礦山廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

胡博， 黃凌云， 孫鑫， 楊思源， 童雄

1.昆明理工大學(xué) 冶金與能源工程學(xué)院 省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650093;

2.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院,云南 昆明650093；

3、武漢理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430070

引言

礦產(chǎn)資源是社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中必不可少的基礎(chǔ)原材料[1]，礦產(chǎn)資源在開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中不可避免地對(duì)礦山環(huán)境造成破壞，污染空氣、水體和土壤，給生態(tài)自然和人體健康帶來(lái)諸多不良影響。礦山在礦產(chǎn)資源開(kāi)采加工過(guò)程中排出了大量的廢水，形成礦山環(huán)境的主要污染源。含有重金屬離子的酸性廢水若直接排出，不僅導(dǎo)致附近的水質(zhì)酸化，而且會(huì)毒化土壤，引起植被枯萎和死亡；對(duì)于含有放射性物質(zhì)的礦山，其廢水中甚至還含有放射性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境的危害更大。礦山廢水如果直接排入河流和湖泊等水體中，將會(huì)引起水體pH值變化，抑制水中微生物的生長(zhǎng)，從而影響水體自?xún)?。世界各?guó)在礦山開(kāi)采時(shí)非常重視礦山廢水的危害性和治理問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)節(jié)能、高效和實(shí)用的廢水處理技術(shù)成為目前研究的主要熱點(diǎn)和方向。

1 礦山廢水的來(lái)源、特點(diǎn)及危害

1.1 礦山廢水的來(lái)源

礦山廢水是指在整個(gè)礦山系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)采掘點(diǎn)、選礦廠、尾礦壩和排渣場(chǎng)等地點(diǎn)作用之后所排出廢水的統(tǒng)稱(chēng)。其主要來(lái)源有：破碎篩分過(guò)程中的除塵水，地面沖洗水；洗礦廢水；碎礦和磨礦的冷卻水；藥劑制備車(chē)間的設(shè)備和地面沖洗水；選礦廢水，同時(shí)也是選礦廠廢水的主要來(lái)源。

1.2 礦山廢水的特點(diǎn)

(1)水量大。如采用浮選—磁選聯(lián)合工藝處理鎢礦，當(dāng)選礦廠規(guī)模為2 000 t/d，廢水利用率按照70%，1 t鎢礦用水按照15 m3計(jì)算[2]，則每年產(chǎn)生的選礦廢水高達(dá)300萬(wàn)m3。

(2)成分復(fù)雜。大部分廢水中含有選礦藥劑和多種金屬離子，且容易在排水口下游一定范圍內(nèi)的底泥中富集，如Fe2+、Fe3+、Cu2+和Pb2+等。

(3)危害性大。廢水中的殘留藥劑(如黃藥、氫氟酸和氰化物等)和重金屬離子均具有一定的毒性，會(huì)富集在一些生物體內(nèi)，不僅危害生物，甚至通過(guò)食物鏈危害人體。

(4)排水口分散不集中、流經(jīng)時(shí)間長(zhǎng)、水質(zhì)和水量容易受到季節(jié)氣候的影響。

1.3 礦山廢水的危害

礦山廢水的危害性，主要指對(duì)環(huán)境的破壞，生物體的毒害和對(duì)礦山設(shè)備的損壞。

(1)選礦廢水中殘留的浮選藥劑，排入水體后，通過(guò)改變水體的pH，導(dǎo)致水體CO2升高、富營(yíng)養(yǎng)化，如磷礦選礦廢水；多數(shù)金屬礦和非金屬礦都含有硫化物，如果該硫化物中有用元素含量很低，則當(dāng)作脈石礦物堆放于廢石堆或尾礦庫(kù)，在外界自然條件作用下，含有該硫化物的尾礦快速氧化，形成高濃度的酸性廢水，使得附近的水質(zhì)和土壤酸化，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，破壞生態(tài)環(huán)境。

