甲壳生物质修复废弃煤矿酸性矿坑水研究进展

废弃高硫煤矿酸性矿坑水(Acid mine drainage,AMD)污染是我国生态文明建设面临的重大挑战。研发低成本、可持续环境功能材料对AMD进行绿色低碳修复已成为重大科技需求。甲壳生物质富含碳酸钙、甲壳素和蛋白质,且来源广泛,利用率低。利用甲壳生物质制备修复材料治理AMD体现了“以废治废”的理念。文章综述了虾蟹壳作为修复材料治理AMD的研究现状,结果表明:虾壳既可作为碱性材料中和AMD的酸度,也可作为有机基质促进微生物的代谢活性。此外,虾壳提取物甲壳素及其衍生物壳聚糖具有丰富的羟基、氨基等官能团,可与AMD中重金属离子形成配位络合物。虾壳是具有应用前景的废弃煤矿AMD多功能修复材料。虾壳中甲壳素的绿色提取技术及其在矿区实际条件下的修复应用将是今后研究的前沿和重点。

露天矿矿坑水处理技术研究

针对露天矿矿坑水悬浮物高、水质水量受环境影响较大以及项目地地质情况等特点,通过对比分析选出适用于本项目水质特点的处理工艺,即“辐流式预沉调节池+重介速沉水处理设备+V型滤池”工艺。该项目实施后,彻底解决了矿坑水处理稳定性,消除了水质水量波动对处理系统的冲击,同时扩大了系统的处理水量,减少了药剂损耗量,为矿区矿坑水处理提供了良好的支撑。

双碳背景下基于矿坑水源的冷热源方案计算研究

以湖州市某科研配套工程为例,对其进行全年逐时冷热负荷计算,得出不同负荷区间的运行时间,根据酒店设计冷热负荷进行空调冷热源方案选型。利用综合部分负荷性能系数(IPLV)的概念,并简化4种冷热源方案部分负荷时性能系数,以确定各方案不同负荷率下的COP,计算分析各种空调冷热源方案的初投资、运行费用、动态费用年值以及碳排放量。结果显示;水源多联机年运行费用约79.5万元,动态费用年值约122万元,碳排放量约493吨。从空调系统年运行费用、动态费用年值与碳排放量考虑,利用矿坑水的水源多联机系统更适合本工程,在具有水资源可以利用的条件下,水源多联机的具有更大的节能与减碳优势。

山西省矿坑水资源化利用现状、问题及对策

山西省水资源形势严峻,经济发展与水资源布局不相适应,已成为经济社会可持续发展的重要制约因素。山西省矿坑水资源丰富,实现矿坑水的高效集约利用对缓解水资源矛盾有重要意义。2021年项目组对山西省589座煤矿进行了典型调查,总结了矿坑水涌水量、利用量、利用方式等现状情况,分析了矿坑水资源化利用的制约因素。本文从完善矿坑水管理制度、严格落实价格制度、分质配置、能力建设、科技及标准等角度提出解决措施。同时对2025年和2030年的矿井排水量及利用量作出预测,为将矿坑水由污染水转变为水资源提供思路。

分离于酸性矿坑水的疑似钩端螺旋菌的鉴定及重金属对其铁氧化能力影响的评估

采用稀释分离法,从山西中条山铜矿的酸性矿坑水中分离出一株铁氧化细菌,命名为ZTS菌株。该菌株为革兰氏阴性细菌,螺旋状或弧状,最适生长温度为30℃,最适生长pH值为2.5,对低浓度的酵母浸出物较敏感。形态学和生理学分析表明,ZTS菌株可能属于钩端螺旋菌属的成员;16S rDNA序列的系统发育分析表明,该菌株与氧化亚铁钩端螺旋菌典型菌株ATCC 49879位于系统发育树的同一分支,相似度为100%,从而证实ZTS菌株属于氧化亚铁钩端螺旋菌。考虑到当前的商业利益,考察了Cu2+、Co2+和Ni2+对ZTS菌株氧化亚铁能力的影响。结果表明:3种金属对ZTS菌株的毒性强弱依次为Co2+>Cu2+>Ni2+。就Ni2+抗性能力而言,ZTS菌株能够耐受Ni2+的浓度高达160 mmol/L,这比已报道的氧化亚铁钩端螺旋菌的Ni2+抗性能力要强得多,这种能力可能与它的遗传特性有关。

