【摘要】： 采礦廢棄物中的硫化礦物在遇到空氣和水后會氧化產(chǎn)生酸性礦山廢水(Acid Mine Drainage, AMD)。酸性礦山廢水的pH非常低,且其中含有大量的重金屬和硫酸鹽。酸性礦山廢水對礦區(qū)周圍環(huán)境的污染已經(jīng)成為全世界采礦工業(yè)共同面臨的嚴峻問題。 目前,解決酸性礦山廢水污染問題的方法主要包括兩大類,一類是從源頭上控制酸性礦山廢水的產(chǎn)生；另一類是對已產(chǎn)生的酸性礦山廢水進行生物或化學處理。從源頭上控制酸性礦山廢水的產(chǎn)生是現(xiàn)在解決酸性礦山廢水污染問題的優(yōu)先選擇。頂部覆蓋、加堿混合處置、噴灑滅菌劑抑制細菌活動等都是常用的酸性礦山廢水源頭控制方法。分選出產(chǎn)酸能力極強的采礦廢棄物,并利用設置了完備襯墊系統(tǒng)的包封設施對它們進行填埋處置,是一種新的酸性礦山廢水源頭控制方法�，F(xiàn)在,用于包封采礦廢棄物的襯墊系統(tǒng)主要有壓實粘土襯墊(Compacted Clay Liner, CCL)、土工合成粘土襯墊(Geosynthetic Clay Liner, GCL)和土工膜(Geomembrane, GM)。 “還原屏障”是由蘭州大學提出的針對采礦廢棄物處置場開發(fā)的新型屏障系統(tǒng)。它是一種具有微生物活性、內(nèi)部處于強烈還原狀態(tài)的低滲透性屏障。它不僅可以通過極低的滲透系數(shù)來限制重金屬污染物的遷移,還可以利用自身內(nèi)部微生物呼吸作用所導致的強烈還原環(huán)境實現(xiàn)對重金屬污染物的固定。本研究的目標是評價城市污水處理廠污泥作為還原屏障制作材料的可行性以及污泥還原屏障在采礦廢棄物處置場底部使用的可靠性。 在本研究中,通過批式吸附試驗和厭氧微生物培養(yǎng)試驗兩種方法揭示了污泥對重金屬的阻滯機制。批式吸附試驗結(jié)果表明污泥對重金屬具有較強的吸附能力,其對Zn2+和Cd2+的吸附量分別達到了13.62 mg·g-1和15.60 mg·g-1。厭氧微生物培養(yǎng)試驗的結(jié)果表明,微生物呼吸作用可以將污泥懸液由氧化態(tài)驅(qū)動到強烈還原態(tài),進而促使污泥懸液體系內(nèi)硫酸鹽還原反應發(fā)生,最終導致污泥懸液內(nèi)重金屬離子濃度降低。 使用柔性壁滲透儀對污泥試樣的滲透系數(shù)進行了測定。試驗結(jié)果表明,污泥試樣的滲透系數(shù)小于1.0×10-7 cm/s,達到了采礦廢棄物處置場的防滲設計標準。污泥試樣內(nèi)的微生物活動會降低自身的滲透系數(shù)。 通過滲透試驗研究了污泥試樣與酸性孔隙液之間的相容性。試驗結(jié)果表明,在酸性孔隙液的滲透作用下,污泥試樣的滲透系數(shù)會逐漸增大。 本研究的結(jié)果表明,污泥是還原屏障合適的制作材料。污泥還原屏障的強烈還原狀態(tài)有助于全面降低重金屬的活動性,實現(xiàn)固定重金屬的環(huán)境工程目標。在酸性孔隙液作用下,污泥還原屏障滲透系數(shù)有增大的趨勢。因此,污泥還原屏障在用于AMD控制時,需要通過添加其它堿性物質(zhì)來彌補其長期酸緩沖能力的不足。
【圖文】：

