煤礦,、金屬礦等關(guān)停或廢棄后,，遺留礦渣或礦洞經(jīng)自然氧化,、雨淋,、微生物等作用，會(huì)產(chǎn)生大量酸性礦山廢水,。該廢水一般呈酸性,，色度高，重金屬濃度高,，對(duì)周邊水土環(huán)境造成嚴(yán)重影響,，通過食物鏈對(duì)人體健康構(gòu)成直接威脅。

可滲透反應(yīng)墻（PRB）技術(shù)是20世紀(jì)90年代歐美等發(fā)達(dá)國家開發(fā)的適用于受污染地下水原位修復(fù)的可靠技術(shù),。該技術(shù)主要利用反應(yīng)墻的滲透性使污染物通過水力梯度流經(jīng)反應(yīng)介質(zhì),，并在反應(yīng)介質(zhì)作用下發(fā)生沉淀反應(yīng)、吸附反應(yīng),、催化還原或催化氧化以及絡(luò)合反應(yīng),，從而轉(zhuǎn)化為低活性物質(zhì)或無毒成分，以達(dá)到凈化,、攔截污染物的目的,。相比傳統(tǒng)酸性礦山廢水處理技術(shù)，PRB技術(shù)中反應(yīng)介質(zhì)可長(zhǎng)期使用,，對(duì)金屬離子等有良好的去除效果,，且一次成本和運(yùn)行成本均較低。本研究將曝氣沉淀技術(shù)與PRB技術(shù)相結(jié)合,，構(gòu)建出新型酸性礦山廢水處理反應(yīng)系統(tǒng),，考察其對(duì)實(shí)際酸性礦山廢水的色度、pH值,、總鐵,、總錳等處理效果，以及在湖南某廢棄礦區(qū)的實(shí)際工程應(yīng)用情況,，以期拓展PRB技術(shù)的應(yīng)用方式，并為酸性礦山廢水低成本處理技術(shù)及PRB技術(shù)的應(yīng)用推廣提供一定的支持,。

1,、材料與方法

1.1 試劑與儀器

氫氧化鈉,，分析純；pH計(jì),，鐵測(cè)定儀,，紫外分光光度計(jì)，電感耦合等離子發(fā)射光譜儀,，DO測(cè)定儀,。

1.2 試驗(yàn)用水

原水取自湖南某礦區(qū)廢棄釩礦礦山廢水。原水色度高,，為500~600倍,，pH值為3.2~4.5，總鐵質(zhì)量濃度為345~380mg/L,，總錳質(zhì)量濃度為3.5~4.3mg/L,。

1.3 試驗(yàn)裝置及反應(yīng)填料

小試試驗(yàn)主體裝置為有機(jī)玻璃制成，其工藝單元由曝氣池,、布水池1,、沉淀池、布水池2,、反應(yīng)墻1,、反應(yīng)墻2、出水池和出水槽構(gòu)成,，工藝流程如圖1所示,，具體規(guī)格見表1。酸性礦山廢水通過蠕動(dòng)泵輸送至反應(yīng)系統(tǒng)中,，經(jīng)曝氣池充氧氧化,、布水池1配水、沉淀池沉淀,、布水池2配水,、反應(yīng)墻1和反應(yīng)墻2反應(yīng)，后由出水池收集出水,。

反應(yīng)填料LS004是一種改性礦物質(zhì)功能固體材料,，主要成分為鈣、硅,、碳等,，具有吸附和持續(xù)產(chǎn)堿性能，通過人工裝填入反應(yīng)墻1內(nèi),，填加量為8.5L,，粒徑為3~5mm；反應(yīng)填料LS005是一種人工合成無機(jī)高分子功能固體材料,，主要成分為鈣,、硅,、鋁、錳等,，具有較強(qiáng)的吸附性和催化氧化活性等,，通過人工裝填入反應(yīng)墻2內(nèi)，填加量為8.5L,，粒徑為2~4mm,。

1.4 試驗(yàn)方法

廢水先經(jīng)蠕動(dòng)泵進(jìn)入曝氣池，控制水流量約為10mL/min,，利用氣體泵維持曝氣池DO質(zhì)量濃度不小于5mg/L,，曝氣池、沉淀池,、反應(yīng)墻1和反應(yīng)墻2的HRT分別為10,、12、5,、5.6h,。取樣地點(diǎn)分別為布水池1、布水池2,、出水槽出水口處,；分析出水中色度、pH值,、總鐵及總錳的質(zhì)量濃度,。

1.5 分析方法

色度采用稀釋倍數(shù)法，pH值采用玻璃電極法,，總鐵采用鄰菲啰啉分光光度法,，總錳采用高碘酸鉀分光光度法。

2,、結(jié)果與討論

2.1 對(duì)色度去除效果

該組合工藝對(duì)色度的去除效果如圖2所示,。原水中色度主要是由Fe2＋、Fe3＋發(fā)生氧化產(chǎn)生顆粒物而引起的,，經(jīng)曝氣處理后,，對(duì)色度去除效果并不明顯，經(jīng)自然沉淀后色度去除效果較好,，經(jīng)PRB處理后出水平均色度為13倍,，平均去除率約為95%。分析其原因?yàn)?運(yùn)行前期主要依靠反應(yīng)填料的吸附,、過濾等作用去除水中的總鐵,，隨著運(yùn)行時(shí)間增加，

該工藝對(duì)總鐵的去除效果如圖4所示。由圖4可見,，曝氣對(duì)總鐵沒有明顯的去除效果,，自然沉淀對(duì)總鐵平均去除率約為50.77%，去除效果較好,；PRB對(duì)總鐵的平均去除率約為94.44%，運(yùn)行穩(wěn)定后出水總鐵的質(zhì)量濃度為3.24~4.20mg/L,。該工藝運(yùn)行前25d,，出水總鐵含量逐漸降低，但隨后出現(xiàn)了短暫升高,，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),，出水水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)并穩(wěn)定。分析其原因?yàn)?運(yùn)行前一階段主要依靠反應(yīng)填料對(duì)鐵的吸附,、過濾等作用,，運(yùn)行30d后，反應(yīng)填料表面形成致密的氧化膜,，可以充分氧化水中的鐵離子,，產(chǎn)生鐵的沉淀物被反應(yīng)填料截留而去除。在整個(gè)試驗(yàn)研究過程中,，反應(yīng)填料并未發(fā)生堵塞等問題,。隨著組合工藝的運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生此類問題時(shí),，解決方式為采用高壓水槍對(duì)反應(yīng)填料表面進(jìn)行掃洗和翻洗,。