人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析
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人工湿地基质配制对废水中重金属Pb的钝化吸附效果探究专业品质权威编制人:______________审核人:______________审批人:______________编制单位:____________编制时间:____________序言下载提示:该文档是本团队精心编制而成,期望大家下载或复制使用后,能够解决实际问题。
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人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析Ξ招文锐1,杨兵2,朱新民3,束文圣2(1.广东省韶关市环境监测站,广东韶关512026;2.中山大学生命科学学院,广东广州510275;3.凡口铅锌矿环保处,广东韶关512026)摘 要:研究了宽叶香蒲Typha latifolia 人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。
历时10年的监测结果表明:该系统能有效地净化铅锌矿废水。
未处理的废水含有高浓度的有害金属,Pb (1115mg ・L -1),Zn (1415mg ・L -1),Cd (0105mg ・L -1),经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中Pb ,Zn 和Cd 的净化率分别达到9910%,9713%和9419%。
分析其pH 和Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 质量分数的年份和月份变化趋势,发现经湿地处理的废水出水水质中的各指标的年份和月份变化幅度较小,且都在国家工业污水的排放标准之下,可见该湿地的污水净化具有很高的稳定性。
关键词:人工湿地;稳定性;重金属;治理中图分类号:X 751 文献标识码:A 文章编号:100828873(2001)0420016205选矿尾矿废水一般含有Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 等有害金属,直接排放会导致严重的环境污染,对生态系统的影响极大。
人工湿地是处理生活和工业废水的有效手段,但在矿山金属废水处理的研究和应用较少。
为此中山大学于80年代中期在广东凡口铅锌矿建造了以宽叶香蒲Tyha latifolia 为主体的人工湿地,以期能有效净化矿山金属废水[1,2]。
由于人工湿地受降雨、气温等自然因素的影响较大,从而可能会影响部分湿地处理污水的稳定性[3]。
因此,本研究通过对该人工湿地出水口水质的长期监测,分析了其主要污染物的年变化及月变化规律,以揭示利用人工湿地处理尾矿废水的稳定性。
1 研究地自然条件凡口铅锌矿位于韶关市仁化县境内。
该区于属于潮湿多雨的亚热带气候,海拔高度为100~150m ,年平均气温约20℃,最低为-5℃,最高为40℃,年降雨量平均1457mm 左右,地下水资源丰富,土壤为红壤。
铅锌矿选冶废水处理与资源化利用1. 背景铅锌矿作为我国重要的金属矿产资源,其开采与选冶过程产生大量废水这些废水中不仅含有重金属离子,还有酸性物质和其他有害物质,如不经过处理直接排放,将对环境造成严重污染因此,开展铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术的研究,具有重要的现实意义和科学价值2. 