/代士乏李轟，二圖2一1酸性礦山廢水產(chǎn)生源(據(jù)Ferguson和EricksonI4))在整個采礦區(qū)，酸性礦山廢水的產(chǎn)生源有很多[3，4]，見圖2一1。其中尾礦庫和廢石堆場是酸性礦山廢水的兩個重要產(chǎn)生源。在采礦過程中剝離大量的表土和基巖，它們都被堆存在廢石堆場中;選礦過程中所產(chǎn)生的尾礦砂，除了少量得到資源化利用以外，其余絕大部分都是通過尾礦庫進行堆放處置的。廢石堆場和尾礦庫的酸性礦山廢水產(chǎn)生過程可以通過圖2一2進行簡單的描述。廢石堆場和尾礦庫的頂部一般為非飽和區(qū)域，氧氣可以自由進入，采礦廢棄物中的硫化礦物與空氣、水反應后形成了酸性極強的孔隙液，這些孔隙液中含有大量的重金屬離子和硫酸舒舒““蒼七贏豪豪含含/洲 洲 圖2一2酸性礦山廢水形成示意圖(據(jù)Ribet等人l5]修改)

尾礦壩\\廢石堆場/代士乏李轟，二圖2一1酸性礦山廢水產(chǎn)生源(據(jù)Ferguson和EricksonI4))在整個采礦區(qū)，酸性礦山廢水的產(chǎn)生源有很多[3，4]，見圖2一1。其中尾礦庫和廢石堆場是酸性礦山廢水的兩個重要產(chǎn)生源。在采礦過程中剝離大量的表土和基巖，它們都被堆存在廢石堆場中;選礦過程中所產(chǎn)生的尾礦砂，除了少量得到資源化利用以外，其余絕大部分都是通過尾礦庫進行堆放處置的。廢石堆場和尾礦庫的酸性礦山廢水產(chǎn)生過程可以通過圖2一2進行簡單的描述。廢石堆場和尾礦庫的頂部一般為非飽和區(qū)域，氧氣可以自由進入，采礦廢棄物中的硫化礦物與空氣、水反應后形成了酸性極強的孔隙液
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X703

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭雅杰;彭映林;樂紅春;李長虹;;酸性礦山廢水中鋅鐵錳的分離及回收[J];中南大學學報(自然科學版);2011年07期

2 鄧志榮;呂斯濠;;混凝沉淀處理鎢礦廢水實驗研究[J];東莞理工學院學報;2011年03期

3 鄭軍南;嚴力蛟;;上虞市污泥處置專項規(guī)劃編制方法探討[J];現(xiàn)代城市;2008年03期

4 ;廣東清遠出臺污泥處理處置規(guī)劃[J];給水排水;2011年09期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前10條

1 舒小華;黨志;易筱筠;;源頭控制酸性礦山廢水研究[A];中國礦物巖石地球化學學會第12屆學術(shù)年會論文集[C];2009年

2 饒俊;張錦瑞;徐暉;;酸性礦山廢水處理技術(shù)及其發(fā)展前景[A];礦山企業(yè)節(jié)能減排與循環(huán)經(jīng)濟高峰論壇論文集[C];2010年

3 鄭劉春;黨志;易筱筠;;改性農(nóng)業(yè)秸稈在酸性礦山廢水中的吸附研究[A];中國礦物巖石地球化學學會第13屆學術(shù)年會論文集[C];2011年

4 張瑞雪;吳攀;楊艷;熊玲;;被動處理酸性礦山廢水的方法選擇及其應用[A];2010中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集(第三卷)[C];2010年

5 李亞新;蘇冰琴;;利用硫酸鹽還原菌處理酸性礦山廢水研究[A];’2001全國工業(yè)用水與廢水處理技術(shù)交流會論文集暨水處理技術(shù)匯編[C];2001年

6 王輝;;銅礦酸性礦山廢水AMD綜合膜處理技術(shù)——銅礦SIMS零排放工程[A];第三屆膜分離技術(shù)在冶金工業(yè)中應用研討會論文集[C];2009年

7 劉輝;高敏;蔡順華;王政;;利用水泥工業(yè)廢氣干化污泥的可行性研究[A];第三屆全國水泥企業(yè)總工程師論壇暨全國水泥企業(yè)總工程師聯(lián)合會年會文集[C];2010年

