城市污水處理過程中重金屬的檢測方法及處理技術研究

郝金鳳

（云南興滇建筑設計咨詢有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

如今我國正處在工業化不斷發展的過程中，城市化較之以往也實現了進一步的推進，因此人們對正常的生產、生活提出了更高的要求。與此同時，在城市發展的過程中勢必會產生大量的生活污水以及工業生產廢水，其中不可避免地會出現諸多重金屬污染物。若是沒有采取及時有效的處理措施，便會進一步加劇城市污水中各種重金屬離子的累積，對人們的生活環境的發展造成嚴重的負面影響。相對于其他污染物來說，重金屬本身具有一定的特殊性，當其排入城市污水中，將會呈現出一定的隱蔽性。除此以外，重金屬還具有突出的不可逆轉性以及長期性，使城市污水重金屬處理面臨更大的挑戰。結合當前城市發展的實際情況來看，城市污水中的重金屬基本來源于煙草、顏料以及油漆等工廠，這些重金屬已經嚴重污染了地下水環境，對人體健康造成了負面影響。目前，雖然我國已經開始了一系列的重金屬檢測以及處理工作，但是在應用階段始終存在一定的不足，基于此，有必要對重金屬的檢測及處理展開更深層次的探究。

1 研究背景

在當前綠色發展的要求下，我國不斷加大對環境治理的投入力度，并在實踐中積極優化調整相關制度和法律法規等，使其能夠充分落實在各項工作當中，真正展現出其規范性和約束性的作用。當前，我國已經明確提出了城市生活污水以及工業廢水的排放標準，并大力推廣和應用能夠與當下時代背景相適應的工藝和手法，以達到良好的污水處理效果，且在多年實踐中已經取得了諸多成果，在城市污水重金屬污染的處理方面有一定的應用價值，切實提升了對于城市污水不合理排放問題的控制成效。盡管從整體的角度來看，現階段我國各個城市污水的重金屬含量已經低于國家標準，但部分城市依然面臨著重金屬污染超標的問題，對當地居民正常的生活和城市的正常生產秩序都造成了嚴重的負面影響[1]。

2 城市污水處理過程中重金屬的檢測方法

2.1 原子熒光法

原子熒光法是當前在城市污水檢測中較為常用的方法，其在實際應用階段能夠有效檢測出銻和汞等元素。在進行測定時，工作人員需要針對樣品展開相應的預處理工作，再合理使用原子熒光儀（圖1），當其在經過酸性硼氫化鉀等的還原作用之后便能夠生成相應的汞原子或氫化物。

圖1 原子熒光儀

氫化物在氨氫火焰中會生成基態原子，通常情況下，汞原子和基態原子會產生一定的原子熒光，而其本身的強度和那些待測元素含量之間成正比關系。由此可見，合理采用原子熒光法能夠高效完成樣品中重金屬實際含量的有效檢測工作。

2.2 石墨爐原子吸收分光光度法

石墨爐原子吸收分光光度法在城市污水重金屬中的應用需要先對相關樣品展開全方位的處理工作，然后將樣品投入石墨爐原子化器中，在多重作用下，促使其中的重金屬實現向基態原子蒸汽的有效轉化。石墨爐原子吸收分光光度法采用空心陰極燈作為光源，在特定區間范圍內，空心陰極燈提供的特征譜線在表示吸光度以及元素質量濃度時成正比關系，相關研究人員能夠在這一數量關系的基礎上完成對多樣化重金屬原色的高效檢測工作。

2.3 電感耦合等離子體發射光譜法

電感耦合等離子體發射光譜法是當前我國在重金屬檢測中應用比較廣泛的方法之一。在實際應用過程中，工作人員需要先對水樣進行有效處理，并在電感耦合等離子體發射光譜儀（圖2）中注入水樣，目標元素會在等離子體中被氣化，進而生成相應的特征譜線同時向外進行輻射，其所形成的特征線譜和相關強度的元素的實際濃度之間為正比關系。加強電感耦合等離子體發射光譜法的合理應用，能夠高質量地開展對污水中多種重金屬元素的檢測工作，特別是在鋅、鉛以及銅的檢測中有著較高的應用價值。

圖2 電感耦合等離子體發射光譜儀

3 城市污水處理過程中重金屬的處理技術

3.1 化學法

化學處理法實質上是在相關化學反應的基礎上促使污水中的重金屬離子轉化成為一種重金屬化合物，并且具有不溶于水的特點，接下來再對該化合物采取過濾、分離以及沉淀等相關舉措，確保存在于污水中的重金屬能夠得到高效處理?，F階段主有以下3種化學法。