(2)礦山所產(chǎn)生的酸性廢水如果大量排入湖泊和河流中，使水體的pH值減小，不僅影響水中微生物的生長(zhǎng)繁殖，甚至?xí)斐婶~(yú)蝦等水生物的死亡；廢水中的金屬離子，進(jìn)入水體后，經(jīng)過(guò)沉淀、吸收、絡(luò)合、螯合與氧化還原等一系列作用，在水體中遷移和變化，最終影響水體生物的生長(zhǎng)和人類(lèi)的健康[3]。

(3)強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性廢水還會(huì)對(duì)水泵配件、管材和坑道設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕破壞和結(jié)垢，造成設(shè)備的損壞和管道堵塞，直接影響選礦廠正常生產(chǎn)[4]。

2 礦山廢水處理技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外礦山廢水處理方法大體分為物理法、化學(xué)法、生物法以及多種工藝聯(lián)合處理法。

2.1 物理法

2.1.1 離子交換法

離子交換法是一種基于合成的離子交換劑(如沸石和離子交換樹(shù)脂等)作為載體，以吸附、結(jié)合和交換等方式去除廢水中有害離子的方法。離子交換法是固液相離子之間所進(jìn)行的一種可逆性化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)液相中某些離子較為離子交換固相所“喜好”時(shí)，便會(huì)被離子交換劑吸附，為維持溶液的電中性，離子交換劑以等價(jià)態(tài)釋放離子，以此達(dá)到離子交換的目的。離子交換法處理廢水過(guò)程中，載體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變，且離子交換樹(shù)脂可再生，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)廢水處理。

Wang等[5]采用二茂鐵改性732型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(FMCER)作為離子交換劑處理廢水中的Cu2+，當(dāng)pH值在4～5時(shí)，F(xiàn)MCER吸附Cu2+容量可達(dá) 392.16 mg/g，對(duì)Cu2+的去除效果達(dá)到最佳。Zarrabi等[6]采用離子交換法處理含磷重金屬?gòu)U水，結(jié)果顯示，采用強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂時(shí)，對(duì)磷的最大吸附量可達(dá)66.22 mg/g，明顯高于其它吸附劑對(duì)磷的吸附量，能有效去除廢水中的磷。

鄧慧東等[7]用離子交換法從某鈾尾礦庫(kù)廢水中除錳，采用大孔螯合離子交換樹(shù)脂、吸附接觸時(shí)間10 min，每克干樹(shù)脂的錳吸附容量為62.13 mg，試驗(yàn)結(jié)果表明，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%硫酸溶液淋洗20 min，錳合格液平均質(zhì)量濃度為5.54 g/L，錳、鈣和鎂的淋洗率均超過(guò)99%。經(jīng)離子交換法處理后，廢水中錳含量可以達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

離子交換法具有操作簡(jiǎn)便、凈化水質(zhì)好、分離效率高、處理量大、對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染、處理過(guò)程中可回收重金屬資源、處理后的廢水能達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)，易受pH影響，對(duì)于穩(wěn)定性較差的化合物分離效果不理想等弊端。總之，離子交換法對(duì)于礦山廢水處理是一種行之有效的方法，在實(shí)際水體應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)考慮交換劑的選擇和廢水的穩(wěn)定性問(wèn)題。

2.1.2 吸附法

吸附法的原理是借助多孔吸附材料，使水中的一種或多種重金屬離子及有機(jī)藥劑附著在材料表面和孔隙中，從而達(dá)到去除污染物的方法。根據(jù)吸附機(jī)理的不同，吸附法又可分為以范德華力為主的物理吸附和以化學(xué)鍵為作用方式的化學(xué)吸附。常見(jiàn)的吸附劑有膨潤(rùn)土、硅藻土、凹凸棒土、果殼和秸稈等，它們均具有良好的吸附性和可操作性，在廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。

