矿山废水处理面临的现状及应对策略

矿山废水处理面临的现状及应对策略

   李晓强

包钢集团矿山研究院（有限责任公司）014010

摘要：矿山资源的存在是人类文明的重要基点，在数千年的历史演变过程中，人类利用矿山资源开创了全新的精神文明和物质文明，推动了人类的发展。与此同时，在开采与利用矿山资源时，不可避免的对周边的生态环境带来或多或少的污染和破坏，甚至对人类的身体健康造成了一定的影响。为了在开采和利用矿山资源的同时避免对周围环境造成更为严重的污染，本文就矿山废水的处理方法进行了调查研究，并将其总结归纳，希望可以最大程度的提高矿山废水的处理效率，避免生态环境的污染，消除矿山资源对水源的污染和破坏。

关键词：矿山废水；污水处理；金属矿山

1矿山废水中的主要成分及危害

1.1矿山废水中的主要成分

矿山废水实际上指的是在矿井中大量存在的天然溶滤水，这些水源本身是不具有污染性的，但是在矿山和开采的过程中，出现了大量的矿山废渣，这些化学物质大量溶解在矿井水当中，对矿井水造成了一定的污染，这就成了矿山废水。在矿山废水中常含有大量的有毒有害化学物质，其中主要以是有机污染物或重金属污染物为主，此外，还会或多或少的存在油类污染物或酸类污染物。

1.2矿山废水的危害

对于正常的水源来说，它的PH值应该在6-8之间，也就是说，对环境没有污染的水源应该为中性。而对于矿山废水来说，它的PH值往往偏低，这主要是因为在矿山废水中溶解了大量的酸性物质，这些物质会对周围的生物和建筑产生很强的腐蚀作用。在矿井中，如果周围的金属建筑被矿山废水氧化腐蚀的话，在进行矿山资源开采利用的时候，开采工人很容易发生意外，出现安全事故。对于周围的生态环境来说，含有大量有机污染物的矿山废水会使大量的动植物死亡，严重破环周围的生态平衡，对生态环境产生影响。另外，矿山废水除了会对矿井周围的环境造成影响之外，还会随着水源的流动对下游的村庄和生态环境造成难以想象的影响。

2矿山废水处理技术分析

2.1预处理技术

矿山废水产生过程中必然有着大量的漂浮物、大颗粒物甚至可能覆盖大面积的油膜，这些物质的存在不仅会影响后续废水处理技术作用效果，还会对废水处理设施和设备造成堵塞、破坏，因此矿山废水必须首先进行预处理，通过过滤、浮流、辐流、絮凝等方式使矿山废水得到预处理后方可进行后续处理。

2.2酸碱中和技术

矿山废水通常存在pH值的波动，且由于大量酸性污染物、重金属污染物、有机污染物的存在，矿山废水呈酸性的比例较大，且酸碱度对后续部分化学和生物处理技术有一定影响，通常情况下需要进行酸碱中和处理，使矿山废水保持在中性状态，让后续废水处理效果更佳。通常情况下，酸性矿山废水可以用NaOH和CaOH混合的石灰剂进行中和，碱性矿山废水可以用盐酸或硫酸进行处理，但笔者并不建议使用矿物质酸进行碱性废水处理，因为这会使废水中产生氯化钠或硫酸盐，这些物质无法被自然水体容纳，还会影响后续处理设备。

2.3重金属处理

2.3.1硫化法

硫化法是利用Na2S、NaHS、H2S等硫化剂使废水中的重金属离子生成难溶物质，进而可以通过絮凝和过滤使重金属离子与水分离的一种处理方法，硫化法成本较高，且生成的难溶物质需要进一步处理才能释放，因此建议使用硫化法对难以处理达标的重金属离子进行处理。硫化法具有区别于其他重金属处理方法的优点是，重金属硫化物生成后，矿山废水的pH值在7～9之间，硫化法处理后的废水不用再进行中和，可以代替酸碱中和处理环节。

2.3.2重金属处理剂

重金属处理剂使用后可以使重金属离子形成晶粒，通过絮凝或过滤后实现对废水的净化。重金属处理剂的使用，能够一次性脱除掉矿山废水中的多种重金属离子，且这种处理剂的操作简单、方便，对需处理水质的适应性较强，没有太多限制，处理剂与重金属离子产生的晶粒极易脱水，使得此种处理方法的后续处理比较容易。

