附到吸附资料外表从而到达去除污染物目的的办法。不同种吸附资料吸附机理不同,有的以物理吸附为主导作用,有些以化学吸附为主导作用,而有的吸附资料两种吸附机理都有。现常用的吸附资料有两种,一种是硅藻土、膨润土等黏土类物质,因其具有层状构造从而具有良好的吸附性,在工业污水处中得到普遍的应用。另一种是藻类、细菌、真菌、秸秆、蔗渣等生物吸附剂。Rios等应用自然炉渣、人造沸石和粉煤灰对AMD中金属离子去除的实验研讨。Cui等研讨了斜发沸石对AMD中锌等金属的吸附效果。

         

          近些年来对新型吸附资料吸附效果的研讨很多。但是大多是在实验室对模仿废水停止的,用于实践水体的较少。由于理想中金属矿山酸性废水成分复杂,影响要素多,所以实验室研讨的新型吸附资料的实践适用价值并不明白。同时吸附资料吸附金属离子后若没有妥善处置容易形成二次污染,因而吸附资料的再生问题也变得非常的重要。进一步开发自然吸附资料将是将来AMD吸附法的重要研讨方向。

         

          2.5 生物法

         

          相较于国外,国内关于微生物的应用起步较晚,仍处于研讨阶段。在自然环境中,一些微生物能停止硫酸盐的复原代谢反响。可依据微生物所具有的该生理特征来管理AMD。孙嘉龙等应用微生物菌株作为絮凝剂应用于废水的絮凝实验,实验标明,发酵液对矿山废水中的重金属去除率可到达70.49%

         

          2.5.1 抑止产酸细菌生长

         

          研制抑止或消灭产酸细菌生长繁衍的化学物质,对避免AMD的产生是很有价值的。已有研讨成果,国外研制了一种阴离子洗濯剂可对铁氧化菌和硫氧化菌有抑止作用,这为我们研制出抑止产酸细菌的化学物质提供一定的理论根底。在研制可抑止产酸细菌生长繁衍的化学物质时,为了在自然环境中应用,化学抑止剂应该具备以下条件:

         

          专注性,除了对特定菌科有抑止作用外,对其他生物无影响;

         

          具有高效性,低剂量就可到达抑止产酸细菌生长的目的;

         

          无毒害和污染,不可对所运用的环境产生二次污染;

         

          价钱廉价,能批量消费和应用。

         

          因而如今细菌抑止剂到现场应用还有一些间隔,但此法将来将是AMD管理的主流方向。

         

          2.5.2 硫酸盐复原菌(SulfatereducingbacteriaSRB)法管理AMD

         

          SRB是停止硫酸盐复原代谢反响的相关细菌的统称,普遍散布在海水、淡水和适合生存的陆地环境中。SBR法是指应用SRBSO42-氧化为S2-,所产生的碱度能够中和AMD中的酸性。H2S又会沉淀废水中的重金属。

         

          与传统的酸性废水处置办法相比,该管理办法具有费用低、适用性强、无二次污染的优点。其根本条件为:

         

          所处置的酸性水的pH值不得低于4.2;

         

          反响需隔绝空气。

         

          SRB处置AMD的工艺流程见图2

         

        图片29 

          董慧等应用SRB法去除矿山废水中污染物实验研讨,应用SRBSO2-4的生物复原反响,重金属的去除率到达了90%

         

          3、结语

         

          综上所述,AMD成分复杂、排放量大且危害极大。因而我们必需依据不同的废水性质、现场详细环境等,施行最有效的管理计划。中和法因本钱低、工艺流程相对简单的特性,备受欢送,但在处置过程中产生的高浓度污泥,易形成二次污染。人工湿地法不只能够处置废水,还能到达改善生态环境的目的,但由于建成后短时间内无法大面积改动处置措施,因而循环运用的可能性较低。微生物处置AMD具有费用低、高效率、适用性强,无二次污染的特性,这将是将来AMD处置的开展。

         


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