煤矿开采过程使区域内地下水变成酸性矿山废水,进而污染地表水并破坏生态环境。为提高AMD处理效果,对比现有AMD主动与被动法,对碳酸盐岩进行煅烧改性,确定最佳煅烧条件;总结现有生物与非生物处理技术的优缺点及适用条件,构建连续产碱系统(SAPS),将改性碳酸盐岩应用于其中考察其适用性,调节进水参数考察系统工艺条件,根据运行情况改进系统,构建具有较好耐受性和稳定性的连续产碱成套处理系统,得到以下几点结论:(1)碳酸盐岩在750℃时开始分解,煅烧2.0 h后,仍保持较强颗粒强度。摇瓶实验中,750℃煅烧改性碳酸盐岩在反应15.0h后能将AMD中Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+去除99%以上,克服了普通碳酸盐岩对Mn去除不佳的缺点。(2)在SAPS中,煅烧后的碳酸盐岩系统对AMD处理能力仅略高于原岩系统。提升进水C/S=2.0、HRT=48h后出水水质提升,但系统瞬时出水Fe浓度逐渐升高,不受HRT控制。pH=2.0时,污泥中微生物受到严重抑制。在SAPS厌氧环境中,pH提升受抑制,瞬时出水中各离子去除率不高。(3)于SAPS后增设沉淀池与中和池,增加进水铁和硫酸根负荷,系统能保持稳定出水效果;在中和池中生长出的微生物群与废水进一步反应,整个系统最终出水pH>8.0,硫酸根与各金属离子均达100%去除,提出AMD逐步净化的酸性煤矿废水野外成套处理技术。(4)用PHREEQC模拟与实际结合推测金属离子去除机理,Fe可形成针铁矿和赤铁矿,Cu、Cd的主要形成金属硫化物和吸附作用去除,Ni在pH>8才能以氢氧化物形式完全沉淀;当废水中基本不含其它离子,Mn才能进行反应被去除。