1、礦山廢水研究背景

　　冷水江市地處湖南省中部，交通便利，屬亞熱帶季風氣候，區域內資源豐富，是重要的能源原材料基地，有開發利用價值的礦種達30余種，各種熱液礦藏和接觸變質礦藏豐富，其中最著名的是錫礦山，銻資源儲量及產量均居世界首位，有“世界銻都”之稱。冷水江的銻礦開采歷史已有120多年，是世界銻品行業的發祥地，也是目前全球最大的銻品精煉加工地。由于銻業開采冶煉時間長、產量大、方式粗放，長期以來以各種形態向環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境問題。

　　2、礦山廢水主要成分及特點

　　2.1 礦山廢水主要成分

　　礦山廢水來自于礦井天然溶濾水、礦渣滲濾液，以及開采點、選礦廠、尾礦壩、堆渣場和生活區等地排出的廢水，污染物主要為砷、銻，同時含有鉛、鎘、鉻、硒、錳等多種重金屬元素，還包含一定的油類物質，成分比例與礦山地處資源有較大關系;且礦山開采、加工過程中不僅會產生廢水，還會導致大量的動植物死亡，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

　　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流域。例如錫礦山銻污染問題，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，點多面廣，持續時間也較長。例如錫礦山，由于遭受污染時間長，礦山廢水產生量十分巨大，平均每天約6萬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。經長期跟蹤監測分析，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

　　3.1 預處理技術

　　礦山廢水產生過程中必然有著大量的漂浮物、大顆粒物甚至可能覆蓋大面積的油膜，這些物質的存在不僅會影響后續廢水處理技術作用效果，還會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行預處理，通過過濾、浮流、輻流、絮凝等方式使礦山廢水得到預處理后方可進行后續處理。

　　3.2 酸堿中和技術

　　礦山廢水通常存在pH值的波動，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和生物處理技術有一定影響，通常情況下需要進行酸堿中和處理，使礦山廢水保持在中性狀態，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混合的石灰劑進行中和，堿性礦山廢水可以用鹽酸或硫酸進行處理，但筆者并不建議使用礦物質酸進行堿性廢水處理，因為這會使廢水中產生氯化鈉或硫酸鹽，這些物質無法被自然水體容納，還會影響后續處理設備。

　　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，進而可以通過絮凝和過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，且生成的難溶物質需要進一步處理才能釋放，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行處理。硫化法具有區別于其他重金屬處理方法的優點是，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行中和，可以代替酸堿中和處理環節。

　　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，通過絮凝或過濾后實現對廢水的凈化。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單、方便，對需處理水質的適應性較強，沒有太多限制，處理劑與重金屬離子產生的晶粒極易脫水，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，日本礦業公司發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濟效益。

　　3.4 有機污染物處理

　　3.4.1 人工濕地處理技術

　　人工濕地是一種生物處理技術，在廢水處理過程中充分利用基質、水生植物、微生物之間共同作用，通過濕地特有的過濾、沉淀、吸附、分解等一系列作用來實現對礦山廢水中有機污染物的高效降解，使礦山廢水實現凈化。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，屬于礦山可持續發展的一大研究方向。

　　3.4.2 生物膜技術

　　生物膜技術是一種特殊的半透膜滲透的凈化技術，由生物附著于生物轉盤等設備之上，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，以分子運動壓力為驅動力，使廢水緩慢流經生物膜，生物膜對其中的污染物進行截留、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，是一種高效、節能、設備簡單的廢水凈化技術。生物膜技術運用的問題在于設備價格昂貴，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

　　礦山廢水是礦山開采、加工過程中最主要的污染方式，為了保證我國經濟發展與環境保護之間的良性循環，避免出現類似冷水江市錫礦山地區區域性環境污染，不使資源和環境為發展買單，實現資源類產業可持續發展，筆者建議礦山所在地政府和企業要加強對礦山開采、加工過程中產生的廢水的處理投入力度，采用更先進、更有效率、更環保節能的設備和工藝;根據礦山廢水的成分、性質進行處理技術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，為礦山可持續發展做出貢獻。