肖利萍等[8]利用膨潤(rùn)土、堿性輔助材料、黏結(jié)劑合成高效礦物顆粒吸附劑。結(jié)果顯示，當(dāng)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的碳酸鈉作為黏結(jié)劑，合成的鋼渣復(fù)合顆粒吸附劑對(duì)Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+等重金屬離子的吸附特性好，處理實(shí)際水體后能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。Niu等[9]利用負(fù)載Fe3O4的陶粒作為吸附劑處理含鉻廢水，在初始pH值為4，Cr6+濃度2 mg/L、吸附劑用量1 g/L、反應(yīng)時(shí)間2 h的條件下，Cr6+的去除率達(dá)到93%。Ye等[10]利用新型吸附材料SiPyR-N4處理廢水中的重金屬離子Cr6+，當(dāng)廢水pH值為4、Cr6+初始濃度為100 mg/L時(shí)，Cr6+的去除率可達(dá)99.3%，經(jīng)沉淀作用后可回收98.6%的高純鉻。

近年來(lái)，對(duì)新型吸附材料的研究，大部分是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的，運(yùn)用于實(shí)際水體的較少。由于礦山廢水成分復(fù)雜，且容易受外界因素影響，所以實(shí)驗(yàn)室研究的新型吸附材料能否應(yīng)用于實(shí)際水體還需進(jìn)一步研究。同時(shí)，使用后的吸附材料若處理不當(dāng)就容易造成二次污染，引發(fā)新的環(huán)境問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)綠色新型吸附材料將是未來(lái)礦山利用吸附法處理廢水的重要研究方向[11]。

2.1.3 膜技術(shù)

膜是一種具有選擇性功能的材料，它可以對(duì)廢水中各種組分進(jìn)行分離、純化和濃縮。依據(jù)膜所截留分子量的多少，可將膜分成微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜[12]。膜技術(shù)的原理是以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，以膜兩側(cè)所施加的推力為手段，使廢水中各種組分選擇性地透過(guò)膜，從而達(dá)到分離純化濃縮的目的。

Hao等[13]在中試試驗(yàn)中研究了吸附超濾工藝和曝氣系統(tǒng)處理含砷廢水，在該工藝中選用超濾膜處理后，廢水中的As3+氧化成As4+，不僅提高了去除率，而且降低了過(guò)程中的膜污染。此外，超濾膜還可利用膜表面的靜電力來(lái)排斥砷。Hubadillah等[14]研究了高嶺土中空纖維膜(KHFM)對(duì)砷廢水分離性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果顯示，利用直接接觸膜蒸餾(DCMD)系統(tǒng)，在60 ℃的給料條件下，As3+的高滲透通量為28 kg/(m2·h)，As4+的滲透通量為25 kg/(m2·h)，砷去除率達(dá)到100%。

膜技術(shù)雖具有低消耗、高效率和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但處理費(fèi)用昂貴，處理過(guò)程中易產(chǎn)生高鹽度廢水，且不適用處理低pH值的廢水。因此，現(xiàn)階段膜技術(shù)沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用到實(shí)際水體中，但是膜技術(shù)對(duì)于處理酸性礦山廢水還是具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，在改進(jìn)膜技術(shù)的同時(shí)，需要研究處理和回用鹽水的技術(shù)。

2.2 化學(xué)法

2.2.1 酸堿中和法

酸堿中和法是一種向廢水中投入堿性中和材料，通過(guò)不同pH值作用，使廢水中的重金屬離子與堿性中和材料中的氫氧根離子反應(yīng)，生成難溶于水的氫氧化物沉淀，從而使廢水得到凈化。目前，國(guó)內(nèi)一般以石灰或石灰石作為堿性中和材料處理礦山廢水，由于堿性材料來(lái)源廣、成本低、操作簡(jiǎn)便、工作環(huán)境好和處理費(fèi)用低，可處理任何濃度和性質(zhì)的酸性廢水，該方法已成為處理酸性礦山廢水中最為普遍的方法。

鄭雅杰等[15]利用二段中和法處理酸性礦山廢水，結(jié)果顯示，先用石灰調(diào)節(jié)廢水pH等于5，其鐵、錳和鋅的去除率分別為14.14%、5.94%和13.91%；然后用氫氧化鈉進(jìn)行二段中和，調(diào)節(jié)pH等于10.2,此時(shí)廢水中鐵、錳和鋅去除率均超過(guò)99.7%，廢水中Fe3+、Mn2+和Zn2+總殘留濃度均低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。Feng D等[16]利用鐵渣和鋼渣處理酸性礦山廢水，通過(guò)廢渣的堿性和吸附性去除銅和鉛等重金屬離子，該法應(yīng)用于南非某金礦選礦廢水的處理并取得了良好的去除效果。

