關(guān)于污水處理廠的污泥重金屬污染和特征分析

劉嫦玲

摘要：污水處理廠是一類重要的水處理工廠，對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全具有十分重要的作用，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展不可缺少的一個環(huán)節(jié)。污水處理廠可以對各類污水進(jìn)行處理，在處理污水的過程中會產(chǎn)生污泥重金屬，其對環(huán)境具有很強(qiáng)的污染作用。在污水處理廠中，需對這些污泥重金屬進(jìn)行優(yōu)化處理，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本文對我國污水處理現(xiàn)狀做了簡單介紹，分析了污泥重金屬污染的檢驗方法，探討了其基本特征。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥重金屬；檢驗方法；基本特征

污水的來源主要有兩個，一是生活用水，二是工業(yè)廢水。這兩個方面的污水富含各類重金屬元素，如果不經(jīng)處理就直接排放到江河或是土地中，就會導(dǎo)致水體污染或大地污染，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。

一、污水處理現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，到2010年，我國一共有2881座污水處理廠，日均污水處理能力達(dá)到了1.23x108噸，城市污水的處理率達(dá)到了73%。從這些數(shù)據(jù)不難看出，我國城市污水處理的能力已經(jīng)達(dá)到了一定水平，并且仍在穩(wěn)步上升中。隨著污水處理的時間慢慢累積，污泥的量逐漸增大，對污水處理工作形成了不小的影響，許多污水處理廠都面臨著污泥處理的任務(wù)和壓力。

根據(jù)當(dāng)前的實際情況而言，污泥的處理手段主要有焚燒、投海、填埋以及土地利用等。發(fā)達(dá)國家的污泥處理主要以土地利用為主，達(dá)到了45%，其次是填埋占到了38%。而我國污泥處理主要以填埋為主，占到了62%，土地利用以及外運(yùn)等手段只占到10%左右。填埋的處置方式不僅無法解決根本問題，還需投入較高的運(yùn)輸成本、管理成本以及土地成本，與可持續(xù)發(fā)展的思想不符。因此，需要相關(guān)思想的指導(dǎo)下，加強(qiáng)土地利用的手段處理污泥，使其能夠以更科學(xué)更經(jīng)濟(jì)的方式得到處理，減小對環(huán)境形成的污染。

二、污泥重金屬檢驗方法

在污水處理廠中，污泥中包含的主要離子有鉛、汞、銅、鋅、砷、鉻、鎳等。在進(jìn)行污泥重金屬處理的過程中，有必要對污泥成分進(jìn)行檢驗，以便確定適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?。通常情況下，檢驗方法可以具體分為以下幾個步驟。

（一）準(zhǔn)備儀器和試劑

儀器和試劑是進(jìn)行污泥重金屬檢驗的重要道具，儀器一般需要質(zhì)譜儀、微波消解儀、消解罐、天平、漏斗、濾紙以及容器等檢驗儀器。試劑一般需要濃硝酸和去離子水。

（二）進(jìn)行污泥采樣和預(yù)處理

采樣和預(yù)處理是進(jìn)行檢驗的關(guān)鍵步驟，根據(jù)檢驗?zāi)康亩?，如果是對區(qū)域乃至全國的污泥重金屬污染進(jìn)行調(diào)查，那么就需選擇具有代表性和區(qū)域覆蓋性的污水處理廠進(jìn)行污泥取樣。在確定取樣地點之后，還需在多點取樣的原則下對污水處理工藝的多個環(huán)節(jié)進(jìn)行分別取樣。在取樣完成后，需要利用聚乙烯袋進(jìn)行封裝。等污泥自然風(fēng)干后碾細(xì)，準(zhǔn)備進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理一般可以在消解罐中進(jìn)行，將污泥樣本和濃硝酸按照一定比例混入消解罐，然后在一定溫度條件下進(jìn)行消解程序。等到消解程序結(jié)束后，取出消解罐自然冷卻，對其進(jìn)行過濾，濾出溶液就可以用于實驗分析。