3.1.1 鐵氧化法

工作人員在使用鐵氧化法對污水中的重金屬進行處理時，應當加入一定量的鐵鹽，促使污水中的重金屬離子和鐵鹽發生氧化反應生成鐵氧體晶粒，然后便可以通過沉淀處理有效去除其中的重金屬離子。鐵氧化法的合理應用既可以在多樣化重金屬離子的處理中達到良好的效果，還不會二次污染水體，而且操作方法相對簡單。但鐵氧化法往往要消耗大量的時間，所以無法滿足迅速完成污水處理的要求。

3.1.2 中和沉淀法

工作人員需要結合實際情況將一定量的堿中和劑加入污水當中，中和劑能夠使重金屬離子在短時間內迅速發生反應，并生成不易溶于水的氫化物和碳酸鹽。然后工作人員便需要針對其展開沉淀處理工作，去除污水中的重金屬離子。盡管中和沉淀法的操作簡單，但由于其在沉淀處理階段存在含水率高以及沉渣量較大等現象，所以會二次污染水體[2]。

3.1.3 鋇鹽沉淀法

鋇鹽沉淀法側重于對污水中的Cr離子進行處理，主要操作是將一定量的鋇鹽加入污水當中，進而與Cr離子發生反應，促使其形成可沉淀物鉻酸鋇。如今在城市污水重金屬處理領域中大多會把BaCO3當作鋇鹽使用，盡管其反應周期較長，但在完成對Cr離子的處理工作之后可以實現回收再利用，所以具有良好的經濟效益。

3.2 物理化學法

物理化學法是當前城市污水重金屬處理工作中較為常見的一種方法，由多種方式構成，其中應用最為廣泛的有3種。

3.2.1 離子交換法

離子交換法是一種借助于離子交換材料上的可交換離子與廢水溶液中相同電性的離子進行交換反應，從而除去水中有害離子的處理方法。離子交換法能夠有效應對大容量污水的重金屬處理工作，完成處理工作之后還可以對污水進行回收利用。除此之外，離子交換法能夠有效保護水體，以免造成二次污染。但離子交換反應周期較長，且涉及較大的成本支出，所以在推廣應用的過程中依然會面臨一定的局限性。

3.2.2 吸附法

吸附法的使用要求工作人員準備好一定量的吸附劑，進而針對存在污水中的重金屬進行吸附，當前我國應用最為廣泛的重金屬吸附劑包括硅藻土、浮石以及活性炭等。吸附法可以對溶液進行調節，使其變為堿性溶液，使重金屬離子轉化為金屬氫氧化物，進一步提高重金屬自身吸附性能和效果。

3.2.3 膜分離法

膜分離法（圖3）主要是基于外界壓力，使污水通過半透膜內部，在水分子透過膜的同時將重金屬攔截在膜外，這樣便可以達到污水凈化的效果。

圖3 膜分離法

3.3 生物法

化學法和物理化學法在應用的過程中存在一定的局限性，但生物法能夠有針對性地彌補上述兩種方法的不足。生物法能夠利用各種微生物或植物對重金屬元素進行積累、絮凝及吸收，最大限度消除城市污水中的各種重金屬元素，同時減少污水處理的成本投入。如今在我國的城市污水重金屬污染處理領域，生物法已經成為其中備受關注的熱點工藝之一，當前最常使用的方法包括以下兩種。

3.3.1 生物絮凝法

生物絮凝法（圖4）大多是通過對于微生物和其自身代謝物的應用，使污水中的重金屬能夠達到絮凝沉淀的效果，然后再針對其展開統一的處理工作。其中所使用的絮凝劑基本上都是微生物，相關調查研究表明，絕大部分的微生物本身都具有絮凝功能，其中應用價值最高的便是細菌和霉菌，它們在絮凝沉淀中的使用并不會涉及較大成本的投入，就可以起到明顯的作用，體現出較高的經濟效益[3]。

圖4 生物絮凝法

3.3.2 生物吸附法

生物吸附法是在相關化學作用的基礎上對重金屬離子進行生物吸附，能夠使重金屬離子從城市污水中分離出來，然后進行高效的去除工作。

4 結語

綜上所述，加大力度開展對城市污水中重金屬污染物的檢測工作能夠為后續對重金屬的高效處理提供依據，對重金屬的有效消除具有重要意義，可以在極大程度上推動我國城市污水處理工作的高質量完成。因此，相關技術人員應當注重對檢測方法和處理手段的合理應用，為提升重金屬污染物的處理成效奠定堅實的基礎。