城市污水中重金屬處理方法研究進展

程利

[摘 要] 生態環境和人們的生活息息相關，城市污水對環境的破壞直接影響人們的身心健康，對人們賴以生存的環境也帶來了巨大的破壞。因此，城市污水的重金屬處理也就顯得尤為重要，如何在工業化飛速發展的今天使城市污水的重金屬能夠得到妥善處理，使其能夠不威脅到人們賴以生存的環境，不對人們的身體健康造成危害，是每個化學工作者和環境工作者迫切需要解決的問題。從城市污水的重金屬概述入手，介紹了重金屬對人們身體造成的危害，并提出了一些適應于當代社會工業化進程的重金屬處理方法，旨在為治理環境提供一些參考。

[關 鍵 詞] 城市污水；重金屬處理方法；生態環境

[中圖分類號] S273.5 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）32-0280-02

十九大開幕式中提出了“加快生態文明體制改革，建設美麗中國的要求”，這就使環境問題上升到更高的高度。隨著我國科學化進程的不斷加快，我國的城市都在加快發展速度，這就使城市污水日益增多，城市污水的重金屬超標問題日益加重，環境日益惡化，直接影響到城鎮居民的健康水平，這和我國生態化發展的建設方針是背道而馳的。

一、城市污水概況

（一）什么叫重金屬

重金屬和輕金屬的概念是從密度來區分的，一般指密度大于4或5的金屬。重金屬一共有45種，我們生活中常見的有銅、鋅、鉛、鐵、鎳、鎘、汞等，大多數重金屬對人體是有害的，一旦人體的重金屬含量超標，就會對人體的各項機能帶來嚴重的損壞，對人體帶來不可逆的傷害。

（二）我國城市污水的主要來源

城市污水按來源可分為生活污水、工業廢水和徑流廢水。

1.生活污水是指居民生活排放的廢水，這些廢水通過下水管道排放，隨著人口的不斷劇增，城市污水對環境的破壞也日益加重。這些污水的排放，讓我們的環境苦不堪言，水源、土壤、森林都受到了不同程度的破壞。

2.工業廢水是城市污水的主要來源，一些化工廠、鋼鐵加工企業通過煤等化學物質的燃燒，產生了汞、鎳等重金屬物質，排放到大氣中，再通過降水形成工業廢水，由于我國工業化進程的不斷加快，這些工業廢水對環境的污染日趨嚴重，如果不治理，就會對環境造成巨大的、不可逆的破壞。隨著我國現代化進程的不斷加快，工業廢水量也在不斷增多，這些工業廢水排放到環境中，造成的環境破壞是不可逆的，一些優美的環境正在日益減少，就是因為工業廢水的日益增多，因此，必須對工業廢水及時進行治理。

3.徑流廢水是指雨、雪等自然降水對建筑垃圾、城市垃圾以及工業垃圾的沖刷而形成的廢水，隨著我國建設的不斷加快，使徑流廢水也成為城市污水的一個巨大源頭，由于建筑垃圾、工業垃圾不斷增多，而且人口的不斷增多造成城市垃圾不斷增多，使徑流廢水的隊伍不斷壯大，這些徑流廢水如果直接排放到河流、湖泊中，就會對環境造成巨大的破壞，而且會對水生植物、土壤、水生動物造成巨大破壞，直接或者間接地影響到人們的身體健康。

二、城市污水重金屬的危害

（一）城市污水對人體的危害

城市污水由于含有鉛、鎘、鎳、汞等重金屬物質，使生物體內的重金屬含量不斷富集，城市污水一般通過兩種情況對人體造成危害，一種是人直接飲用了受到重金屬污染的水源，使重金屬直接進入人體內，對人體的各項機能造成傷害，另外一種情況是城市污水對土壤造成了危害，使土壤中的重金屬含量不斷富集，造成農作物的重金屬含量超標，或者是城市污水排放到河流湖泊中，使河流、湖泊中的水生動物遭到重金屬污染，人站在食物鏈的頂端，一旦這些食物受到了污染，就會使人體的重金屬含量在體內富集，達到一定程度后輕則會產生頭暈、惡心，重則會對人體的各項機能造成不可逆的破壞，而且會影響到下一代的健康成長，可以說城市污水對人體的危害是非常大的[1]。

（二）城市污水對水生植物的危害

城市污水通過排放，傳播到河流、湖泊、大海中，會對水生植物造成巨大的危害，使水生植物中的重金屬不斷富集，造成嚴重的污染。

（三）城市污水對水生動物的危害

城市污水對水生動物的危害也是非常大的，水是水生動物賴以生存的環境，如果水被污染了，水生動物體內的重金屬會不斷富集，造成水生動物死亡，而且一旦水生動物被人攝食，就會間接對人體造成危害。

（四）城市污水對土壤的危害

城市污水對土壤的危害不言而喻，城市污水排放到土壤中，會造成土壤板結，而且會造成土壤中的重金屬富集，產生的農作物重金屬含量超標，這也是我國的農作物突破不了出口瓶頸的一個重要原因，由于重金屬超標，這些農作物一直被歐美發達國家拒之門外，中國是農業大國，這樣會使中國的農業產量和品質受到嚴重影響，退一步來說，城市污水污染過的土壤種出的農作物，也在嚴重損壞國人的身體健康[2]。

三、城市污水中重金屬處理的對策

（一）處理重金屬超標問題的基本原則

1.從源頭上使污水的重金屬離子含量降低。從生產原料中，盡量考慮到重金屬含量問題，盡量使用毒性小的重金屬，避免使用毒性大的重金屬。而且，在重金屬生產過程中，逐步對重金屬生產過程的生產設備和工藝流程進行優化，盡量采用損耗少的生產技術，在生產中能做到使重金屬的損耗降到最低，使重金屬的利用率提高，減少重金屬在生產過程中的流失。這樣，就可以使工業廢水中的重金屬含量進一步降低。能夠使污水中的重金屬含量降到最低，而且待處理的污水量大大減少。