酸堿中和法雖然工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、成本低廉，但也存在著脫水難、處理后生成的硫酸鈣渣較多，二次處理易造成水系統(tǒng)流域的二次污染等弊端[17-18]。為了解決上述弊端帶來(lái)的問(wèn)題，何孝磊等[19]開(kāi)發(fā)了高濃度泥漿法技術(shù)，該方法通過(guò)底泥回流，使沉淀底泥含固率達(dá)到20%～30%，節(jié)省了污泥處理費(fèi)用，并適當(dāng)延長(zhǎng)了設(shè)備的使用年限。

2.2.2 混凝沉降法

混凝沉淀法是應(yīng)用混凝劑對(duì)廢水進(jìn)行深度凈化的一種常見(jiàn)方法，基本原理是利用混凝劑在廢水中的電離和水解等化學(xué)作用使廢水中難以沉淀的膠體顆粒聚合成膠體，然后再通過(guò)膠體的吸附電性中和、吸附架橋和沉析物網(wǎng)捕等作用形成絮凝體，絮凝體通過(guò)吸附，體積增大而下沉，最終實(shí)現(xiàn)固液分離。

混凝沉降法的優(yōu)點(diǎn)是沉降速率快且操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是去除低濃度懸浮物、膠體和殘留藥物的效果較差，且易引發(fā)二次污染。因此，混凝沉降法常與吸附法和氧化法聯(lián)用，使其達(dá)到最佳去除效果。常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合硫酸鋁、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁等。

嚴(yán)群等[20]采用FeCl3作除砷混凝劑處理某鎢礦高砷選礦廢水，試驗(yàn)結(jié)果顯示， FeCl3用量為986.67 mg/L，廢水pH等于7.5，反應(yīng)25 min后，投放40 mg/L的PAM(聚丙烯酰胺)，砷去除率可達(dá)99.14%，處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。邱小敏等[21]利用聚合氯化鋁替代硫酸鋁作廢水絮凝劑處理馬坑鐵礦廢水，工業(yè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在采用相同質(zhì)量的聚合氯化鋁作為絮凝劑處理后的廢水中懸浮物量較低，且成本也較低。

2.2.3 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是通過(guò)向廢水中投加某些化學(xué)物質(zhì)，使其與廢水中的溶解態(tài)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，以降低水中溶解態(tài)物質(zhì)含量的方法?；瘜W(xué)沉淀法[22]主要包括氫氧化物沉淀法、鐵氧體法、硫化物沉淀法和碳酸鹽沉淀法。

化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)方法成熟，易于操作且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，已成為廢水處理中的必要環(huán)節(jié)；缺點(diǎn)是經(jīng)化學(xué)法處理后，產(chǎn)生的大量廢渣易造成二次污染，需要對(duì)廢渣進(jìn)行二次處理，對(duì)于重金屬離子濃度較低的廢水需要與微生物法、電化學(xué)法和混凝沉降法等聯(lián)合應(yīng)用方能達(dá)到理想效果。

王明輝等[23]采用分步沉淀法處理礦山酸性廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明：以Ca(OH)2為沉淀劑，當(dāng)廢水pH值為4.0時(shí)，雙氧水能夠?qū)e3+去除；當(dāng)pH值為6～6.5時(shí)，Na2S沉淀劑能夠?qū)u2+、Mn2+和Zn2+離子去除；當(dāng)pH值為8.4時(shí)，可將微量的Mn2+、Zn2+及其它重金屬離子去除。竇若岸等[24]在處理含氟廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)同時(shí)加入石灰、氯化鈣和硫酸鈣會(huì)使得生成的氟化鈣溶解度降低，達(dá)到沉淀效果。Chen等[25]利用磷酸銨鎂的熱解產(chǎn)物處理氨氮廢水，結(jié)果顯示，熱解產(chǎn)物對(duì)廢水中氨氮的吸附能力為72.5 mg/g，氨氮去除率超過(guò)95%。