废水处理技术2.1 物理方法物理方法主要包括沉淀、过滤、浮选等这些方法主要通过物理作用去除废水中的悬浮物和胶体物质如采用絮凝剂使废水中的悬浮物凝聚,然后通过沉淀去除;通过过滤介质,如砂、活性炭等,去除废水中的细小悬浮物;利用浮选药剂,将铅锌矿物从废水中分离出来2.2 化学方法化学方法主要包括中和、氧化还原、沉淀等这些方法通过化学反应,将废水中的有害物质转化为无害物质如采用碱性物质,如石灰,对酸性废水进行中和;利用氧化剂或还原剂,将重金属离子转化为不溶性沉淀物,然后去除;通过添加化学药剂,使废水中的有害物质形成沉淀,然后去除2.3 生物方法生物方法是利用微生物的代谢作用,将废水中的有害物质转化为无害物质如采用好氧微生物,将有机物氧化分解;采用厌氧微生物,将有机物还原为甲烷等3. 资源化利用技术铅锌矿选冶废水中的金属离子和其他有价值物质,可通过资源化利用技术,转化为有用的产品3.1 金属回收采用电渗析、电镀、置换等方法,将废水中的金属离子回收如利用电渗析技术,将金属离子从废水中分离出来;采用电镀技术,将金属离子在阴极沉积,形成金属产品;利用置换反应,将金属离子从溶液中置换出来,然后回收3.2 有害物质稳定化将废水中的有害物质,如重金属离子,通过稳定化处理,转化为不溶性物质,减少其对环境的污染如采用水泥、石灰等材料,将重金属离子固定在固体相中3.3 水资源回收采用膜分离、蒸馏、离子交换等方法,将废水中的水分回收如利用膜分离技术,将废水中的水分与其他物质分离;采用蒸馏技术,将废水中的水分蒸发,然后冷凝回收;利用离子交换技术,将废水中的离子与交换树脂上的离子进行交换,然后回收4. 结论铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术,是实现铅锌矿产业可持续发展的重要环节通过深入研究废水处理与资源化利用技术,不仅可以减少废水排放对环境的污染,还可以实现废水中有价值物质的回收,提高资源利用率,降低生产成本5. 废水处理与资源化利用工艺优化为了提高处理效果和资源回收率,铅锌矿选冶废水处理与资源化利用工艺需要不断优化5.1 废水处理工艺优化针对不同类型的废水,可以选择适当的处理工艺进行组合,以提高处理效果如将物理方法与化学方法相结合,先通过物理方法去除废水中的悬浮物,再通过化学方法去除重金属离子;将生物方法与化学方法相结合,利用生物方法降解有机物,再通过化学方法去除重金属离子5.2 资源化利用工艺优化在资源化利用过程中,可以通过优化工艺参数,提高资源回收率如调整电渗析、电镀、置换等方法的工艺参数,以提高金属回收率;调整膜分离、蒸馏、离子交换等方法的工艺参数,以提高水资源回收率5.3 废水处理与资源化利用一体化将废水处理与资源化利用工艺进行一体化设计,可以实现废水处理与资源回收的协同进行如在沉淀过程中,同时进行金属回收;在膜分离过程中,同时进行水资源回收6. 案例分析以某铅锌矿选冶企业为例,分析废水处理与资源化利用技术的应用效果6.1 废水处理与资源化利用技术应用该企业采用物理方法、化学方法和生物方法相结合的废水处理技术,有效去除了废水中的悬浮物、重金属离子和有机物同时,采用金属回收和水资源回收技术,实现了废水中有价值物质的回收6.2 效果分析应用废水处理与资源化利用技术后,该企业的废水排放符合国家相关标准,有效减少了废水排放对环境的污染同时,通过资源回收,降低了生产成本,提高了资源利用率7. 挑战与展望尽管铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术取得了一定的进展,但仍面临一些挑战7.1 技术挑战目前,废水处理与资源化利用技术仍存在处理效果不稳定、资源回收率不高等问题因此,需要进一步研究,提高处理效果和资源回收率7.2 管理与政策挑战废水处理与资源化利用技术的推广应用,需要加强政策引导和监管如制定相关政策和标准,促进企业采用废水处理与资源化利用技术;加强对企业的监管,确保废水处理与资源化利用技术的有效运行7.3 展望随着科技的进步和社会的发展,相信铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术将得到进一步发展和完善通过技术创新和管理优化,实现废水处理与资源化利用的高效、稳定运行,为我国铅锌矿产业的可持续发展做出贡献8. 