矿山废水硫酸盐处理方法的研究进展与展望

龚艳，刘玉香

(太原理工大学 环境科学与工程学院，山西 太原 030024)

1 物理方法

1.1 膜处理法

表1 膜处理法分类及优缺点Table 1 Classification and advantages and disadvantages of membrane treatment

膜的特性，如热、机械和化学特性，会影响操作效率。可以通过化学改性来改善它们的性质，比如纳滤膜上涂覆氧化锌，用于处理实际的矿山废水，可逆结垢减少，相对通量略有增加[11]。

1.2 离子交换

离子交换树脂具有良好的化学稳定性和离子选择性，但是由于离子交换容量和选择性有限，不太适合作为主要技术，但它有潜力与其他工艺结合使用。

2 化学方法

2.1 吸附法

硫酸盐的吸附机制一直存在争议，但正如Runtti等[16]所总结的那样，建议的机制是在表面形成羟基氧化物层，并将表面电荷变为正电荷。吸附剂可分为天然吸附剂和合成吸附剂两大类，见表2。

表2 吸附剂分类及特点Table 2 Classification and characteristics of adsorbents

2.2 沉淀法

石膏沉淀法由于其在处理矿山废水方面的有效性、工艺的相对简单性及其对温度波动的耐受性，已经使用了几十年。然而，当水中存在易溶解的金属硫酸盐(如硫酸钠)时，使用石膏沉淀作为唯一的工艺通常不足以满足环境限制，另外该工艺会形成大量高含水量污泥，污泥脱水困难，处置成本高，设备和管道易结垢。通过聚合物，如聚丙烯酰胺和聚胺，可以用于增强脱水和提高石膏沉淀的絮凝强度。在加氢脱硫过程中，沉淀物形成在回收的颗粒上，形成更大更密的沉淀物，使其更容易沉淀和脱水[20]。

3 生物方法

3.1 微生物

3.2 植物

一些藻类也具有处理矿山废水的能力，如栅藻、刚毛藻、颤藻、鱼腥藻、三角褐指藻，几种物种在矿山废水生物修复中的应用总结见表3[35]。

表3 植物在矿山废水的应用Table 3 Application of plants in mine wastewater

4 对比分析

表4 处理方法的优缺点Table 4 Advantages and disadvantages of treatment methods

5 展望

矿山废水成分比较复杂，考虑到处理的困难，应该从以下方面进行完善：

(1)对于废弃矿山废水的修复，应该加入对矿山废水的背景的前期调查工作，方便为之后的治理提供依据。

(2)合理联用不同修复处理措施，做到有效搭配，效益翻倍。

(3)分析废水的成分，以便直接进行废水利用，达到从源头控制废水量。

(4)实现经济效益、社会效益和环境效益有机统一的方法是未来的发展趋势。