2.2.4 化學(xué)氧化法

在選礦廢水的處理中，COD濃度與選礦藥劑的選擇有著直接關(guān)系?；瘜W(xué)氧化法具有出水質(zhì)量高和反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，通常情況下，是處理可降解有機(jī)物的優(yōu)選方法。主要原理是將強(qiáng)氧化劑加入水中，從而對(duì)廢水進(jìn)行有效氧化，通過(guò)水質(zhì)氧化將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，從而降低廢水中COD含量?；瘜W(xué)氧化法常用的氧化劑有H2O2、O3、KMnO4、NaClO和Fenton試劑等[26]。

章麗萍等[27]采用O3對(duì)模擬選礦廢水中的水楊羥肟酸進(jìn)行氧化處理，結(jié)果顯示，當(dāng)水楊羥肟酸初始濃度為50 mg/L、pH=8、O3濃度為1.3 mg/L時(shí)，反應(yīng)15 min后，水楊羥肟酸去除率超過(guò)90%。利用紫外光譜、紅外光譜和高效液相色譜對(duì)水楊羥肟酸降解過(guò)程進(jìn)行分析，其最終的降解產(chǎn)物為小分子有機(jī)酸、二氧化碳和水。

深度氧化技術(shù)[28]是近些年發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，主要原理是在催化劑、高溫高壓、光、電、聲、磁等反應(yīng)條件下，利用具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基，將廢水中的大分子難分解物質(zhì)氧化成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)。

Wang等[29]研究了Fenton氧化技術(shù)處理礦山模擬廢水的條件及效果，試驗(yàn)結(jié)果表明，其最佳降解胺類(lèi)捕收劑的工藝條件為：廢水pH=4、胺類(lèi)捕收劑初始濃度500 mg/L、m(Fe2+)：m(H2O2)=1：2。金潔蓉等[30]利用鐵粉還原—Fenton氧化技術(shù)處理初始pH為3的含絡(luò)合銅離子廢水，結(jié)果表明，投入過(guò)量鐵粉后，其最佳除Cu2+和COD工藝條件為:m(H2O2)：m(COD)=1.5：1、反應(yīng)30 min后調(diào)節(jié)pH至9.0，COD和Cu2+去除率分別達(dá)到86.5%和99.9%。

2.2.5 電化學(xué)法

電化學(xué)法在處理各種難降解廢水中應(yīng)用較為廣泛，該法可以將廢水中的COD指標(biāo)降下來(lái)，同時(shí)還能提高廢水的生物降解性能。電化學(xué)法具有強(qiáng)氧化能力、操作簡(jiǎn)便、無(wú)二次污染、反應(yīng)條件溫和等特點(diǎn)，是處理難降解、有毒有害、高濃度、高色度和高COD有機(jī)廢水的優(yōu)選技術(shù)。目前，用于處理難降解廢水的電化學(xué)方法有電催化氧化法、電絮凝法、電吸附法、電沉積法、電浮選法、電滲析法、微電解法、電芬頓法、磁電解法和三維電解法[31-32]。

侯筱凡等[33]采用電絮凝法處理初始pH值為5.0的含銅廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，其最佳除Cu2+的工藝條件為：電流密度6 mA/cm2，電極間距1 cm，反應(yīng)時(shí)間30 min，含銅廢水經(jīng)該工藝處理后，Cu2+去除率達(dá)98.5%。S.Aoudj等[34]同樣選用電絮凝法對(duì)含氟廢水進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明，陽(yáng)極產(chǎn)生的絮凝劑可以除去99%以上的氟化物，且采用Al-Al陽(yáng)電極可達(dá)到最佳處理效果。張少峰等[35]采用三維電極電沉積法處理含鉛廢水，結(jié)果顯示，將泡沫銅作為陰極極板時(shí)，廢水中的鉛離子去除率接近85%。張少峰等還進(jìn)行了二維電極與三維電極的比較，研究表明，三維電極的處理效果比二維電極更佳，金屬離子回收率更高。