古矿井区域酸性矿坑水微生物群落的多样性

通过生态群落16S rRNA基因库的重建并采用限制性酶切长度多态性(RFLP)分析的方法,对铜绿山铜矿酸性矿水中微生物群落的多样性进行研究。通过RFLP对扩增出的327个16S rRNA PCR产物进行分析,对44个16S rRNA的克隆子进行测序。每个样点各有2～6个主要操作分类单元,这些操作分类单元所对应的克隆子数分别占各样点克隆子总数的56.3%～69.6%。93.8%的克隆子序列与现在的数据库中序列相似性大于90%。样点酸性矿坑水主成分分析与系统发育分析结果显示:在低pH值、高离子浓度的样点tls1与tls2中多数克隆子属于gamma-Proteobacteria(主要为Acidithiobacillus ferrooxidans)和Nitrospira科(主要为Leptospirillum);而在较高pH值、低离子浓度的样点tls3的克隆子多属于gamma-Proteobacteria(没有A.ferrooxidans)和alpha-Proteobacteria。在古矿井区域酸性矿坑水中微生物群落的多样性很低,生物地球化学特性相近的酸性矿坑水由具有相近的微生物群落组成。

离子交换树脂从含铀矿坑水中深度回收铀

铀是一种非常重要的战略核能原材料,核能技术的和平利用扩大了铀材料的应用领域。采用D263和IRA-400树脂进行了从某铀矿含铀矿坑水中回收铀的实验研究。结果表明,铀浓度12 mg/L的矿坑水经这两种树脂处理后,可使得吸附尾液铀≤0.1 mg/L,二者的饱和吸附容量分别是9.9 mg/L和9.3 mg/L,采用1 mol/LNaCl+0.1 mol/L H_2SO_4淋洗剂三段串联淋洗,合格液浓度高,曲线狭窄,贫树脂残余铀量低。两种树脂都能用于矿坑水的处理,但D263吸附效果好,IRA-400的机械强度更好。采用砂滤-吸附淋洗-沉淀的工艺处理该矿坑水,既可回收资源,又利于保护环境。

低品位次生硫化铜矿酸性矿坑水喷淋堆浸工业试验

以酸性矿坑水为浸出剂,对紫金山低品位次生硫化铜矿进行堆浸工业试验。重点考察了矿石性质、喷淋制度、堆浸过程中浸矿细菌的种群结构等对矿石铜和铁浸出率的影响。结果表明,矿石堆浸210天,平均铜浸出率65.9%、铁浸出率5.4%。含酸性坑水喷淋次生硫化铜矿生物堆浸的湿法提铜工艺在工业上是可行的。

毛细管气相色谱法测定矿坑水中的苯系物

以国家标准方法和EPA方法为基础 ,进行了矿坑排水中苯系物的测定 .在测定过程中进行了质量保证和质量控制实验 ,用外标法定量 .在水样测定的同时对用自动顶空进样器和吹扫捕集浓缩仪两种进样方式测定矿坑排水中苯系物的方法进行了比较 ,对进样方式和影响测定的因素进行了讨论 .结果表明 ,自动顶空进样器的回收率为 10 8.5 8%～ 116 .38% ,方法检出限为 5 .0 0～ 10 .0 0 μg/L ;吹扫捕集浓缩仪的回收率为 94.87%～ 10 5 .6 3% ,方法检出限为 0 .2 5～ 0 .5 0 μg/L .

利用矿坑水发电在云南东川因民矿区的意义

分析了全国、西南地区及因民矿区的水资源形势,叙述了开发利用矿坑水发电的必要性。通过分析调查认为:因民矿区矿坑水流量稳定、水质良好、水头集中且落差大,具备发电利用的有利条件。在此基础上,初步计算出矿坑水理论出力为13 956.21 kW,理论水能蕴藏量为1.219 75×108 kW.h/a,发电利用可带来60 987 500元/a的经济效益,同时社会效益和环境效益显著。

山东省煤田矿坑水资源化综合利用区划

矿坑水资源化利用是煤矿区解决水资源供需矛盾、改善生态环境的必然选择。该文分析了山东省煤田矿坑水资源化综合利用的可行性,以及矿坑水综合利用区划的设计思路,并在此基础上,提出了合理的矿坑水资源化综合利用区划,为山东省矿坑水资源化综合利用提供了科学依据。