技术经济分析对铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术进行技术经济分析,评估其经济可行性8.1 成本分析铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术的成本主要包括设备投资成本、运行成本和维护成本设备投资成本包括废水处理与资源化利用设备、膜分离设备、电渗析设备等;运行成本包括能源消耗成本、化学品成本、人工成本等;维护成本包括设备维修成本、更换成本等8.2 效益分析铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术的效益主要包括废水处理效果的提高、废水排放的减少、资源回收率的提高以及生产成本的降低废水处理效果的提高可以减少废水对环境的污染;废水排放的减少可以减少企业的环境责任和经济负担;资源回收率的提高可以降低资源消耗和生产成本;生产成本的降低可以提高企业的竞争力和盈利能力8.3 可行性评估通过对成本和效益的分析,评估铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术的经济可行性结果显示,尽管初期设备投资成本较高,但长期来看,由于运行成本和维护成本的降低,以及生产成本的降低,该技术具有良好的经济可行性9. 结论铅锌矿选冶废水处理与资源化利用技术在实现废水处理效果的提高、废水排放的减少、资源回收率的提高以及生产成本的降低方面具有重要作用通过对废水处理与资源化利用技术的深入研究和优化,可以进一步提高处理效果和资源回收率,降低生产成本,实现铅锌矿产业的可持续发展同时,通过加强政策引导和监管,促进企业采用废水处理与资源化利用技术,加强环境保护和资源利用,为我国铅锌矿产业的可持续发展做出贡献。
铅锌冶炼行业含铊废水处理存在的问题及防治对策1、存在问题铅锌冶炼企业含铊废水处理存在以下问题:一是使用高含铊原料导致废水中铊浓度较高,影响达标排放的稳定性;二是未制定地方排放标准的地区,铅锌冶炼企业含铊废水排放浓度较高,造成环境风险较高,部分铅锌冶炼企业由于废水“零排放”等原因,未执行车间或生产设施废水排放口达标的规定;三是沉淀法虽是投入工业生产应用较为广泛的一种除铊方法,但其药剂投加量大,可能会引入新的杂质堵塞流道,且废渣产生量大,造成二次污染风险增大。
2、防治对策(1)强化源头污染预防。
末端治理只是被动地解决铅锌冶炼工业的铊污染问题,需要从源头控制,减少或避免使用铊含量高的铅锌矿和含铅锌二次物料。
我国每年要从国外大量进口铅锌矿,建议修订GB/T 20424—2006《重金属精矿产品中有害元素的限量规范》,增设铊有害元素含量标准,限制铊含量高的铅锌矿进口。
(2)加强含铊废水排放管理。
目前湖南、广东、江西3个省已发布地方标准,这3个省的铅锌冶炼企业应严格执行地方标准。
根据GB 25466—2010修改单中规定的总铊排放要求,相关工业企业或生产设施于2021年1月1日起实施,发布之日前环境影响评价文件已通过审批的,自2022年1月1日起实施,各地应积极开展设备设施和工艺改造。
GB 3838—2002《地表水环境质量标准》规定集中式生活饮用水地表水源地铊的标准限值为0.1 μg/L,为防范排放含铊废水引起地表水铊超标事件发生,企业应重视废水铊污染问题,采取有效措施降低铊污染物排放浓度。
同时,还应加强“零排放”企业排放废水达标情况监管,严格执行车间或生产设施废水排放口达标要求,开发推广水质铊污染物在线监测技术与装备。
(3)推进含铊废水处理技术研发。
结合目前已有工程实践,筛选工业废水铊污染处理推荐技术。
优化处理工艺,开发更为经济、高效、适用的工业除铊剂是未来的发展方向。
由于铊在地壳中广谱伴生、亲石亲硫特性,铅锌冶炼生产不可避免地会使用含铊矿石原料,从而产生含铊废水。
铅锌矿选矿废水处理对周边环境的影响及措施铅锌矿选矿废水处理对周边环境的影响及措施近年来,伴随工业发展的加快,铅锌矿选矿废水处理成为了一个备受关注的问题。
