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可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)是一种被动处理技术,被广泛的运用于处理低浓度和(或)低流速的酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)。AMD是矿山开采过程中含硫矿物氧化产生的低pH值、高重金属含量的废水;赤泥(red mud)是生产氧化铝过程中产生的废弃物。本研究是在实验室用柱式实验模拟可渗透反应墙处理AMD。使用赤泥、锰砂和沸石作反应材料。实验所用AMD为人工配置。赤泥取自贵州铝厂赤泥坝、锰砂和沸石来自河南科源净水材料厂。拜耳法赤泥含碱量大,碱性释放缓慢,具有很好的吸附重金属的能力,是处理AMD的理想材料。锰砂是一种含有MnO2的矿物,锰砂中的MnO2对AMD中的Mn2+有较好的去除作用。沸石的吸附作用和离子交换作用对AMD中的重金属离子有很好的去除作用。实验分预备实验和正式实验;预备实验设计六个反应柱分别是A:200 g拜耳法赤泥;B:200 g烧结法赤泥;C:经400℃高温改性的拜耳法赤泥;D:经400℃高温改性的烧结法赤泥;E:经600℃高温改性的拜耳法赤泥;F:经600℃高温改性的烧结法赤泥。配置的AMD参数为:Fe3+56.66 mg/l、Mn2+9.34 mg/l、Cu2+12.77mg/L、Zn2+7.51 mg/L、pb2+1.12 mg/L、Cd2+0.90 mg/L、pH值3.27、EC 3.24 ms/cm。对Fe3+和Cu2+的去除率几乎达到100%,实验进行了15 d,用ICP-AAS测定水样,A柱Mn2+的最大值为0.28 m/gl,Zn2+的最大值为0.12mg/l,其他重金属均未检出。C,D,E和F反应柱的出水均未检出重金属。正式实验分别使用了单一赤泥、赤泥和锰砂、赤泥和沸石、赤泥、锰砂和沸石三种材料作反应材料,实验周期为15~22 d。配置的AMD参数为:Fe3+198.66 mg/L、Mn2+85.39 mg/L、Cu2+22.77 mg/L、Zn2+90.51 mg/L、pb2+1.34 mg/L、Cd2+1.36 mg/L、pH值3.27、EC 3.24 ms/cm。处理效果最好的反应柱反应材料从上到下的装填顺序是100 g赤泥、70 g锰砂和100 g沸石或100 g赤泥、100 g沸石和70 g锰砂。在整个实验期间装置对Mn2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+的去除率分别达到76.83%、81.54%、87.46%、95.15%。实验后期对Mn2+和Zn2+的去除率分别稳定在60%和65%左右。实验通过改变AMD在反应柱中的驻留时间、进水pH值和赤泥用量等处理效果影响因素。得出以下结论:驻留时间的增加、进水pH值的提高和赤泥使用量的增加均会提高重金属的去除率。实验得到当赤泥在反应柱上层,锰砂和沸石在反应柱下层对重金属的去处效果较好。最后,实验论证了赤泥、锰砂和沸石作可渗透反应墙的墙体材料处理AMD的可行性。PRB技术非常经济和实用是适合我国国情的处理地下水的新技术。