礦山含鐵酸性廢水可滲透反應(yīng)墻生態(tài)修復(fù)技術(shù)及案例分享

水處理網(wǎng)訊:作者：李銀光云南易清環(huán)境科技有限公司技術(shù)總監(jiān)，土壤修復(fù)及固廢處理資深工程師。主要從事土壤及地下水修復(fù)、固/危廢處理處置和水環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、工程咨詢(xún)、工程設(shè)計(jì)、工程施工等工作，完成了30多個(gè)項(xiàng)目技術(shù)方案編制，10多項(xiàng)環(huán)境修復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，2項(xiàng)環(huán)保技術(shù)通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)技術(shù)鑒定為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，發(fā)表論文4篇（其中SCI收錄1篇，EI收錄1篇），申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利22項(xiàng)，申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利16項(xiàng)。

礦山酸性廢水是世界上采礦工業(yè)面臨的最具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境問(wèn)題。礦山含鐵酸性廢水會(huì)造成礦山下游地表水體污染，水體和河床酸化、變黃，危害水生生物，破壞了流域的生物多樣性，降低水體的自?xún)裟芰Γ绊懻麄€(gè)流域生態(tài)環(huán)境和景觀。

一、技術(shù)背景

1.1礦山含鐵酸性廢水來(lái)源

煤礦、金屬礦山等開(kāi)采過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很多礦井和礦坑，礦山運(yùn)營(yíng)期間會(huì)礦井進(jìn)行定期排水，但是礦山關(guān)停后一段時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)礦井黃色廢水外溢現(xiàn)象，此類(lèi)廢水為礦山含鐵酸性廢水。礦山含鐵酸性廢水具有pH較低，鐵含量高的特點(diǎn)。

1.2礦山含鐵酸性廢水成因

煤層及其周?chē)鷰r層中存在含量較高的硫化礦，主要為黃鐵礦（FeS2）、磁黃鐵礦（Fe7S8）等，在礦山開(kāi)采過(guò)程中，與空氣和水接觸，礦山含鐵酸性廢水主要通過(guò)三個(gè)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生：

（1）硫鐵礦在水和氧氣參與下，轉(zhuǎn)化為亞鐵離子（Fe2+）、硫酸根（SO42-）和氫離子（H+），即硫鐵礦氧化產(chǎn)酸過(guò)程：

1.3礦山含鐵酸性廢水產(chǎn)生量

礦山含鐵酸性廢水流量具有明顯的季節(jié)性，在豐水期涌水量明顯大于枯水期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，煤礦山礦井涌水量大小不均，枯水期水量為0.5~5m3/h，豐水期水量可達(dá)5~25m3/h。

1.4礦山含鐵酸性廢水水質(zhì)情況

對(duì)煤礦山含鐵酸性廢水、河水和底泥采樣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，廢水pH為2~5，總鐵含量為100~500mg/L，河水pH為4~6，總鐵含量為40~150mg/L，河道底泥的鐵含量非常高，可達(dá)幾十萬(wàn)mg/kg。

1.5傳統(tǒng)處理技術(shù)

加堿中和法在礦山含鐵酸性廢水處理中應(yīng)用最廣泛的方法?；驹硎窃诘V山含鐵酸性廢水中加入一定量堿性材料和絮凝劑，提升廢水pH，并促使金屬離子形成氫氧化物或碳酸鹽而沉淀，然后過(guò)濾后出水達(dá)標(biāo)排放。常用的堿性材料為石灰、熟石灰、氫氧化鈉，常用絮凝劑為聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等。

存在問(wèn)題：中和處理技術(shù)存在能耗高、人工成本高、藥劑消耗量大、設(shè)備腐蝕快、分散礦山廢水收集處理困難、持續(xù)性污染源治理運(yùn)營(yíng)成本更高等缺點(diǎn)。