2.3 生物法

2.3.1 濕地法

濕地是位于陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡帶，擁有獨(dú)特的水文、土壤、植被和生物特征，是一種有多種功能和使用價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)。近年來(lái)，人工濕地法成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境工作者的研究熱點(diǎn)，它的基本原理是利用土壤、植被和微生物三者之間的協(xié)調(diào)作用，通過(guò)土壤凈化、植被吸收和微生物降解實(shí)現(xiàn)廢水的高效凈化。濕地法具有投資少、維護(hù)管理費(fèi)用低、對(duì)有機(jī)物的去除能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各類(lèi)廢水處理，如造紙廢水、礦山廢水和生活污水等。

陽(yáng)承勝等[36]對(duì)廣東韶關(guān)凡口鉛鋅礦采礦廢水進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濕地法處理后COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分別為92%、99%、93%、97%、96%和96%，主要有害物質(zhì)TSS、Pb和Zn含量等均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。Türker Onur Can等[37]借助寬葉香蒲和蘆葦人工濕地分別處理含硼礦山廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明：寬葉香蒲對(duì)硼的積累量為1 300 mg/kg，平均去除率為40.7%；蘆葦對(duì)硼的積累量為839 mg/kg，平均去除率為27.2%。Lian等[38]利用蘆葦和香蒲垂直流人工濕地對(duì)含鉬廢水進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，當(dāng)鉬濃度在2～20 mg/L時(shí)，香蒲的耐毒性比蘆葦強(qiáng)，且對(duì)鉬的去除率高于蘆葦；當(dāng)鉬濃度為2 mg/L時(shí)，香蒲和蘆葦?shù)娜コ史謩e為87%和62%。

濕地法雖具有以上眾多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著占地面積大，處理過(guò)程中容易受環(huán)境影響，未處理完全的H2S從土壤中逸出進(jìn)入大氣、污染環(huán)境等一些不足之處。因此，濕地法仍需不斷完善和研究，如加強(qiáng)濕地基質(zhì)對(duì)污染物去除機(jī)理的研究，開(kāi)發(fā)吸附量大、吸附效果好的新型基質(zhì)材料，尋找重金屬富集能力強(qiáng)的植物等。

2.3.2 微生物法

近年來(lái)，使用硫酸性還原菌的微生物法處理礦山酸性廢水受到環(huán)境工作者的青睞。使用微生物法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)效果好、操作簡(jiǎn)便、無(wú)二次污染，而且可回收硫單質(zhì)。基本原理是借助硫酸鹽還原菌(SRB)將硫酸鹽還原成H2S，生成的硫化物再與廢水中的金屬離子發(fā)生反應(yīng)生成金屬硫化物沉淀[39]，與混凝沉降法和化學(xué)沉淀法相比，微生物法對(duì)金屬離子處理的pH值范圍較廣。

Maree和Hill[40]的試驗(yàn)表明，經(jīng)微生物處理后的廢水pH值由6.5升至7.3，SO42-濃度由1 600 mg/L減至200 mg/L，同時(shí)生成700 mg/L可溶性硫化物、700 mg/L硫單質(zhì)和少許硫化物，COD值由2 800 mg/L減至1 500 mg/L。Leandro等[41]通過(guò)向厭氧下流式固定反應(yīng)器(DFSRB)里加入一定量酒糟和甘蔗作為SRB的碳源處理含鐵廢水，結(jié)果顯示，鐵離子的去除率達(dá)到95%，鐵離子以金屬沉淀形式沉降到DFSRB底部，清理后可實(shí)現(xiàn)金屬鐵的回收。董慧等[42]利用微生物法除去礦山廢水中有害物質(zhì)的研究表明，利用SRB與SO42-的生物還原反應(yīng)，重金屬去除率達(dá)到了90%。