铅锌矿选矿废水所含有的重金属和有机物质,对周边环境产生了不可忽视的影响。
本文将就铅锌矿选矿废水处理对周边环境的影响及相应的措施进行分析和探讨。
首先,铅锌矿选矿废水中所含的重金属元素,如铅、锌等,具有较强的毒性。
这些重金属进入水体后,容易累积在生物体内,通过食物链向上传递,对水生生物和人体健康造成潜在威胁。
此外,废水中存在的有机物质也会引起水体富营养化,导致水生态系统的破坏和水质污染。
这些对环境的负面影响势必引起人们的高度关注。
面对这样的情况,需要采取一系列措施来减轻铅锌矿选矿废水处理对周边环境的影响。
首先,应加强废水处理工艺技术的研发和应用。
通过选用合适的处理工艺,如生物处理、化学沉淀和吸附等,可以有效去除废水中的重金属和有机物质,达到排放标准。
同时,还可以考虑采用综合处理工艺,将其与其他污水一起处理,提高处理效率和资源利用率。
此外,加强铅锌矿选矿废水的预处理也是关键。
此处主要指废水生成前的矿石处理过程。
通过改进矿石破碎、照选、浮选等工艺,减少有毒有害物质进入废水的量和浓度,从源头上减少对周边环境的影响。
同时,可以通过矿山围护工程、覆土等措施,减少矿山尾矿、渣坝溢泄等径流对生态环境的影响,有效防止废水外溢和渗漏。
另外,建立健全的监控和管理体系也是必不可少的。
铅锌矿选矿废水处理的监控和管理应贯穿于整个生产过程。
可以通过建立废水处理设施的合规性监察制度,严格执行废水监测报告和污染源溯源追踪机制,及时发现和解决存在的问题。
同时,要加强对矿山企业和相关人员的培训和教育,提高环保意识和法律法规的遵守程度。
除此之外,还可以考虑采用资源化利用的方式来处理铅锌矿选矿废水。
废水中的某些重金属元素或有机物质,可以通过物理和化学方法分离和回收利用,实现废物资源的化学再利用。
人工湿地植物对废水中重金属的处理机制分析作者:罗晶陈津端周安刚来源:《绿色科技》2019年第20期摘要:指出了人工湿地技术起源于20世纪60年代,在各个国家的污水处理中,都有广泛使用,重金属污染是各国广泛存在的问题,也是我国环保工作的核心课题,在各类生态系统之中,湿地生态系统具有很高的生态价值。
针对人工湿地植物对废水中重金属的处理机制进行了深入剖析,提出了人工湿地植物的选择要点,以期提供参考。
关键词:人工湿地植物;废水;重金属;处理机制中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)20-0068-021引言在我国废水治理中,重金属污染问题十分常见,资料数据显示,在江、河、湖中,重金属污染率超过了80%,相较于其他污染物质,重金属不易代谢、毒性大、危害重,对水体污染严重,也影响着水生动植物和人类的生存。
重金属处理难度高,采用常用的二级处理法,很难达到理想成效,而化学沉淀法能耗高,氧化还原法会产生大量废渣,气浮法会产生大量油脂与盐分,容易引起二次污染,采用吸附法,会影响重金属的二次回收。
在这一背景下,亟待研发一种新型处理技术,实现污水重金属处理的无害化,并能够对重金属进行二次利用。
相较于传统的化学、物理处理技术,人工湿地植物集齐上述处理技术的优势于一体,能耗低、操作便利,已经在多个国家得到推广,前景广阔,被广泛应用在工业废水、富营养水体、生活污水的处理上,处理成效稳定、去除效果好。
人工湿地具有美化环境的功能,而湿地植物对于重金属的处理会受到水深、温度、污染物浓度、处理时间等因素的影响,不同的植物类型,对重金属的吸收也具有一定差异。
2重金属废水的来源与危害传统意义上的重金属有铅、汞、镉、锌、镍、锡、铜等,在经济发展下,大量金属材料广泛应用,加上金属矿藏的开发,大量重金属进入环境中。
重金属废水主要源自于矿业、金属加工业、有色冶炼业、燃料业、电解业、电镀业中。
相较于其他废水,重金属废水具有以下几个显著特征。