湖南某煤礦山建成了一座廢水處理站用于處理礦山酸性廢水，由于設(shè)備腐蝕過(guò)快、設(shè)備維護(hù)成本高、運(yùn)營(yíng)成本高等原因，當(dāng)?shù)卣?fù)擔(dān)不起，停止了運(yùn)營(yíng)。

1.6解決方案

礦山含鐵酸性廢水可滲透反應(yīng)墻生態(tài)修復(fù)技術(shù)是一種被動(dòng)處理技術(shù)，是在廢水流向下游建立填充有堿性緩釋材料、吸附材料、催化氧化材料等填料墻體，通過(guò)中和、氧化、沉淀、過(guò)濾、吸附等原理實(shí)現(xiàn)礦山酸性廢水中鐵的去除，從而使礦山酸性廢水得到凈化的修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)可最大限度的降低運(yùn)營(yíng)成本。

二、技術(shù)內(nèi)容

2.1技術(shù)原理

礦山含鐵酸性廢水進(jìn)入可滲透反應(yīng)單元，通過(guò)中和、沉淀、吸附、氧化等原理促使填料表面形成鐵質(zhì)活性濾膜[Fe(OH)3·2H2O]，鐵質(zhì)活性濾膜首先以離子交換的方式吸附水中的Fe2+，當(dāng)水中溶解氧存在時(shí)，被吸附的

Fe2+在鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用下迅速水解，反應(yīng)生成物又參與催化反應(yīng)，鐵不斷被去除。

礦山含鐵酸性廢水可滲透反應(yīng)墻生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理如下：

2.5運(yùn)行管理

（1）定期監(jiān)測(cè)進(jìn)出水流量和水質(zhì)；

（2）定期巡檢，觀測(cè)各反應(yīng)單元運(yùn)行情況；

（3）每年清理1次沉淀單元，并對(duì)沉淀物進(jìn)行自然濃縮過(guò)濾風(fēng)干；

（4）每年清洗1次可滲透反應(yīng)單元2,3填料，10年更換1次填料；

（5）定期翻拋可滲透反應(yīng)單元1填料，保證填料的可滲透性及效果。

2.6二次污染防治

（1）反應(yīng)單元采用環(huán)保無(wú)害填料，不會(huì)對(duì)水環(huán)境造成二次污染；

（2）填料清洗廢水通過(guò)可滲透反應(yīng)墻系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放；

（3）沉淀單元沉淀物清理后經(jīng)過(guò)自然濃縮過(guò)濾風(fēng)干后可作為土壤修復(fù)藥劑；

（4）廢棄填料可以填埋或回收再生；

（5）定期監(jiān)測(cè)進(jìn)出水量和水質(zhì)，防止溢流或出水超標(biāo)。

2.8技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.9技術(shù)應(yīng)用前景

礦山含鐵酸性廢水在煤礦和金屬礦產(chǎn)資源豐富的省區(qū)（湖南、湖北、江西、云南、貴州、四川、廣西、山西、陜西、內(nèi)蒙、新疆、寧夏等）普遍存在，市場(chǎng)前景廣闊。

該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域眾多：

煤礦酸性廢水治理

金屬礦酸性廢水治理

露天采坑廢水治理

矸石山、尾礦堆場(chǎng)、廢石場(chǎng)淋濾液、尾礦庫(kù)滲濾液治理

冶煉行業(yè)尾水治理

2.10技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況

該項(xiàng)技術(shù)已申報(bào)了4個(gè)發(fā)明專(zhuān)利與1個(gè)實(shí)用新型專(zhuān)利，通過(guò)了中國(guó)生態(tài)學(xué)學(xué)會(huì)生態(tài)工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)技術(shù)鑒定，鑒定結(jié)論為該成果為礦山含鐵酸性廢水的治理提供了一種高效實(shí)用的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，在同類(lèi)技術(shù)領(lǐng)域中達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，已申報(bào)《自然資源部先進(jìn)適用國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)遴選成果》。

原標(biāo)題:【技術(shù)分享】礦山含鐵酸性廢水可滲透反應(yīng)墻生態(tài)修復(fù)技術(shù)及案例分享