（三）測定重金屬含量

測定重金屬含量是進(jìn)行污泥重金屬檢驗的核心步驟。在樣本經(jīng)過預(yù)處理之后，使用質(zhì)譜儀對其進(jìn)行質(zhì)譜檢測，以確定其中的重金屬粒子含量。通常情況下，利用質(zhì)譜儀進(jìn)行含量測定時。精準(zhǔn)度誤差不得超過2%，待測樣本的回收率需保證在95%以上。對各組污泥樣本進(jìn)行重復(fù)實驗，將相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分類記錄，以便進(jìn)行后續(xù)分析工作。

三、污泥重金屬的特征

（一）分布特征

根據(jù)污泥重金屬檢驗的結(jié)果來看，其分布特征主要表現(xiàn)在三個方面；

第一，根據(jù)實際的測定數(shù)據(jù)可以得知，各種重金屬粒子的含量在污泥中存在較大區(qū)別，彼此之間并無明確關(guān)聯(lián)。通常情況下，銅和鉻的含量最高，遠(yuǎn)高于其他重金屬離子；鉛、鎘等離子的含量呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。按照取樣順序，鉛、鎘等重金屬離子會表現(xiàn)出遞增會遞減的趨勢，但是銅、鉻等離子含量則比較隨機(jī)，沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。重金屬離子表現(xiàn)出的含量特征，與污水處理工藝流程不無關(guān)系。在污水處理過程中，如果對某些離子的處理工藝到位，那么該離子在處理工藝流程中就會逐步減少，進(jìn)而表現(xiàn)出遞減的趨勢；而某些離子在污水處理中形態(tài)存在變化，時而處于溶液狀態(tài)，時而處于污泥狀態(tài)，這就導(dǎo)致污泥檢驗無法準(zhǔn)確判斷出該類離子的真實含量，往往小于真實含量。

第二，在不同的污水處理廠中，同一重金屬離子的含量存在很大差異。同一重金屬離子在不同污水處理廠中的含量不同，這主要是由污水來源不同引起的。污水分為生活廢水和工業(yè)廢水，生活廢水的成分大致相當(dāng)，但是工業(yè)廢水由于具體生產(chǎn)內(nèi)容和工藝存在較大差別，這就導(dǎo)致同一重金屬離子含量存在顯著差異。如：某些污水出廠的污泥中鉻含量能夠達(dá)到200毫克每千克，而某些污水處理廠的污泥中鉻含量能低至幾毫克。

第三，不同的污水處理廠污泥中各重金屬離子的總和存在較大差別。某些污水處理廠的污泥中重金屬離子的總含量能夠達(dá)到幾百毫克，而某些污水處理廠的污泥重金屬總含量不過幾十毫克。這之間的顯著差異，主要由兩個方面因素引起。一是污水來源存在差異；二是污水處理工藝存在差距。

（二）污泥處置

污泥處置是污水處理廠的一項重要工作，根據(jù)污泥重金屬的檢驗結(jié)果以及表現(xiàn)出的實際特征，就可以據(jù)此確定對應(yīng)的污泥處置方案。土地利用是進(jìn)行污泥處置的最好方式，能夠最大程度降低污染。比如，對于鉛、鎘等離子含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的污泥，就可以用于園林綠化、土地改良等。重金屬離子含量是限制污泥進(jìn)行土地利用的一個標(biāo)準(zhǔn)，但不是決定性因素，可以通過提高污水處理工藝，減少污泥中的重金屬離子，使其符合土地利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而優(yōu)化提升污泥處置工作。

四、結(jié)語

污泥重金屬是污水處理廠所面臨的重大問題，由于存在各方面的因素，導(dǎo)致污泥重金屬污染沒有明確的可循規(guī)律。因此，需要結(jié)合實際情況對污泥重金屬進(jìn)行檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果分析其重金屬離子分布特征以及來源，進(jìn)而制定合理的處理方案。

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