铅锌矿废水净化处理及回用试验研究I. 引言- 研究的背景和意义- 现有问题和挑战II. 铅锌矿废水基本特性分析- 废水来源和组成- 水质分析和性质测定- 污染物排放标准和要求III. 常用的铅锌矿废水净化处理技术- 传统的物理化学法- 生物处理技术- 组合技术和其他新技术- 技术比较和选择IV. 实验研究过程与结果- 试验设计和方法- 废水处理效果及分析- 回用水质量药品分析- 经济效益分析V. 结论与展望- 结果分析及成果应用- 现有问题和未来挑战- 发展方向和建议VI. 参考文献第1章节引言铅锌矿是一种重要的非金属矿产资源,具有广泛的用途,尤其是在电子、汽车、军工等高新技术领域中。
然而,在铅锌矿的开采、选矿和冶炼加工等过程中,往往会产生大量的废水。
这些废水中含有多种有害物质,如重金属、有机物、营养物等,会对环境和人类造成严重的危害。
因此,对铅锌矿废水的处理和回用具有重要的意义。
在我国,铅锌矿的加工产生了大量的废水。
这些废水中含有铅、锌、氨氮、COD等污染物质浓度较高,超过了国家排放标准。
如果这些废水直接排放到自然水体中,会严重破坏水环境,危害生态和人类健康。
因此,需要对这些废水进行净化处理,以达到排放标准,甚至实现废水的回用。
目前,国内外已经开展了大量的铅锌矿废水净化处理技术的研究。
其中主要包括物理化学法、生物法、组合技术以及新技术等。
这些技术各有特点,可以根据污染物的性质和废水的特点选择不同的处理技术,达到净化和回用的目的。
本文将重点研究铅锌矿废水的净化处理和回用技术,对传统和新型技术进行综合评价和比较。
在此基础上,设计并进行实验研究,探索铅锌矿废水的有效治理和回用路径,最终实现经济、高效和环保的目标。
第2章节铅锌矿废水基本特性分析2.1 废水来源和组成铅锌矿加工生产产生的废水,其水源有选矿选矿废水、洗矿废水等。
这些废水中含有多种污染物质,如铅、锌、氨氮、COD、氰化物、铜等重金属离子和有机物。
铅锌选矿废水处理及循环回用技术研究摘要:铅锌选矿厂在生产过程中产生大量的选矿废水,大部分选矿废水未经处理直接排放,导致水体污染和水资源浪费,并且加重了对环境的污染。
本文研究了铅锌选矿废水的处理方法,在实验基础上开发了一种简单、高效、稳定的铅锌选矿废水循环回用技术,有效地解决了选矿废水排放问题。
我国是铅锌矿大国,铅锌矿山开采和选矿工艺落后,造成大量的选矿废水排放,对环境造成严重污染。
本文介绍了铅锌选矿厂生产中产生的选矿废水,分析了其处理方法及技术现状,并对该技术的前景进行了展望。
关键词:铅锌选矿废水处理循环回用技术研究引言铅锌矿石由于其良好的综合性能,一直被广泛应用于各个领域,是国家经济建设不可缺少的矿物资源。
铅锌矿选矿工艺通常包括浮选、重选、磁选和电选等,其中浮选和重选是常用的两种选矿方法。
由于我国铅锌矿山开采和选矿工艺落后,选矿废水排放严重,造成水资源浪费和环境污染。
大量的重金属元素污染水体和土壤,制约了矿产资源的开发利用,造成经济损失和环境破坏。
因此,研究铅锌选矿废水的处理方法和回用技术,对减少矿山对环境的污染、保护生态环境具有重要意义。
本文研究了铅锌选矿废水的处理方法及回用技术,主要包括絮凝沉淀法、混凝-吸附法、膜分离技术等。
在实验室条件下研究了不同絮凝剂(聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)对铅锌选矿废水处理效果的影响。
实验结果表明,采用絮凝剂 PAM作为絮凝剂效果较好。
一、铅锌选矿废水的来源和水质在铅锌选矿的生产过程中,会产生大量的选矿废水,主要来自于浮选作业中的药剂。
在浮选作业中,主要使用捕收剂、起泡剂、调整剂等药剂,这些药剂中含有大量的水,而且药剂会随着浮选作业的进行而不断流失。
此外,一些生产工艺中可能会使用到大量的含酸废水。
在实际生产过程中,许多选矿厂都会使用大量的水来稀释浮选药剂和调整剂,从而导致大量的选矿废水产生。
这些废水主要包括了三部分:第一部分为浮选作业中产生的大量浮选药剂和调整剂,包括捕收剂、起泡剂等;第二部分为生产过程中产生的循环水,包括设备冷却水、冷却水、冲洗水等;第三部分为选矿厂生产过程中产生的排水。
