礦山酸性廢水治理

目錄
第1章 緒論 1
1.1 礦山酸性廢水的來源 1
1.1.1 地下采礦 1
1.1.2 露天礦坑 1
1.1.3 廢石堆 2
1.1.4 尾礦庫 3
1.2 礦山酸性廢水的形成 4
1.2.1 鐵礦氧化 4
1.2.2 磁黃鐵礦氧化 6
1.2.3 含砷礦物氧化 7
1.2.4 其他金屬硫化物的氧化 8
1.3 礦山酸性廢水與微生物的關(guān)系 10
1.3.1 硫化物礦物溶出機制和微生物的作用 10
1.3.2 鐵和硫氧化嗜酸微生物的生物多樣性 12
1.3.3 礦山酸性廢水對微生物區(qū)系及功能的影響 14
1.3.4 微生物在次生礦物形成和溶解中的作用 15
1.4 礦山酸性廢水對環(huán)境的影響 19
1.4.1 礦山酸性廢水對水體環(huán)境的影響 19
1.4.2 礦山酸性廢水對陸生環(huán)境的影響 20
1.4.3 氧化產(chǎn)物的生物累積和毒性 20
參考文獻 21
第2章 礦山酸性廢水處理技術(shù) 30
2.1 礦山酸性廢水的源頭控制技術(shù) 30
2.1.1 硫化物氧化控制 30
2.1.2 物理攔截 33
2.1.3 植物攔截 33
2.1.4 重金屬固定化 34
2.1.5 礦山酸性廢水的安全收集 35
2.2 礦山酸性廢水的主動式處理技術(shù) 35
2.2.1 中和沉淀法 35
2.2.2 氧化還原法 36
2.2.3 硫化物沉淀法 36
2.2.4 氧氣曝氣過濾法 37
2.2.5 離子交換法 37
2.2.6 廢水的資源回收利用 37
2.2.7 鐵氧體回收法 37
2.3 礦山酸性廢水的被動式處理技術(shù) 38
2.3.1 被動式處理技術(shù)概念及適用范圍 38
2.3.2 礦山酸性廢水被動式處理的重金屬去除機制 39
2.3.3 人工濕地在礦山酸性廢水處理中的應(yīng)用 39
2.3.4 堿性基質(zhì)中和 40
2.3.5 微生物處理 41
2.3.6 過濾床吸附處理 42
2.3.7 膜析法 42
參考文獻 42
第3章 鉛鋅礦流域重金屬污染特征及潛在風(fēng)險評價 46
3.1 研究區(qū)域與方法 47
3.1.1 研究區(qū)域 47
3.1.2 研究方法 48
3.2 底泥理化特征 51
3.2.1 含水率與pH 51
3.2.2 電導(dǎo)率和氧化還原電位 52
3.2.3 有機質(zhì)和氮素 53
3.2.4 總磷和總鉀 54
3.3 底泥重金屬流域特征 55
3.3.1 底泥重金屬形態(tài)分析 55
3.3.2 底泥重金屬流域分布特征 56
3.4 底泥重金屬的潛在風(fēng)險評價 57
3.4.1 底泥重金屬的地累積指數(shù) 57
3.4.2 底泥重金屬元素間相關(guān)分析 58
參考文獻 59
第4章 污染流域微生物種群特征及驅(qū)動因子 61
4.1 研究區(qū)域、方法和數(shù)據(jù)處理 62
4.1.1 研究區(qū)域 62
4.1.2 研究方法 62
4.1.3 數(shù)據(jù)處理 64
4.2 微生物種群特征 64
4.2.1 種群數(shù)量特征 64
4.2.2 物種組成差異分析 67
4.3 微生物群落特征 68
4.3.1 群落豐富度及多樣性 68
4.3.2 群落生物信息統(tǒng)計分析 69
4.4 沉積物微生物多樣驅(qū)動機制 74
4.4.1 沉積物理化特征 74
4.4.2 多樣性驅(qū)動機制 75
參考文獻 78
第5章 改性材料在重金屬酸性廢水處置中的應(yīng)用 81
5.1 介孔鐵鋁材料去除重金屬酸性廢水中As(III) 81
