1、礦山廢水研究背景
冷水江市地處湖南省中部，交通便利，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，區域內資源豐富，是重要的能源原材料基地，有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的礦種達30余種，各種熱液礦藏和接觸變質(zhì)礦藏豐富，其中最著(zhù)名的是錫礦山，銻資源儲量及產(chǎn)量均居世界首位，有“世界銻都”之稱(chēng)。冷水江的銻礦開(kāi)采歷史已有120多年，是世界銻品行業(yè)的發(fā)祥地，也是目前全球最大的銻品精煉加工地。由于銻業(yè)開(kāi)采冶煉時(shí)間長(cháng)、產(chǎn)量大、方式粗放，長(cháng)期以來(lái)以各種形態(tài)向環(huán)境排放了大量重金屬，其中礦渣滲濾液致使錫礦山地區部分水體遭受了嚴重的重金屬污染，也造成了土壤污染及空氣污染，對周邊居民的身體健康構成了威脅，對種植作物品質(zhì)安全造成了破壞，重金屬污染已成為錫礦山地區最突出的環(huán)境問(wèn)題。
2、礦山廢水主要成分及特點(diǎn)
2.1 礦山廢水主要成分
礦山廢水來(lái)自于礦井天然溶濾水、礦渣滲濾液，以及開(kāi)采點(diǎn)、選礦廠(chǎng)、尾礦壩、堆渣場(chǎng)和生活區等地排出的廢水，污染物主要為砷、銻，同時(shí)含有鉛、鎘、鉻、硒、錳等多種重金屬元素，還包含一定的油類(lèi)物質(zhì)，成分比例與礦山地處資源有較大關(guān)系;且礦山開(kāi)采、加工過(guò)程中不僅會(huì )產(chǎn)生廢水，還會(huì )導致大量的動(dòng)植物死亡，這使得礦山廢水中有可能存在大量的有機污染物和細菌污染物。
2.2 礦山廢水主要特點(diǎn)
一是礦山廢水污染范圍大，影響區域廣。礦山廢水造成的污染，不僅限于礦區內，其污染區域甚至擴大至整個(gè)流域。例如錫礦山銻污染問(wèn)題，遭受銻污染的區域不僅在錫礦山，也包括了周邊區域，甚至所在的資江流域也遭受了銻污染，主要表現為資江下游斷面銻濃度超標。二是礦山廢水的排放量大，點(diǎn)多面廣，持續時(shí)間也較長(cháng)。例如錫礦山，由于遭受污染時(shí)間長(cháng)，礦山廢水產(chǎn)生量十分巨大，平均每天約6萬(wàn)t，遇降水天氣，廢水量更大。三是礦山廢水成分復雜，濃度極不穩定。經(jīng)長(cháng)期跟蹤監測分析，錫礦山區域的礦山廢水主要超標因子為砷、銻，受水量變化，各污染因子的濃度隨之也出現變化。
3、礦山廢水處理技術(shù)
3.1 預處理技術(shù)
礦山廢水產(chǎn)生過(guò)程中必然有著(zhù)大量的漂浮物、大顆粒物甚至可能覆蓋大面積的油膜，這些物質(zhì)的存在不僅會(huì )影響后續廢水處理技術(shù)作用效果，還會(huì )對廢水處理設施和設備造成堵塞、破壞，因此礦山廢水必須首先進(jìn)行預處理，通過(guò)過(guò)濾、浮流、輻流、絮凝等方式使礦山廢水得到預處理后方可進(jìn)行后續處理。
3.2 酸堿中和技術(shù)
礦山廢水通常存在pH值的波動(dòng)，且由于大量酸性污染物、重金屬污染物、有機污染物的存在，礦山廢水呈酸性的比例較大，且酸堿度對后續部分化學(xué)和生物處理技術(shù)有一定影響，通常情況下需要進(jìn)行酸堿中和處理，使礦山廢水保持在中性狀態(tài)，讓后續廢水處理效果更佳。通常情況下，酸性礦山廢水可以用NaOH和CaOH混合的石灰劑進(jìn)行中和，堿性礦山廢水可以用鹽酸或硫酸進(jìn)行處理，但筆者并不建議使用礦物質(zhì)酸進(jìn)行堿性廢水處理，因為這會(huì )使廢水中產(chǎn)生氯化鈉或硫酸鹽，這些物質(zhì)無(wú)法被自然水體容納，還會(huì )影響后續處理設備。
3.3 重金屬處理
3.3.1 硫化法