人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析
招文锐;杨兵;朱新民;束文圣
【期刊名称】《生态科学》
【年(卷),期】2001(020)004
【摘要】研究了宽叶香蒲Typha latifolia人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性.历时10年的监测结果表明:该系统能有效地净化铅锌矿废水.未处理的废水含有高浓度的有害金属,Pb(11.5 mgL-1),Zn(14.5 mg L-1),Cd(0.05 mgL-1),经人工湿地后,出水口水质明显改善, 其中Pb,Zn和Cd的净化率分别达到99.0%,97.3%和 94.9%.分析其pH和Pb,Zn,Cd,Hg,As质量分数的年份和月份变化趋势,发现经湿地处理的废水出水水质中的各指标的年份和月份变化幅度较小,且都在国家工业污水的排放标准之下,可见该湿地的污水净化具有很高的稳定性.【总页数】5页(P16-20)
【作者】招文锐;杨兵;朱新民;束文圣
【作者单位】广东省韶关市环境监测站,;中山大学生命科学学院,;凡口铅锌矿环保处,;中山大学生命科学学院,
【正文语种】中文
【中图分类】X751
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人工湿地植物对污水中重金属铬、镉、铅富集能力的整合分析引言:随着工业化进程的加快和人口的快速增长,污水处理成为一个重要的环境问题。
其中,重金属污染是一种极其严峻的污染形式。
重金属元素对人类的健康和生态环境造成了潜在的风险。
人工湿地作为一种有效的污水处理技术,具有较高的应用潜力,尤其是在处理含有重金属元素的污水方面。
本文将对人工湿地植物对污水中重金属铬、镉、铅的富集能力进行综合分析,以期为人工湿地的应用提供科学依据。
一、人工湿地植物的植物学特征人工湿地具有较高的生态系统稳定性,并能够提供生物生活所需的水分和养分。
湿地植物作为人工湿地系统的关键组成部分,具有吸纳、积累和转化污染物质的能力。
依据湿地植物的生命周期和适应能力,选择合适的湿地植物是提高人工湿地对重金属污染的处理效果的关键。
二、人工湿地植物对重金属富集特性的探究效果1. 铬的富集能力探究探究表明,人工湿地植物对铬离子有较好的吸附和富集能力。
不同植物对铬的吸附能力存在差异,常见的植物如芦苇、马尾藻等可以有效地吸附铬元素,并将其累积在地下部分。
人工湿地通过植物吸纳和转化铬元素,缩减其对水体环境的污染。
2. 镉的富集能力探究人工湿地植物对镉的吸附能力较强,尤其是具有发达根系和较大叶片面积的植物。
探究表明,芦苇、香蒲、菖蒲等常见湿地植物可以有效地吸附和富集镉离子。
镉元素主要富集在植物的地下部分,包括根系和茎。
人工湿地系统可以通过植物的吸附作用,降低水体中镉元素的浓度。
3. 铅的富集能力探究人工湿地植物对铅元素也具有较强的吸附和富集能力。
探究发现,铅主要积累在植物的根系、茎和叶片中,但各种植物对铅的富集能力存在差异。
人工湿地系统可以通过合理选择湿地植物,提高对铅的吸附和转化能力,从而实现对污水中铅元素的有效去除。
三、人工湿地植物对污水中重金属富集能力的影响因素1. 植物物种的选择不同植物物种对重金属富集能力存在差异,因此在人工湿地设计中应思量到植物物种的选择。
人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析Ξ招文锐1,杨兵2,朱新民3,束文圣2(1.广东省韶关市环境监测站,广东韶关512026;2.中山大学生命科学学院,广东广州510275;3.凡口铅锌矿环保处,广东韶关512026)摘 要:研究了宽叶香蒲Typha latifolia 人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。
历时10年的监测结果表明:该系统能有效地净化铅锌矿废水。
