《矿山水污染与防治》由会员分享,可在线阅读,更多相关《矿山水污染与防治(103页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、矿山环境保护,第三章 矿山水污染及其防治,矿山水污染及其防治,水体污染与水体自净 矿山废水污染的特点 矿山废水的形成和危害 矿山废水中的主要污染物及其危害 矿山废水的排放标准 矿山水体的测定 矿山废水处理的基本方法 矿山废水处理实例,矿山水污染及其防治,3-1 水体污染与水体自净,水体污染与水体自净,水是地球上一切生命赖以生存、也是人类生活 和生产中不可缺少的基本物质之一。20世纪以来, 由于世界各国工农业的迅速发展,城市人口的剧 增,缺水已是当今世界许多国家面临的重大问题, 尤其是城市缺水状况,越来越加剧。,水的故事,水体污染与水体自净,一、水体污染 1.水体的概念及分类 水体含义:水体系河
2、流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。在环境科学领域中,水体不仅包括水,而且还包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。从自然地理的角度看,水体是指地表水被覆盖的自然综合体。,水体污染与水体自净,水体的分类:水体可以按“类型”区分,也可以按“区域”区分。按“类型”区分时,地表贮水体可分为海洋水体和陆地水体。陆地水体又可分为地表水体和地下水体。按区域划分的水体,是指某一具体的被水覆盖的地段,如太湖、洞庭湖、鄱阳湖,是三个不同的水体,但按陆地水体类型划分,它们同属于湖泊;又如长江、黄河、珠江,它们同为河流,而按区域划分,则分属于三个流域的三条水系。,水体污染与水体自净,2.水体污染
3、 水体污染的定义有三种: 排入水体的污染物超过了水的自净能力,从而使水质恶化的现象。 进入水体的外来物质含量超过了该物质在水体本底中的含量。 外来物质进入水体的数量达到了破坏水体原有用途的程度。 以上三种定义,第三种较为适用。,水体污染与水体自净,全面概括地说,水体污染是指排入水体的污染 物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水 体的环境容量,从而导致水体的物理特性、化学特 性和生物特性发生不良的变化,破坏了水中固有的 生态系统,破坏了水体的功能及其在经济发展和人 民生活中的作用。 (自然环境包括水环境对污染物质具有一定的 承受能力,即所谓的环境容量。),水体污染与水体自净,造成水体污染的
4、原因:水体(包括降水、地面 水及地下水)受到人类或自然因素或因子的影响, 使水的感官性状、物理化学性能、化学成分、生物 组成及底质状况产生了恶化。 水体污染可分为两大类: 自然污染:是指自然因素所产生的污染,在矿山,自然污染主要是由于各种矿石的溶解产生的。,水体污染与水体自净,人为污染:是指人类在生产和生活中产生的“三废”对水资源的污染。工业废水是造成水体污染的主要污染源。 水体污染根据污染杂质的不同一般可分为四大 类: 生理性污染 物理性污染 化学性污染 生物性污染,水体污染与水体自净,3.水质(污染)指标 COD:即化学需氧量,指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量,以每升水消耗氧的
5、毫克数表示。 BOD:即生物化学需氧量,简称生化需氧量,表示在有氧条件下,好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。 TOD:当有机物完全被氧化时,C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO和SO2,此时的需氧量称为总需氧量(TOD)。,水体污染与水体自净,TOC:表示的是污水中有机污染物的总含碳量。 DO:水中氧溶解的量。该指标是水生生物生存的基本条件,一般含量低于4mg/L时鱼类就会窒息死亡。 悬浮物:指水中呈固体状的不溶解物质。 细菌污染指标:通常以单位体积水中大肠菌群数表示。 有毒物质指标:有毒物质种类繁多,要检测哪些项目,应适具体情况而定。其中,非重金属的氰化物和