2.3.3氧化还原法

氧化还原法是一种通过氧化还原反应使重金属离子更易沉淀的废水处理方法。例如，日本矿业公司发明的铁粉氧化还原法，是利用铁的还原性，去除含铬废水的Cr(VI)，进而使得重金属离子以金属形式析出，不仅有利于废水的净化处理，还有利于重金属回收，有效提高了废水处理的经济效益。

2.4有机污染物处理

2.4.1人工湿地处理技术

人工湿地是一种生物处理技术，在废水处理过程中充分利用基质、水生植物、微生物之间共同作用，通过湿地特有的过滤、沉淀、吸附、分解等一系列作用来实现对矿山废水中有机污染物的高效降解，使矿山废水实现净化。由于人工湿地对重金属处理效果有限，且占地面积较大、处理效率较低，比较适用于大面积矿山废水的末端治理，也比较适合矿山挖掘、破坏后的水土修复和养护。

2.4.2生物膜技术

生物膜技术是一种特殊的半透膜渗透的净化技术，由生物附着于生物转盘等设备之上，形成稳定、半透性生物膜，生物膜将矿山废水与净化后的水分隔开，以分子运动压力为驱动力，使废水缓慢流经生物膜，生物膜对其中的污染物进行截留、分离，一方面使废水得到净化，另一方面使重金属得到回收、生物膜得到稳定增长，是一种高效、节能、设备简单的废水净化技术。生物膜技术运用的问题在于设备价格昂贵，保养和运维费用较高，利用普及率较低；工作效率受外界影响较大，并不适合所有的矿山废水处理。

3矿山废水处理的发展方向

3.1硫酸盐还原菌法

在矿山废水当中，存在大量的重金属离子，要想更好的实现矿山废水的有效处理，还需要进一步提高处理重金属离子的效率。在这方面，因为硫酸盐还原菌有较高的处理能力，因此可将矿山废水中大量存在的硫酸根离子还原为硫化氢气体，在经过一系列的处理，将硫化氢其他氧化成为单质硫，以此实现对矿山废水的有机处理。当前，人们有关硫酸盐还原菌处理矿山废水的理论研究体系还不完善，对其反应机理的研究还不尽成熟，因此，在未来的研究计划当中，相关的研究人员应该重点就硫酸盐还原菌的还原机理进行探究，提高硫酸盐还原菌对重金属离子的处理效率，更好的实现矿山废水的高效处理提纯。

3.2氧化亚铁硫杆菌法

除了使用硫酸盐还原菌之外，在对矿山废水进行处理的时候，还可以使用氧化亚铁硫杆菌进行处理。这种细菌更适用于处理酸性的矿山废水，可以将矿山废水中的矿物质还原生成二价铁和单质硫。相比于硫酸盐还原菌来说，这种氧化亚铁硫杆菌在使用的过程中不需要格外添加营养液，可以在中温环境下自行发育繁殖，这一特性大大提高了氧化亚铁硫杆菌的处理效率。近年来，随着科学技术的不断发展，有关氧化亚铁硫杆菌的研究工作越来越集中，相关的科研人员发现，利用氧化亚铁硫杆菌可以有效的处理酸性矿山废水，并可以对水质条件进行一定的控制。这项工作的实现对我国矿山废水的处理研究起到了一定的推动作用，在未来的工作中，工作人员应该将更多的注意力集中在氧化亚铁硫杆菌的研究上面来，进一步丰富相关的理论研究体系，更好的保护我国的生态环境。

4结束语

综上所述，随着经济社会的发展，我国矿山资源的不断开采和利用，其开发的广度、深度也日益增强。与此同时，越来越多的矿山废水作为副产物摆在人们面前，这不仅给周围的生态环境造成了严重的污染和破坏，同时这些污染性水源也会对人体的健康和及其周边生态带来愈发严重的影响。为了最大程度的实现经济、社会、生态、效益的良性循环，避免在矿山资源开采过程中出现的对周围生态环境的污染。

参考文献：

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[3]邵锐,潘鑫,张思宇,贾亚文,杨程,王进. 酸性矿山废水处理技术的分析与展望[J]. 绿色科技,2020,(04):8-10.

作者简介：李晓强，（1986.06.19-），男，汉族，内蒙古赤峰市元宝山区人，本科，中级工程师，研究方向：矿山废水处理