石榴石和绿辉石是榴辉岩的主要成分。石榴石以其比重大、硬度大、耐磨、耐酸碱、孔隙率适中等特点,在污水处理领域被广泛用作高密度滤料(重介质滤料)。在石榴石的分选过程中,通过磁选将会产生15～20%左右的绿辉石微粉,到目前为止,这一尾矿渣尚无合理的利用方式,造成资源浪费。随着全球人口的快速增长,国内活动的密集以及工农业生产的扩大,水污染是21世纪全球环境面临的主要挑战之一。本论文利用绿辉石作为水处理材料。对绿辉石进行理化性质分析,为后续研究提供依据。以绿辉石作为混凝处理中加速沉淀的添加剂,微砂强化混凝处理微污染水,通过单因素实验和多因素响应曲面分析,研究混凝剂的种类(聚合氯化铝PAC、硫酸铝和氯化铁)及投加量、pH、水温、微砂粒径和微砂投加量等因素对混凝效果的影响。以绿辉石作为滤料,微絮凝过滤处理微污染水,研究过滤速度、滤料粒径、改性绿辉石和双层滤料(石英砂+绿辉石)等实验条件对过滤效果的影响。混凝和过滤效果由浊度,UV254和氨氮的去除率来表示。主要研究成果如下:(1)绿辉石的矿物成分非常复杂,石英(SiO2)是其主要结晶矿物,质量百分数为39.3%。在放大30000倍时,其表面有一些突起,一些颗粒堆积在表面。具有较强的耐酸耐碱性,比重为3.34。浸出毒性实验中,浸出液中重金属的含量均低于地表水Ⅱ类标准限值。其可被视为安全材料。(2)针对微污染水,投加绿辉石微砂,进行微砂强化混凝。PAC混凝效果最好,最佳投加量为50mg/L。在pH为6时,混凝效果最好。混凝效果受温度影响明显,在常温(20～25℃)下比在低温(0～5℃)下的混凝效果好。绿辉石微砂粒径小于60μm时,混凝效果较好,其最佳投加量范围为0.1 g/L到0.3 g/L。采用Design-expert软件,以浊度、氨氮和UV254的去除率为响应值建立响应曲面模型,模型显著且拟合度较高,能较好地对混凝效果进行分析和预测。得到的绿辉石微砂强化混凝的最佳工艺条件为:PAC投加量50mg/L,微砂粒径40～60μm,微砂投加量0.27g/L。实验结果表明,投加微砂强化混凝比常规混凝处理所需时间更短、效果更好。(3)针对微污染水,使用绿辉石作为滤料,进行微絮凝过滤。采用等压过滤的方式进行过滤,整个过程保持滤柱中的水位高度不变。水位越高,水压越大,过滤周期越长,不同水压过滤,浊度和有机物(UV254)的去除率都在98%和45%左右,水位高度越低,氨氮去除效果越好。粒径越大,过滤周期越长,不同粒径滤料的浊度和UV254去除率都在98%和40%左右,滤料粒径越小,氨氮去除效果越好。经硫酸、氢氧化钠、双氧水处理的滤料,浊度去除率都在98%左右,与仅经纯水处理的滤料相比,氨氮去除效果明显升高。双层滤料与之前的单层滤料相比,过滤周期有了很大的提高,浊度去除效果都比较理想,石英砂与绿辉石的比例为1:1时对有机物和氨氮的去除效果最好。与常规石英砂过滤相比,绿辉石过滤对浊度的去除率提高了 15%,氨氮去除率提高近18%,有机物去除效果无明显差别。