利用沙化地区包气带岩土净化矿坑水试验研究

矿坑水资源化是缓解矿区供水与矿坑排水之间矛盾。针对神木大柳塔煤矿区的包气带特性和矿坑水特征 ,经过室内砂柱试验研究 。

永平铜矿酸性矿坑水中的浸矿细菌培养试验研究

通过分离、驯化、组合菌种并制作生长曲线等系列试验过程,详细研究了浸矿细菌转化铁、硫的能力随不同试验进程的变化情况,在此基础上探讨了细菌的生理习性及培养过程中的影响因素。

湖南某铀矿退役矿坑水的治理

介绍了湖南某铀矿开采过程中对地下水的影响状况 ;着重论述了矿山退役中矿坑水治理的原则 ,治理方法和科研工作 ;概述了矿坑水的封堵技术、施工管理 ,以及治理后所达到的效果。

某矿坑水源热泵空调系统设计及节能分析

介绍平顶山地区某住宅建筑的空调系统工程,该空调系统充分利用废弃矿坑的水资源作为水源热泵空调机组的水源。对水源热泵空调系统的设计要点:冷热源系统、水源侧水系统、空调水系统、空调末端及机房的设计及布置进行了全面介绍,并对矿坑水源热泵系统的节能原理进行了分析。因矿坑水源较低的水温,空调机组的性能更加高效、稳定,进一步说明了矿坑水源热泵在节能环保方面的优势。对类似建筑物空调系统的设计提供了参考。

用于深度净化高硫矿坑水的天然湿地改造研究

通过对硫在湿地中的生物地球化学循环过程的分析,查明了被湿地从水中去除硫的主要去向:以气体的形式进入大气;植物有机硫、难溶的硫化物、硫酸盐形成底泥;被植物直接吸收同化后,通过植物收割而去除。结合对河南巩义市大峪沟矿区湿地的野外调查和水、植物、底泥的化验分析,筛选出芦苇是最适宜用于湿地脱硫的乡土植物,提出了扩大芦苇种植面积和密植、修筑简易坝等天然湿地改造方案。

肥城盆地矿坑水的水质评价与分质供水研究

本文在肥城盆地矿坑水的水质利用评价和分类基础上，根据盆地实际需水要求，探讨了盆地实现分质供水目标，而应采取的不同途径和方式，可达到工农业用水水质要求。

济宁、枣庄地区煤矿矿坑水农灌对土壤环境的污染分析

引用矿坑水浇灌的土地,其土壤易溶盐分析项目中,SO2-4、H0、M较对照值明显偏高,且老区土壤含量高于新矿区。引用矿坑水浇灌土地,土壤全盐量明显增加。如充州矿区内单家村矿、兴隆庄矿、鲍店矿、落陵矿附近,长期利用矿坑水灌溉的土地,其全盐量超出对照值0.4～1.7倍。

德兴铜矿酸性矿坑水水样与底泥中微生物群落多样性及其群落结构变化

江西铜业集团德兴铜矿是中国最大的露天开采铜矿,已有1000多年的开采历史,因此它为极端环境下微生物群落结构研究提供了一个优良素材。应用16SrRNA基因的PCR克隆技术检测了来源于该铜矿3个不同样地的水样与底泥中的微生物多样性。通过RFLP分析获得40个OTUs,测序和系统发育分析表明它们属于7个不同的系统发育分区,即Acidobacteria,Acti-nobacteria,Nitrospira,α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria,Firmicutes,δ-Proteobacteria。这些克隆中的大部分属于γ-Proteobacteria,α-Proteobacteria和Nitrospira。进一步的分析结果表明在各样点水样中的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)所占比例大于其在底泥中的比例,而底泥的嗜酸菌属(Acidiphilium)所占比例明显高于水样,这可能与底泥的缺氧环境和Acidiphi-lium菌能够将三价铁还原成二价铁的特性有关。

平顶山某住宅建筑矿坑水源热泵空调系统设计

本文简述水源热泵技术的原理、特点及适用场合,以平顶山地区某住宅建筑为例,对该住宅建筑的水源热泵空调系统工程进行详细介绍。该住宅小区充分利用天然矿坑的水资源作为水源热泵空调系统的水源。文中对水源热泵空调系统的设计要点进行全面介绍,进一步说明水源热泵空调系统在节能环保方面的优势,对类似建筑物空调系统的设计提供参考。