6、砷化物及重金属中的汞、镉、铬、铅等,,水体污染与水体自净,是国际上公认的六大毒物。 PH值:pH值是反映水酸碱性强弱的重要指标。我国污水综合排放标准中规定的pH值为69。 色度:表示废水颜色深浅的指标。,水体污染与水体自净,二、水体的自净 水体的自净作用可从广义和狭义两方面理解: 广义:进入水体的污染物,通过物理、化学和生物等方面的作用,使污染物的浓度逐渐降低,经过一段时间后,水体将恢复到受污染前的状态。 狭义:水体中的微生物氧化分解有机污染物而使水净化的作用。,水体污染与水体自净,按作用机理,水体的自净过程可分为: 物理净化:污染物由于稀释、扩散、沉淀和混合等作用,而使污染物质在水体中浓度降
7、低的过程。 化学和物理化学净化:污染物质由于氧化、还原、分解、化合及吸附、凝聚等作用,而引起的水体中污染物质浓度降低的过程。 生物化学净化:由于水中微生物对有机物的氧化、分解作用,而引起的污染物质浓度降低的过程。,水体污染与水体自净,三、需氧污染物的概念及综合指标 水环境中有机污染物按其对环境质量的影响和 污染危害,可概括分为两大类: 耗氧有机物:又称需氧污染物,是指动、植物残体和生活污水及工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等易于被微生物分解的有机化合物。 有毒有机物,补充:水体中污染物的转化,一、水体中有机物的生物降解 有机物在水中的降解主要通过化学氧化、光化 学氧化和生物化学
8、氧化来实现,其中生物化学氧化 作用具有最重要的意义。 二、水体中重金属的转化 重金属化合物在水中不能被微生物降解,只能 发生形态间的相互转化及分散和富集过程。这些过 程通称重金属迁移。重金属在水体中的迁移主要与,补充:水体中污染物的转化,沉淀、络合、螯合、吸附和氧化还原等作用有关。 三、水体的富营养化 1.富营养化的发生 水体富营养化的发生主要是由于水体中氮、磷 等营养元素的增多所引起的。从现象看,其发生与 水体中的藻类多密切相关。,补充:水体中污染物的转化,水体发生富营养化,云南滇池发生蓝藻,补充:水体中污染物的转化,2.富营养化程度的判断标准 一般地说,总磷和无机氮分别超过20mg/m3和
9、 300mg/m3就认为水体处于富营养化状态。 3.富营养化的危害与防治 由于藻类的大量繁殖,一方面占据水体空间、 阻塞水道,影响鱼类活动;另一方面,藻类的呼吸 作用和死亡藻类的分解,使水体中溶解氧含量大大 降低,直接影响鱼类的生存。沉于水底的死亡藻类,补充:水体中污染物的转化,在缺氧状态下分解(腐化)使水体变黑、变臭。 对水体富营养化防治的方法可归纳为: 对废水作深度处理,控制N、P的排放; 禁用含磷洗涤剂; 打捞藻类; 人工曝气; 清理底泥; 引水(不含营养物)稀释; 使用化学药剂或引入病毒杀藻类等。,矿山水污染及其防治,3-2 矿山废水污染的特点,矿山废水污染的特点,废水:水在一定的使用
10、过程中,若丧失了使用 价值而被废弃外排,则这种水称为废水。 矿山废水:在矿山范围内,从采掘生产地点、 选矿厂、尾矿坝、排土场以及生活区等地点排出的 废水,统称为矿山废水。 矿山废水的污染特点主要表现在三个方面: 排放量大,且持续时间长 污染范围大,影响地区广 成分复杂,浓度极不稳定,矿山水污染及其防治,3-3 矿山废水的形成和危害,矿山废水的形成和危害,一、矿山废水的来源 1.矿坑水 也称为矿井水,主要组成有: 地下水及老窿水涌入巷道; 采矿生产工艺形成的废水; 地表降水通过裂隙、地表土壤及松散岩层或其它与井巷相联的通道流入井下或露天矿场。,矿山废水的形成和危害,矿坑水在成分和性质上比地下水复
11、杂,不能将 其和地下水混为一谈: 地下水是矿坑水的主要来源。 沿井巷流动的地下水和采矿用水所形成的矿坑水,都溶解和掺入了各种可溶物质的分子、离子、气体,以及混入了各种固体微粒、油类、脂肪及微生物等,使水的成分发生显著变化。 矿坑水污染可分为矿物污染、有机物污染和细 菌污染,以及放射性物质污染和热污染。,矿山废水的形成和危害,2.矿山工业用水产生的废水 矿山废水污染的主要途径包括: 矿井排水 渗透污染 渗流污染 径流污染,矿山废水的形成和危害,二、矿山酸性废水的来源 在金属矿山,由于矿石或围岩中含有硫化矿 物,它们经氧化、分解并溶解在矿坑水源之中,从 而使之形成酸性废水。 1.矿山酸性废水形成的