未处理的废水含有高浓度的有害金属,Pb (1115mg ・L -1),Zn (1415mg ・L -1),Cd (0105mg ・L -1),经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中Pb ,Zn 和Cd 的净化率分别达到9910%,9713%和9419%。
分析其pH 和Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 质量分数的年份和月份变化趋势,发现经湿地处理的废水出水水质中的各指标的年份和月份变化幅度较小,且都在国家工业污水的排放标准之下,可见该湿地的污水净化具有很高的稳定性。
关键词:人工湿地;稳定性;重金属;治理中图分类号:X 751 文献标识码:A 文章编号:100828873(2001)0420016205选矿尾矿废水一般含有Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 等有害金属,直接排放会导致严重的环境污染,对生态系统的影响极大。
人工湿地是处理生活和工业废水的有效手段,但在矿山金属废水处理的研究和应用较少。
为此中山大学于80年代中期在广东凡口铅锌矿建造了以宽叶香蒲Tyha latifolia 为主体的人工湿地,以期能有效净化矿山金属废水[1,2]。
由于人工湿地受降雨、气温等自然因素的影响较大,从而可能会影响部分湿地处理污水的稳定性[3]。
因此,本研究通过对该人工湿地出水口水质的长期监测,分析了其主要污染物的年变化及月变化规律,以揭示利用人工湿地处理尾矿废水的稳定性。
1 研究地自然条件凡口铅锌矿位于韶关市仁化县境内。
该区于属于潮湿多雨的亚热带气候,海拔高度为100~150m ,年平均气温约20℃,最低为-5℃,最高为40℃,年降雨量平均1457mm 左右,地下水资源丰富,土壤为红壤。
凡口铅锌矿是中国乃至亚洲最大的同类型矿之一,原矿品位高,开采量大,日排放废水量多达60000t (见表1),未经处理的废水中含有大量的废矿砂以及Pb ,Zn ,Cu ,Cd 和As 等重金属[2,3]。
20世纪80年代中期,在尾矿填充坝上种植宽叶香蒲,经十余年的自然生长和人工扩种,逐步形成了以宽叶香蒲为主体的人工湿地。
废水经湿地系统处理,停留时间为5d ,流入一个稳定塘,再经出水口排入周围的水体[4,5]。
Ξ基金项目:广东省自然科学基金资助项目(990259)收稿日期:2001206215;作者简介:招文税(1959-),男,工程师;通讯联系人:束文圣. 第20卷 第4期2001年 12月生态科学Ecologic Science V ol 120 N o 14Dec 1 2001表1 1991-2000年凡口铅锌矿尾矿废水年排水量年度1991199219931994199519961997199819992000排水量Π(t ・a -1)31381286133370770667864140784407113442414143023684634282686134783801852 材料与方法本文的样品采集、处理和测定方法均参照环境规范进行[6]。
在填充坝入水口,于1992年连续4次取填充坝进水口水样。
在出水口,自1991年1月至2000年12月逐月取水样。
水样经快速定量滤纸过滤后,用原子吸收分光光度法测定水中Pb ,Zn ,Cd ,Hg 和As 等重金属的质量分数。
3 结果与讨论入水口水质测定结果表明(表2),未处理的铅锌废水含有较高的Pb (111490mg ・L -1),Zn (141467mg ・L -1),Cd (010488mg ・L -1),可以看出进水口pH 值略高,Pb ,Zn ,Cd 严重超标,分别为国家标准的11419,7123,41875倍,其它重金属含量接近或低于国家工业废水排放标准;经人工湿地处理后,出水口水质明显改善,其中Pb ,Zn 和Cd 的净化率分别达到9910%、9713%、9419%。