2.盡量采用就地處理的原則，即將污水在發源地進行就地處理，避免讓重金屬含量高的污水和其他污水混合，這樣會導致處理污水的過程更加復雜。特別是避免使用含有重金屬的污水、污泥用于農業灌溉，這樣會造成土壤中的重金屬含量富集，造成農作物的重金屬含量富集，對人體間接造成危害。

3.必須在處理污水前，明確污水的來源和污水中的重金屬含量，對癥下藥，對不同重金屬含量的污水采用不同的污水處理方法。

（二）處理污水中重金屬的常用方法

1.電解法：該方法的原理是用電解的方式，將其氰化，并且使其分解，這種處理方法利用的是大多數的重金屬離子都可以和氫氧根結合，繼而產生沉淀物質的特性，這種方法應用范圍較窄，一般只適用于含有氰的重金屬，但是這種方法有一個優勢，就是可以使廢水中的重金屬離子和氰一并去除，達到一舉兩得的目的。

2.上浮法：這種方法一般適用于含有重金屬氫氧化物和硫化物的城市污水。它的原理是通過電解，電解中利用重金屬絡合物作為電解質，在電解的作用下，重金屬絡合物被分解為重金屬氫氧化物，在電解的同時，鐵或者鋁在電解的作用下，運動到陽極，在鼓氣上浮的作用下，具有活性的氫氧化鐵沉淀和氧化鋁沉淀可以對電解生成的重金屬氫氧化物進行沉淀，從而對污水中的重金屬離子去除[3]。

3.離子浮選法：此方法的原理是利用污水中的重金屬可以和黃原酸鈉等表面活性劑發生絡合反應和螯合反應的原理，通過在污水中投放明膠、十二烷基苯磺酸鈉等一系列陰離子表面活性劑，使重金屬發生螯合反應和絡合反應，再通過浮選分離，將重金屬中的重金屬離子進行分離。

4.活性污泥法是目前非常受到推崇的一種處理方法，因為活性污泥法的成本低廉，較其他污水處理方法耗費資金量少，而且產生的二次污染較少。雖然有不同的聲音爭議，重金屬廢水中的有機營養物不高，而且高金屬濃度的污水容易毒害活性污泥微生物，給重金屬的處理帶來阻礙，但是，目前通過幾十年的實驗及嘗試和研究工作，活性污泥憑借其經濟有效的方法，已經逐漸成為污水處理的主流處理方法，國內外的學者爭先將重金屬的活性污泥法作為研究對象，Sulaymon等人這些年對鉛、汞等重金屬離子在活性污泥上的競爭吸附作用，通過研究發現，活性污泥是一種環保有效的生物吸附劑，可以對高含量重金屬的污水進行有效的處理，Zare等人研究的是用污泥作為生物吸附載體，對污水中的二價銅離子進行吸附，在優化的條件下，二價銅離子的去除率可以達到85%以上。Atkinson等人研究的是利用剩余的活性污泥對電鍍廢水進行處理，研究表明二價鋅離子的去除率竟然可以高達96%。綜上說述，利用微生物對污水中的重金屬進行吸附處理，這種技術是一種比較新穎的技術，而且成本較其他污水處理方法要低廉得多，在對低濃度的重金屬污水進行處理的過程中，還是比較有效的，而且處理速度較快，處理得較為徹底，但是在剩余污泥作為農用時，還是有一定的重金屬污染的危險，而且大量的污泥重新排放到環境中，也會對環境造成一定的負擔，因此，這種方法雖然成本比較低廉，但對處理完畢的污泥的回收利用，仍然是一個需要解決的難題，有待后人繼續進行研究。

5.復合處理技術

由于多種污水處理方法都存在一定的弊端，因此，目前復合處理技術已經成為污水處理中的一個新的發展亮點，已經有人對復合技術進行了研究，并且初具研究成果，周午陽對Fenton/絮凝耦合同步處理污水中的重金屬和有機化合物，認為此種方法可以大大減少污水的處理環節，而且使污水處理的成本進一步降低；朱藝等人采用生物淋慮聯合類Fenton反應，以去除污泥中的重金屬，利用此種方法，可以使污泥中的重金屬含量大大降低，當其排放到環境中時，可以使環境的負擔變輕，避免二次污染發生，利用此法處理過的污泥，可以達到《農用污泥中污染物控制標準》（GB 4284-84）的相關要求，因此，復合法處理污水污泥，也是一種有效的處理方法。

綜上所述，城市污水對環境的破壞巨大，給土壤、農作物、水源都帶來了巨大的污染，間接或直接地影響到人類的身體健康，因此，在城市污水的處理過程中，必須遵循污水處理的原則，盡量對污水進行就地處理，避免二次污染，而且在污水處理前，必須明確污水中的重金屬含量，采用合適的方法對污水進行處理，而且在考慮到污水處理后的污泥排放對環境的負擔，必須使污水處理的污泥得到妥善處理才能夠再次排放到環境中，否則會對我們的環境造成更重的負擔，工業生產單位也必須采用適宜的方法進行生產，這樣才能夠讓污水的量達到最低，綜合治理，以達到城市污水處理的目的。

參考文獻：

[1]于曉莉，劉強.水體重金屬污染及其對人體健康影響的研究[J].綠色科技，2011（10）：123-126.

[2]孫維鋒，肖迪.水體重金屬污染現狀及治理技術[J].能源與節能，2012，77（2）：49-50.

[3]王軻.AAO工藝在污水處理廠設計中的應用[J].大陸橋視野，2016（2）：61-62.