某铜矿尾矿废水中含有大量硫酸盐还原菌(srb)， srb代谢过程中释放h2s会使水体ph 降低，而偏低的ph条件又会使细菌代谢有机硫和无机硫产生h2s的作用加强，形成一种恶性循环，使得尾矿水ph不断降低，从而形成酸性废水。酸性废水与尾矿库坝体坝基（挡水墙）岩体反应，形成大范围“空化扩容”区。渗流严重的情况下，会影响坝体稳定性，降低尾矿库安全系数。试验采用投加srb杀菌剂法，通过抑制产h2s气体的srb还原菌，达到减少h2s气体产生的目的，降低废水的ph值。
1 试验研究
1.1 尾矿h2s产生机理
充填区的尾矿废水中的沉积物和底层水处于厌氧环境中，srb将水体中的so42- 还原为s2-，产生大量的有毒气体h2s，破坏水质。srb的代谢活动分为3个阶段具体过程见图1。
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图1 srb的分解代谢过程
1.2 sf-2杀菌剂性质
sf-2型新型srb杀菌剂由季铵盐类杀菌剂与杂环化合物杀菌剂和醛类杀菌剂按一定比例混合而成，属非氧化性的消毒杀菌剂，为季铵盐类阳离子表面活性剂，其呈无色或淡黄色液体，易溶于水，化学稳定性好，耐热、耐光、无挥发性、低毒，具有强烈的杀菌和抑菌防蛀性能。在油田注水和矿山选矿废水系统方面是优良的杀菌防腐剂。sf-2型杀菌剂的理化性质见表1。
表1 sf-2杀菌剂物理性质
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外观 |
活性物含量/% |
铵盐含量/% |
色泽 |
ph值 |
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无色或淡黄色粘稠液体 |
≥45±1 |
≤4.0 |
≤500号 |
6.0～8.0 |
1.3 试验研究
1.3.1石灰投加试验
将0.1g石灰分别投入水量为150ml、300ml、450ml和600ml的某铜矿尾矿废水水样，连续4d检测其ph值，试验结果见表2。
表2 石灰药剂投加试验结果
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时间 |
不同水量的ph值 | |||
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150ml |
300ml |
450ml |
600ml | |
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第一天 |
11.5 |
10.6 |
9.3 |
7.7 |
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第二天 |
11.5 |
10.4 |
6.8 |
7.4 |
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第三天 |
11.5 |
10.2 |
6.5 |
6.8 |
|
第四天 |
11.5 |
9.9 |
6.3 |
5.9 |
由表2可知，单独投加石灰，4d后尾矿的ph值会逐渐下降为酸性，这和尾矿库内部实际情况相符。可见，单独投加石灰不能长期有效稳定ph值。
1.3.2 sf-2杀菌剂投加试验
分别对某铜矿尾矿库墙体3m处、排水口处以及排水口1m处的原废水进行取样，每个取样点取水量分别为250ml、500ml、1000ml和1500ml的4个样品，检测原废水样品中的srb还原菌含量，取平均值；向每个铜矿尾矿废水样品中投加sf-2杀菌剂75mg，7d后检测废水中的srb还原菌含量，其试验结果见表3。
表3 sf-2杀菌剂投加试验结果
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序号 |
取样点 |
srb还原菌含量/（mg/l） | ||||
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原废水 |
250ml |
500ml |
1000ml |
1500ml | ||
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1 |
墙体3m处 |
8.2 |
0.7 |
0.7 |
0.9 |
2.3 |
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2 |
排水口处 |
8.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
2.6 |
|
3 |
排水口1m处 |
8.5 |
0.9 |
1.0 |
1.0 |
2.2 |
由表3可知，sf-2杀菌剂可以明显降低srb还原菌在废水中的浓度，能够有效抑制其生长速度。随着水样量的增加，废水中的srb还原菌含量上升，即srb还原菌含量与sf-2杀菌剂投加浓度成反比。同样投加75mgsf-2杀菌剂,当水量从250ml升至1000ml，废水中的srb还原菌含量增加11%～28%；当水量从1000ml升至1500ml，废水中的srb还原菌含量增加120%～160%。因此，同时从技术和经济两方面考虑，1000ml废水中加入75mgsf-2杀菌剂比较适宜，即sf-2杀菌剂的适宜投加浓度为75mg/l。
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