表2 凡口铅锌矿填充坝出、入水口水样各参数与国家工业废水排放标准的比较 mg ・L-1参数pH Pb Zn Cd Hg As 测量值入水口812251114900141467301048750100034010765出水口71674011110013855010024701000140101589净化率Π%-99109713941958157912工业废水排放标准值[7]6~9110210010101001011311 出水口pH 和重金属浓度年动态分析31111 pH pH 与入水口相比有减小的趋势,年变化范围不大,在716左右波动(图1a ),呈弱碱性,符合国家工业废水排放标准。
31112 有害金属元素 对出水口有害金属元素(Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As )浓度年动态分析结果表明(图1b ,1c ,1d ,1e ,1f ):水样中不同的重金属元素的质量分数年变化趋势不同,但都已达到国家污水排放标准。
出水口水中Pb 含量的年变化表明,从1991-2000年水中Pb 的质量分数年变化较大,上峰接近于0125mg ・L -1,下峰接近0105mg ・L -1。
10年来Zn 的质量分数年变化在0140mg ・L -1波动,Cd 则在01003mg ・L -1波动。
Pb ,Zn ,Cd 的波动范围比较大,这可能是由于废水中主要含上述重金属,而每年的排放量有较大的波动性,因此上述重金属的质量分数波动范围大;水样中含Cd 、As 比较微量,因此其的质量分数受到上述因素的影响较小,其的质量分数比较恒定。
Pb (1997年),Zn (1993年),Cd (1993年,1999年),Hg (1999年),As (1992年)的质量分数变化范围明显高于其它年份,这可能与某段时间矿石品位、生产工艺等因素的差异有关。
71 第4期招文锐等:人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析图1 1991-2000年填充坝出水口处水的pH 和Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 含量的年动态变化(年平均值:全年各月测定值的平均值)312 出水口pH 、重金属浓度月动态分析31211 pH 出水口pH 月变化不明显(见图2a ),在716左右波动,但其波动范围较年变化小,这可能是由于降雨量等因素对其影响较小的缘故。
31212 重金属 对出水口有害金属元素(Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As )浓度月动态分析结果表明(图2b ,2c ,2d ,2e ,2f ):出水口的pH 值和金属元素质量分数的月变化较小,且都达到国家废水排放标准。
图2 1991-2000年填充坝出水口处水的pH 和Pb ,Zn ,Cd ,Hg ,As 含量的月动态变化(月平均值:连续10年同月份测定值的平均值)81生态科学第20卷 10年来Pb 的质量分数月变化在0115mg ・L -1波动,Zn 则在0150mg ・L -1波动。
出水口水中Cd 质量分数的月变化表明,从1991-2000年水中Cd 质量分数年变化较大,上峰接近于01008mg ・L -1,下峰少于01001mg ・L -1。
Pb ,Zn ,Cd ,Hg 和As 分别在11月,11月,9月,7月和2月的质量分数略有升高,并有一定的变异,但并不表现出季节性规律。
4 结 论综合上述可知,凡口铅锌矿选矿废水经填充坝净化处理后,出水口水样主要指标(pH 、Pb 、Zn 、Cd 、Hg 、As )大大降低,已达到国家工业废水排放标准,且水质的年变化和月变,最大变幅都在国家工业废水排放标准之内,证明宽叶香蒲湿地处理金属矿废水的稳定性很高,对铅锌矿废水具有明显的净化能力。
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