微生物法是一種被動(dòng)處理技術(shù)，完全去除重金屬離子需花費(fèi)較多時(shí)間，關(guān)于硫酸鹽還原菌的代謝機(jī)理研究未完全成熟，使得重復(fù)利用微生物也成為一大難題，但此法將是未來(lái)礦山酸性廢水治理的主流方向。

2.4 多種工藝聯(lián)合處理法

近年來(lái)，多種工藝聯(lián)合處理礦山廢水受到了普遍歡迎。對(duì)于一些既包含固體懸浮物和重金屬離子，又有一些殘留藥劑的礦山廢水，用單一的處理技術(shù)局限性大，難以取得最佳效果。根據(jù)廢水中雜質(zhì)的種類(lèi)可選擇性地將幾種處理方法結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使廢水中的雜質(zhì)去除完全。常用的聯(lián)合處理技術(shù)有：酸堿中和—混凝沉淀法、化學(xué)沉淀—離子交換法、混凝沉淀—膜技術(shù)、酸堿中和—濕地法、混凝沉淀—吸附法、電化學(xué)—微生物法等。

邊德軍等[43]采用三段中和法+鐵鹽混凝沉淀法處理含砷酸性廢水，第一段調(diào)節(jié)pH為2.5，除去大部分SO42-，第二段調(diào)節(jié)pH為10.5，除去大部分砷和鐵離子，第三段調(diào)節(jié)pH為9.5，加入FeSO4并控制鐵砷比等于15，除去85%～90%砷。經(jīng)三段中和處理后，廢水中砷去除率超過(guò)98%，且生成的CaSO4經(jīng)過(guò)濃縮脫水后可獲得性能優(yōu)異的石膏。

賈彥松等[44]采用化學(xué)沉淀法和離子交換法聯(lián)用處理廢水中的 Cu2+、Zn2+及其金屬絡(luò)合物，結(jié)果表明：當(dāng)pH為12，在25 ℃下充分?jǐn)嚢? min后，靜置 40 min，Cu2+和Zn2+去除率均超過(guò)95%，重金屬絡(luò)合物去除率超過(guò)99.5%。

德國(guó)弗賴(lài)貝格礦冶技術(shù)大學(xué)地質(zhì)研究所利用酸堿中和—濕地法處理某鈾礦山廢水，試驗(yàn)結(jié)果顯示，該廢水先通過(guò)中和法處理，再使其流過(guò)尾礦壩址處的濕地后，鈾和砷的含量均減少20%以上，去除效果顯著[45]。

朱秋華等[46]利用混凝沉淀—膜技術(shù)聯(lián)合工藝處理某金銅礦礦山廢水，結(jié)果顯示，Cu2+截留率超過(guò)99%，Cu2+總回收率達(dá)到96.6%，處理后的廢水中Cu2+濃度小于5 mg/L，可回用于浮選，最終實(shí)現(xiàn)減排和資源回收的目的。

3 結(jié) 語(yǔ)

礦山廢水的成分復(fù)雜，較難處理，已成為當(dāng)今社會(huì)亟待解決的重大環(huán)境問(wèn)題。應(yīng)深入研究不同成分及性質(zhì)的廢水，對(duì)其分類(lèi)處理，以實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。廢水處理要綜合考慮其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，應(yīng)從以下兩個(gè)方面解決礦山廢水處理問(wèn)題：(1)減少選礦過(guò)程中的廢水量。①在選擇高效低毒甚至無(wú)毒的選礦藥劑時(shí)，應(yīng)盡量使所選藥劑有利于選礦廢水的處理回用；②將選礦與信息自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，開(kāi)發(fā)藥劑添加自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決人工加藥過(guò)程中藥劑用量大的問(wèn)題；③優(yōu)化藥劑方案，提高廢水綜合利用率。(2)開(kāi)發(fā)礦山廢水處理新技術(shù)。①研究高效環(huán)保型絮凝劑或混凝劑，提升藥劑使用效率，減少藥劑使用量；②開(kāi)發(fā)高效低耗的脫水設(shè)備；③研發(fā)新型聯(lián)合技術(shù)；④開(kāi)發(fā)高效率低成本的吸附材料和膜分離技術(shù)。