5.1.1 介孔鐵鋁材料制備及特征 82
5.1.2 介孔鐵鋁材料吸附去除As(III)影響因素 85
5.1.3 介孔鐵鋁材料去除As(III) 吸附熱動力學(xué) 87
5.1.4 介孔鐵鋁復(fù)合材料吸附機理 90
5.2 赤泥陶粒去除重金屬酸性廢水中Sb(III) 和Cd(II) 92
5.2.1 赤泥陶粒制備及影響因素 93
5.2.2 改性赤泥陶粒制備及特征 97
5.2.3 改性赤泥陶粒靜態(tài)吸附 99
5.2.4 改性赤泥陶粒動態(tài)吸附 109
5.3 磁性水滑石去除重金屬酸性廢水中Cd(II) 和Cu(II) 112
5.3.1 磁性水滑石制備及表征 113
5.3.2 磁性水滑石吸附去除Cu(II)和Cd(II) 119
5.3.3 磁性水滑石吸附Cu(II)和Cd(II)的等溫吸附模型 122
5.3.4 磁性水滑石對Cu(II)、Cd(II)的吸附機理 123
5.4 納米零價鐵污泥基生物質(zhì)炭去除廢水中Sb(III) 125
5.4.1 納米零價鐵污泥基生物質(zhì)炭制備及影響因素 127
5.4.2 納米零價鐵污泥基生物炭表征 129
5.4.3 NZVI-SBC 對Sb(III)的吸附行為 142
5.4.4 NZVI-SBC 對Sb(III)的吸附熱動力學(xué) 149
參考文獻 157
第6章 生物技術(shù)在礦山酸性廢水治理中的應(yīng)用 167
6.1 砷氧化功能菌對礦山酸性廢水中砷的去除 167
6.1.1 砷功能菌篩選 168
6.1.2 砷氧化真菌與功能材料組配 175
6.1.3 砷功能菌砷耐受性及其氧化效率 177
6.2 鐵錳氧化菌對礦山酸性廢水中鐵錳的去除 180
6.2.1 鐵錳氧化菌篩選與鑒定 181
6.2.2 鐵錳氧化菌群耐受性 184
6.2.3 鐵錳功能微生物擴培 184
6.2.4 鐵錳微生物與功能材料組配 188
6.2.5 鐵錳氧化菌群去除礦山酸性廢水中鐵錳離子 191
6.2.6 生物鐵錳氧化物表征 191
6.2.7 鐵錳氧化菌群的群落演替規(guī)律 195
6.3 硫酸鹽還原菌在礦山酸性廢水處理工藝的應(yīng)用 196
6.3.1 硫酸鹽還原菌的重金屬去除機制 197
6.3.2 硫酸鹽還原生物反應(yīng)器原理 199
6.3.3 硫酸鹽還原生物反應(yīng)器影響因素 200
6.3.4 硫酸鹽還原生物反應(yīng)器設(shè)計 202
6.4 人工濕地在礦山酸性廢水處理工藝的應(yīng)用 204
6.4.1 人工濕地處理礦山酸性廢水的作用機理 204
6.4.2 人工濕地植物去除礦山廢水中重金屬的機理 204
6.4.3 濕地基質(zhì)去除礦山廢水中重金屬的機理 205
6.4.4 微生物處理礦山酸性廢水的機理 205
參考文獻 206
第7章 尾礦滲濾液及地表徑流廢水處理工程案例 211
7.1 工程概況及環(huán)境背景 211
7.1.1 工程概況 211
7.1.2 環(huán)境背景 212
7.2 尾礦滲濾液廢水處理工程設(shè)計 214
7.2.1 重金屬廢水處理技術(shù)比選 214
7.2.2 工藝設(shè)計 217
7.3 示范工程運行情況 220
7.3.1 預(yù)處理反應(yīng)系統(tǒng)運行狀況 220
7.3.2 生物濾池調(diào)試情況 222
7.3.3 整體工程運行效果 231
7.4 工藝成本分析 233
7.4.1 工程費用總投資 233
7.4.2 藥劑成本分析 234
7.4.3 設(shè)備維護成本 234
7.5 示范工程總結(jié) 234
參考文獻 235
索引 238