高硫酸盐矿山废水的处理方法研究进展

王晓青，冯启言，宫敏，梁浩乾

(1.中国矿业大学 矿山生态修复教育部工程研究中心，江苏 徐州 221116；2.中国矿业大学 环境与测绘学院，江苏 徐州 221116)

1 酸性高硫酸盐矿山废水处理技术

1.1 酸性高硫酸盐矿山废水成因

1.2 酸性高硫酸盐矿山废水常用处理技术

酸性矿井水中硫酸盐处理技术按照反应机理可划分为生物法、物理法、化学法及化学法-生物法联用法(表1)。其中，最常用的技术包括中和沉淀、开放式石灰沟、人工湿地等。

表1 酸性高硫酸盐矿山废水常用处理技术Table 1 Wastewater treatment technology of acidic high sulfate mine

2 碱性矿山废水的处理

2.1 碱性高硫酸盐矿山废水成因

2.2 碱性高硫酸盐矿山废水常用处理技术

目前，常用碱性高硫酸盐矿山废水处理方法为膜分离法(反渗透、电渗析、纳滤)、离子交换法、电吸附等。

2.2.5 其它处理技术 电吸附法(EST)是以带电电极形成的静电场作为推动力，吸附水中带电离子使其富集在电极表面，而实现脱盐的目的。罗延歆[41]将电吸附技术应用于淮南矿区矿井水，通过与电渗析法、反渗透进行比较，发现电吸附技术在二次污染、运行维护及保养方面具有优势。为最大限度地提高碱性高硫酸盐废水的处理效率及废水资源化率，目前已有多种联合处理技术。通过预处理(离子交换、化学沉淀等)+纳滤耦合技术提取高矿化度矿井水中的硫酸钠和氯化钠等盐分含量，促进微咸矿井水适度脱盐及多目标分质回用技术发展[39]。其中冀中能源某煤矿采用超滤+反渗透[42]，淮南某煤矿采用化学沉淀+电吸附[41]，鄂尔多斯红庆河煤矿采用反渗透+蒸发+离子软化法等联合处理工艺实现了高矿化度废水的处置[43]。金可勇等[44]同时利用纳滤+海水反渗透/碟管式反渗透(NF+SWRO/DTRO)结合双极膜组合工艺将结晶盐Na2SO4转化为具有高附加值的NaOH和H2SO4，或利用膜蒸馏和太阳能高效蒸发等传统和非传统联合工艺处置西部矿区高矿化度矿井水[44]。

3 结论

随着我国对水环境质量的要求越来越高，对硫酸盐的污染越来越重视，除了在产的高硫酸盐矿山废水外，还有大量废弃矿山高硫酸盐废水外排，甚至部分地区还有原生的高硫酸地下水分布，因此，如何低成本、高效处理高硫酸盐废水仍然面临很大的挑战。本文综述了高硫酸盐矿山废水的成因和主要处理工艺，重点介绍了酸性高硫酸盐矿山废水的中和沉淀法、石灰石沟渠法、可渗透反应墙、硫酸盐还原生物反应器、人工湿地等处理技术，以及碱性高硫酸盐矿山废水的反渗透、电渗析、离子树脂及纳滤等处理技术，分析了这些技术的优势和存在问题。

在实际工程应用过程中，由于高硫酸盐矿山废水，一般同时含有重金属、氟化物等，需要根据矿山废水污染物类型，考虑污染物排放标准和环境质量标准，综合评估硫酸盐的处理方法，实现硫酸盐处理的无害化、低碳化、低能化和资源化。