酸缓冲容量对污泥屏障重金属再溶出控制研究

借助污泥中的厌氧微生物活动,污泥屏障可用来固定尾矿堆场的重金属.针对尾矿风化淋滤形成的酸性采矿废水(acidmine drainage,AMD)与污泥屏障相互作用,可能会引起已固定重金属再次溶出问题,通过酸滴定实验,研究了不同厌氧培养时间的污泥悬液的酸缓冲容量及其对重金属再溶出的影响.结果表明,污泥悬液酸缓冲容量与悬液固液比成正比,并随着厌氧还原程度的加深而增加.碳酸盐缓冲体系和有机质缓冲体系对污泥悬液酸缓冲有重要意义.酸滴定实验发现,随着pH降至6.2以下,重金属Zn、Pb和Cu开始快速溶解释放,且释放量符合Zn>Cu>Pb.基于实验结果,建立了污泥屏障在AMD渗透条件下酸缓冲容量消耗的数学模型.模拟计算结果表明,对于厚度2.0 m的污泥屏障,即使在10.0 m水头的AMD渗透酸化条件下,有效酸缓冲容量经历666 a之后才能被耗尽,在此时间内污泥屏障具备对重金属的生物化学固定能力.

控制酸性矿山废水的污泥屏障压缩特性

污泥屏障通过物理拦截以及化学作用可以有效控制重金属离子迁移,采用污泥屏障处理酸性矿山废水(AMD)已被证明具有可行性。作为尾矿渣处置场屏障的主体材料,研究污泥压缩特性很有必要。实验结果表明,对于含水率相同的压实污泥试样,孔隙比随干密度增大而减小,最终趋于1;干密度相同的试样,最优含水率的孔隙比随应力增大减小最快。试样压缩系数随干密度增大而减小,随含水率增大先增大后减小,最优含水率的压缩系数为0.8 MPa-1。AMD溶液作孔隙液能提高试样压缩系数。通过对比分析有机质土的压缩特性,为以后的深化研究提供相关参数支持。