12、机制: 在干燥环境下,硫化物与氧起反应生成硫酸盐和二氧化硫; 硫酸亚铁在硫酸和氧的作用下生成硫酸铁,在此过程中细菌是触媒剂;,矿山废水的形成和危害,生成的硫酸铁溶液与水的氢氧根离子结合生成氢氧化铁,沉淀下来; 硫酸铁与硫化铁反应,进一步促进氧化,并加速酸的形成。 2.一般在下列条件下会形成酸性废水: 矿岩中含有黄铁矿; 矿岩中没有足够数量中和酸的碳酸盐或其它碱性物质; 黄铁矿被随意排弃在非专用的水池。,矿山废水的形成和危害,矿山酸性废水除了来自含有硫化矿物的矿山 外,还来自: 废石场淋滤水 尾矿池产生的酸性渗流水 采矿场产生的酸性污水,矿山水污染及其防治,3-4 矿山废水中的主要污染物及 其危
13、害,矿山废水中的主要污染物及其危害,概括起来,水体中的污染物可分为四大类: 无机无毒物 无机有毒物 有机无毒物 有机有毒物 一、有机污染物 有机污染物是指生活污水和废水中所含的碳水 化合物、蛋白质、脂肪、木质素等有机化合物。,喝了含砷的地下水而中毒的孩子,矿山废水中的主要污染物及其危害,二、油类污染物 当油膜厚度在 cm以上时,它会阻碍水面的 复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交 换,改变水面的发射率和进入水面表层的日光辐 射,对局部区域气候可能造成影响,而主要是影响 鱼类和其它水生生物的生长繁殖。,矿山废水中的主要污染物及其危害,海洋油污染,矿山废水中的主要污染物及其危害,三、酸、碱
14、的污染 在矿山酸性废水中,一般都含有金属和非金属 离子,其质和量与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、 涌水量、采矿方法、气候变化等因素有关。表3-1列 出了我国几个矿山井下和废石场废水中的pH值和有 害物质含量。,矿山废水中的主要污染物及其危害,四、氰化物 矿山含氰化物废水的主要工艺有:浮选铅锌矿 石、氰化法提金、电镀、高炉和焦炉冶炼等。 氰化物的降解途径如下: 氰化物与水中二氧化碳作用生成氰化氢,挥发而出;(除去氰化物总量的90%) 水中游离氧使氰化物氧化生成 和 离子,逸出水体。(除去氰化物总量的10% ),矿山废水中的主要污染物及其危害,五、重金属污染 矿山废水中主要有:汞、铬、镉、铅、锌、
15、镍、 铜、钴、锰、钛、钒、钼和铋等,特别是前几种元 素危害更大。 重金属毒物的特点: 不能被微生物降解,只能在各种形态间相互转化、分散。 重金属的毒性以离子态存在时最严重,金属离子,矿山废水中的主要污染物及其危害,在水中容易被带负电荷的胶体吸附,吸附金属离子的胶体可随水流迁移,但大多数会迅速沉降。 能被生物富集于体内,即危害生物,又通过食物链危害人体。 重金属进入人体后,能够和生理高分子物质,如蛋白质和酶等发生作用而使这些生理高分子物质失去活性,也可能在人体的某些器官积累,造成慢性中毒。,矿山废水中的主要污染物及其危害,六、氟化物 萤石矿的废水中含有氟化物,因为这种废水通 常都是硬水,其中氟形
16、成钙或镁沉淀下来,故不表 现出很大的毒性,而软水中的氟毒性却很大。 七、可溶性盐类 当水与矿物、岩石接触时,会有多种盐类溶解 于水中,如氯化物、硝酸盐、磷酸盐等。,矿山水污染及其防治,3-5 矿山废水的排放标准,矿山废水的排放标准,一、水质标准 环境标准是为维护环境质量、控制污染而制定 的各种技术指标和准则的总称。我国水环境质量标 准(依据地面水环境质量标准GB3838-88)根据 地面水域使用目的和保护目标将其划分为五类: 类主要适用于源头水、国家自然保护区; 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、,矿山废水的排放标准,仔稚幼鱼的索饵场等; 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖等渔业水域及游泳区; 类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区; 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。,矿山废水的排放标准,二、工业废水的排放标准 废水排放标准是根据环境质量标准,并考虑技 术经济的可能性和环境特点,对排入环境的废水浓 度所做