2012 年 5 月,P2W 在南非的豪登省成功证明,有能力降低酸性矿井水中硫酸盐的浓度。在兰德方丹的实验厂中,入口水先用高密度石灰泥 (HDS) 法中和。凑巧,水质始终无法均衡一致(甚至无法保持一小时),这让基于长期的分析方法没有用武之处。
由于水质波动,目前绝大多数方法(包括反渗透法)难以对该废水进行处理。但 P2W 系统毫无问题,甚至未出现任何故障。此后,又用非 HDS 水体(直接来自水源的水体)进行了小型实验,P2W 技术展现出出色的结果(以 SANS 241 (2011 年)为基准)。
下文的水质表给出了原水和处理后水体的水质,显示了 P2W 系统的高效。

<1200[/av_cell][av_cell col_style='']4890[/av_cell][av_cell col_style='']1060[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']导电介质[/av_cell][av_cell col_style='']S2/cm[/av_cell][av_cell col_style='']<1700[/av_cell][av_cell col_style='']4150[/av_cell][av_cell col_style='']1430[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']pH
[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']5-9.7[/av_cell][av_cell col_style='']3.9[/av_cell][av_cell col_style='']8[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']钙[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<150[/av_cell][av_cell col_style='']584[/av_cell][av_cell col_style='']69[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']镁
[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<70[/av_cell][av_cell col_style='']345[/av_cell][av_cell col_style='']0.5[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']钠
[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<200[/av_cell][av_cell col_style='']150[/av_cell][av_cell col_style='']148[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']硫酸盐[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<250[/av_cell][av_cell col_style='']3600[/av_cell][av_cell col_style='']200[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']氯[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<300[/av_cell][av_cell col_style='']130[/av_cell][av_cell col_style='']127[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']铁
[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']0.3[/av_cell][av_cell col_style='']772[/av_cell][av_cell col_style='']0.05[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']铝[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<0.3[/av_cell][av_cell col_style='']48[/av_cell][av_cell col_style='']<0.1[/av_cell][/av_row]
[av_row row_style=''][av_cell col_style='']锰[/av_cell][av_cell col_style='']mg/L[/av_cell][av_cell col_style='']<0.1[/av_cell][av_cell col_style='']275[/av_cell][av_cell col_style='']0.05[/av_cell][/av_row]
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虽然很多化工工艺对酸性矿井水的产生都有作用,但其中最为显著的,当属硫铁矿氧化。这一过程的化学方程式为:
2FeS2(s) + 7O2(g) + 2H2O(l) = 2Fe2+(aq) + 4SO42−(aq) + 4H+(aq)
硫化铁的氧化过程使亚铁离子(二价铁)溶解,亚铁离子又会进一步氧化成铁离子(三价铁):
4Fe2+(aq) + O2(g) + 4H+(aq) = 4Fe³+(aq) + 2H2O(l)
两年中,我们积累了大量的经验,进行了不同南非酸性矿井水样中重金属、硫酸盐、铀的消除。我们的电解工艺得以证明,能够符合所有 SA SANS 饮用水的规定。
电解工艺的原理,是形成 M1M2SO4 和 M1M2M3SO4 型的金属纳米颗粒晶体。
高能能谱仪结果表明,我们的元素组成为:
Fe-Al-S-O;根据不同的白哦准分析方法,我们认为其属于 (Fe) Fe-Al-Ca-S-O;我们认为其属于 (Fe)a(Al)b(SO4)c(OH)d X (H2O) e 和其它金属、非金属盐的混合物。
扫描电镜结果表明,晶体大小从几十到几百纳米不等,并且形成微米级别的聚合体。某些分析结果显示有无定形结构(可能是由于 Al 的存在)。
XRD 分析给出了铁、铝、锰等多种金属各氧化态的谱峰。
为了研究初始 pH 值、重金属浓度、硫酸盐浓度对复合物类型的影响,以及捕获更多痕量元素的能力,我们又进行了多种试验。
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技术优势:
- 完全无需采用 HDS 工艺。
- 工艺中不使用石灰石
- 与市场现有其它技术相比,污泥产量大幅减少。(产生 0.5% 的干泥,可用于采矿业的金属回收)。
- 工艺流程中不使用任何膜材料,因此不会产生浓盐废水,却可达到 100% 回收率。
- 成功将水体中铀的含量降低至 5 ppb 以下。