硫化法是利用Na2S、NaHS、H2S等硫化劑使廢水中的重金屬離子生成難溶物質(zhì)，進(jìn)而可以通過(guò)絮凝和過(guò)濾使重金屬離子與水分離的一種處理方法，硫化法成本較高，且生成的難溶物質(zhì)需要進(jìn)一步處理才能釋放，因此筆者建議使用硫化法對難以處理達標的重金屬離子進(jìn)行處理。硫化法具有區別于其他重金屬處理方法的優(yōu)點(diǎn)是，重金屬硫化物生成后，礦山廢水的pH值在7～9之間，硫化法處理后的廢水不用再進(jìn)行中和，可以代替酸堿中和處理環(huán)節。
3.3.2 重金屬處理劑
重金屬處理劑使用后可以使重金屬離子形成晶粒，通過(guò)絮凝或過(guò)濾后實(shí)現對廢水的凈化。重金屬處理劑的使用，能夠一次性脫除掉礦山廢水中的多種重金屬離子，且這種處理劑的操作簡(jiǎn)單、方便，對需處理水質(zhì)的適應性較強，沒(méi)有太多限制，處理劑與重金屬離子產(chǎn)生的晶粒極易脫水，使得此種處理方法的后續處理比較容易。
3.3.3 氧化還原法
氧化還原法是一種通過(guò)氧化還原反應使重金屬離子更易沉淀的廢水處理方法。例如，日本礦業(yè)公司發(fā)明的鐵粉氧化還原法，是利用鐵的還原性，去除含鉻廢水的Cr(Ⅵ)，進(jìn)而使得重金屬離子以金屬形式析出，不僅有利于廢水的凈化處理，還有利于重金屬回收，有效提高了廢水處理的經(jīng)濟效益。
3.4 有機污染物處理
3.4.1 人工濕地處理技術(shù)
人工濕地是一種生物處理技術(shù)，在廢水處理過(guò)程中充分利用基質(zhì)、水生植物、微生物之間共同作用，通過(guò)濕地特有的過(guò)濾、沉淀、吸附、分解等一系列作用來(lái)實(shí)現對礦山廢水中有機污染物的高效降解，使礦山廢水實(shí)現凈化。由于人工濕地對重金屬處理效果有限，且占地面積較大、處理效率較低，比較適用于大面積礦山廢水的末端治理，也比較適合礦山挖掘、破壞后的水土修復和養護，屬于礦山可持續發(fā)展的一大研究方向。
3.4.2 生物膜技術(shù)
生物膜技術(shù)是一種特殊的半透膜滲透的凈化技術(shù)，由生物附著(zhù)于生物轉盤(pán)等設備之上，形成穩定、半透性生物膜，生物膜將礦山廢水與凈化后的水分隔開(kāi)，以分子運動(dòng)壓力為驅動(dòng)力，使廢水緩慢流經(jīng)生物膜，生物膜對其中的污染物進(jìn)行截留、分離，一方面使廢水得到凈化，另一方面使重金屬得到回收、生物膜得到穩定增長(cháng)，是一種高效、節能、設備簡(jiǎn)單的廢水凈化技術(shù)。生物膜技術(shù)運用的問(wèn)題在于設備價(jià)格昂貴，保養和運維費用較高，利用普及率較低;工作效率受外界影響較大，并不適合所有的礦山廢水處理。
4、結束語(yǔ)
礦山廢水是礦山開(kāi)采、加工過(guò)程中最主要的污染方式，為了保證我國經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的良性循環(huán)，避免出現類(lèi)似冷水江市錫礦山地區區域性環(huán)境污染，不使資源和環(huán)境為發(fā)展買(mǎi)單，實(shí)現資源類(lèi)產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展，筆者建議礦山所在地政府和企業(yè)要加強對礦山開(kāi)采、加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水的處理投入力度，采用更先進(jìn)、更有效率、更環(huán)保節能的設備和工藝;根據礦山廢水的成分、性質(zhì)進(jìn)行處理技術(shù)的搭配和工藝流程的設置，將礦山廢水處理效果放在首位，將處理后中水回用放在其次，將重金屬回收放在最后，最大程度提高礦山廢水的處理效率，為礦山可持續發(fā)展做出貢獻。(來(lái)源：冷水江市環(huán)境保護局)