8 舒斌;羅臻;;污泥處置的新途徑——污泥碳化[A];2009（上海）水業(yè)熱點論壇——中國污水處理廠污泥處理處置論文集[C];2009年

9 曹威;黨志;;酸性礦山廢水中硫酸根的吸附去除研究[A];中國礦物巖石地球化學學會第13屆學術(shù)年會論文集[C];2011年

10 王飛;雷良奇;宋慈安;盧有月;譚仕敏;;金屬硫化礦固廢泄酸能力評價方法初探[A];合作 發(fā)展 創(chuàng)新——2008(太原)首屆中西部十二省市自治區(qū)有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 蘇訊;常州武進啟動污泥專項整治[N];中國建設報;2010年

2 記者陸峰 通訊員林洪;印染污泥摻燒制磚[N];南通日報;2010年

3 本報見習記者 李莉　范圣楠 記者 閆艷 高杰;污泥到底去了哪兒？[N];中國環(huán)境報;2010年

4 本報通訊員 馮濤;邯鄲對污泥全過程監(jiān)管[N];中國環(huán)境報;2011年

5 ;粵九成污泥填埋為害甚于污水[N];南方日報;2011年

6 本報記者 孫秀艷;八成污泥沒有得到妥善處理[N];人民日報;2011年

7 本報見習記者 范圣楠　李莉 記者 閆艷 高杰;處理多少污水 也要管多少污泥[N];中國環(huán)境報;2011年

8 黃洪鑫;贛州污泥污水無害化處置三同步[N];中國建設報;2011年

9 瓊玲;年底污泥全部實現(xiàn)無害化處置[N];無錫日報;2011年

10 徐海峰;伊春強化污泥污染防治[N];中國環(huán)境報;2011年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 王寶;還原屏障控制重金屬污染的可行性研究[D];蘭州大學;2010年

2 肖漢敏;污泥熱干燥與焚燒特性研究[D];華南理工大學;2010年

3 熊思江;污泥熱解制取富氫燃氣實驗及機理研究[D];華中科技大學;2010年

4 姬愛民;污泥熱解液加工方法及其產(chǎn)品的燃料特性研究[D];天津大學;2010年

5 林群慧;微波輔助熱解污泥機理與試驗研究[D];天津大學;2012年

6 張強;生物質(zhì)與煤共氣化過程中磷元素的遷移與影響[D];華東理工大學;2012年

7 左寧;基于強化除磷脫氮及低污泥產(chǎn)量的污水處理工藝技術(shù)研究[D];重慶大學;2010年

8 邵瑞華;泥質(zhì)活性炭的制備及污泥熱解動力學研究[D];西安建筑科技大學;2011年

9 章金駿;污泥燒制陶粒的技術(shù)路徑與控制因子研究[D];浙江大學;2012年

10 彭桂群;污泥重金屬生物瀝濾和電動去除的技術(shù)研究[D];浙江大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 尹娜;超細污泥與煤粉混燃機理及污染排放特性研究[D];沈陽航空工業(yè)學院;2010年

2 王爽;污泥超聲波預處理技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];沈陽航空工業(yè)學院;2010年

3 劉欣;印染污泥干燥特性和干燥工藝的研究[D];華南理工大學;2010年

4 何鑒堯;印染污泥干燥過程中揮發(fā)性污染物的研究[D];華南理工大學;2010年

5 張威;污泥用作水泥工業(yè)替代燃料的工藝性能研究[D];武漢理工大學;2011年

6 王存坡;不銹鋼冷軋副產(chǎn)污泥的優(yōu)化利用技術(shù)研究[D];武漢理工大學;2011年

7 陳彬;節(jié)能型盤式污泥干燥設備研發(fā)[D];杭州電子科技大學;2011年

8 王丹;煤與污泥的混燃特性研究[D];華中科技大學;2011年

9 郭秀娟;污泥在水泥窯中焚燒處置關(guān)鍵問題的研究[D];華北電力大學（北京）;2010年

10 焦麗梅;污泥混合填埋后穩(wěn)定化過程中重金屬生物有效性變化研究[D];山東建筑大學;2010年

，

本文編號：2667198