城市污水中重金屬的處理方法研究

姚普靜 譚蕾蕾 李 明

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司

城市污水中重金屬的處理方法研究

姚普靜 譚蕾蕾 李 明

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司

工業的發展和進步給人們帶來了豐厚的經濟價值，但是隨著工業化的排放也造成了嚴重的環境污染，特別是重金屬污水的排放已經嚴重的危害到了人們的生命健康。工業排放的污水中重金屬不經過處理直接排放，會對環境造成巨大的侵害。針對日益嚴重的重金屬污水處理問題，本文以重金屬污染水體的環境保護處理技術為題目進行深入的研究，首先對重金屬污水的成分和現狀進行了有效說明，然后對重金屬污水的處理方法做了詳細的研究。

城市污水；重金屬；處理方法

前言

隨著我國現代工業化和城市化建設的不斷推進，城市的生產生活用水需求量越來越大。同時，城市的工業廢水和生活污水的排放量也越來越大，很多重金屬及其他有害污染物也隨著污水的排放進入水環境中，導致城市污水中的重金屬等有害物質越來越多。重金屬與其他污染物不同，城市污水中的重金屬具有極強的隱蔽性，同時還具有長期性、不可逆轉性、生物積累性等特點。從目前的情況來看，城市污水中的重金屬主要來源于城市工業區的化工廠、有色金屬加工廠等，同時人們日常使用的顏料、油漆、煙草及特殊醫藥等都含有重金屬，因而在城市污水中常含有一定量的重金屬，隨著污水的大量排放，對當地的地下水造成嚴重的污染，同時也將對人體健康造成極大的危害。因此，對城市污水中的重金屬進行處理是非常有必要的，本文就針對當前城市重金屬污水概況進行簡單介紹，并對重金屬在城市污水處理中的去除機理與工藝進行了簡單的探討。

1 重金屬水體污染分析

Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Hg、Ge、Co、Zn等元素都會對水體造成嚴重的重金屬污染。在通常的狀態下，及其微量的金屬元素是不會對水體產生污染，但是這些金屬元素一旦超過一定的標準時，就會對水體產生一定污染危害。在自然界下的水質當中本身會含有一定的金屬元素，但是這些金屬元素含量及其微小不會對水質產生影響，因此，在自然狀態下水質中的重金屬元素不會對水質和水中的動植物產生影響。但是由于人為因素向水中排放大量的重金屬元素，除非使用相對應的處理方法，否則很難在自然狀態下進行沉淀和過濾。按照排放量進行排名，主要的工業排放企業包括：礦產資源企業、金屬熔煉企業、化工企業、造紙相關行業、制革產業、染燙行業等等，在這些工業領域中排放大量的污水同時帶有Ni，Pb，Cd，Cr，Hg等重金屬元素。重金屬超標的污水中是含有一定的毒性，不僅僅會對水質中的生物產生影響，重金屬污水還會通過地下水污染地層水源，水源被植物吸收后會在植物體內進行沉積，人類或者是動物吃了吸收了重金屬污水的植物后會對身體產生一定的毒副作用。

2 城市污泥重金屬特征

2.1 城市污泥重金屬特征

根據從2010年-2015年關于城市污水廠污泥重金屬含量的文獻及資料調研發現，污泥中重金屬主要為銅、鋅、鎳、總鉻、鎘、鉛、汞和砷8種重金屬，這些重金屬含量都高于當地土壤背景值，其中銅、鋅和鎘超背景值100～200倍，是污泥中主要的污染元素。

2.2 城市污泥重金屬處理技術概況

目前對于污泥中重金屬的控制技術主要包括物理法、生物法、化學法、電動修復、固定化、穩定化等方法，這些方法各有優缺點。如，化學法由于要對污泥進行酸化，且處理過后的酸性溶液需要中和，增加了試劑和設備成本；電動修復電能消耗大，每次處理的污泥量有限，一般情況下會與其它的處理技術聯用，應用受到限制；生物法處理時間長，工藝穩定性差。

重金屬穩定劑主要有無機穩定劑和有機穩定劑兩種。現無機穩定劑的應用較為常見，但其存在狀態不夠穩定，在穩定化開展過程中易受環境變化從而使重金屬重新進入地表水或地下水。

3 重金屬污水處理技術

對含有重金屬污水的處理和凈化方法已成為社會輿論和環境研究的重點之一，根據目前的技術對重金屬污水處理方法主要包括有物理方法、化學方法、生物方法等。

3.1 物理方法

吸附法是最常見的物理方法，利用一些具有多孔性物質作為吸附劑投放到重金屬污水中去吸附水中重金屬陰陽離子。活性炭是目前使用最早，并且運用最為廣泛的吸附物質，活性炭表面積大、吸附能力強，但是使用成本較為昂貴，并且難以脫附，由于成本的原因限制了活性炭在重金屬污水處理中的發展。

所以，尋找一種吸附能力強并且價格低廉的吸附材料是當今研究熱點話題。除了活性炭以外，還經常使用礦物質材料、工業廢料以及農業廢棄物等作為廉價的吸附材料。沸石是最早的重金屬污水吸附材料，沸石的骨架結構比較復雜，有很大的接觸面積，具有很強的吸附性。

3.2 生物方法

微生物絮凝法是最常見的生物凈化污水的方法，微生物絮凝法利用微生物或細菌生物進行新陳代謝產生一定的絮狀物，通過這些絮狀物進行絮凝沉淀去除重金屬的方法。微生物絮凝法對重金屬污水的處理效果好，并且使用安全、方便、無毒，不會對水質產生二次污染，微生物新陳代謝的絮狀物還是水中植物的廢料，并且沉積的重金屬元素可以很方便的進行分離，對重金屬污水處理的微生物培育方面生長環境要求低，比較適合大量的工業重金屬污水過濾所使用的。

3.3 化學方法

化學沉淀法是根據重金屬能夠與某些化合物進行反應，生成不溶于水的重金屬化合物。這些不溶于水的化合物會在反應區進行沉淀。

化學沉淀法所利用的原理都是根據重金屬的化學性質所決定的，重金屬污水在經過一系列的化學反應區后，讓污水中的重金屬離子由原來的游離狀態變成金屬化合物沉淀下來，在通過進一步的化學反應進行分離。目前為止最常使用的化學沉淀法主要分為：凝聚沉淀技術、酸堿沉淀技術、三氧化二鐵沉淀技術、礦化物沉淀技術以及反應鹽沉淀技術等等。

結語

隨著城市化的不斷推進，不同城市的重金屬污染情況也各不相同，因此，我們應根據實際情況選取更加合理的處理方法，處理不同種類的重金屬污染。隨著我國生物技術的不斷發展，生物污水處理的機理與工藝具有極大的發展潛力。

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