城市污水中重金屬處理方法研究進(jìn)展

程利

[摘 要] 生態(tài)環(huán)境和人們的生活息息相關(guān)，城市污水對(duì)環(huán)境的破壞直接影響人們的身心健康，對(duì)人們賴以生存的環(huán)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(yè)化飛速發(fā)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(huán)境，不對(duì)人們的身體健康造成危害，是每個(gè)化學(xué)工作者和環(huán)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(duì)人們身體造成的危害，并提出了一些適應(yīng)于當(dāng)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的重金屬處理方法，旨在為治理環(huán)境提供一些參考。

[關(guān) 鍵 詞] 城市污水；重金屬處理方法；生態(tài)環(huán)境

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

十九大開幕式中提出了“加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國(guó)的要求”，這就使環(huán)境問題上升到更高的高度。隨著我國(guó)科學(xué)化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)的城市都在加快發(fā)展速度，這就使城市污水日益增多，城市污水的重金屬超標(biāo)問題日益加重，環(huán)境日益惡化，直接影響到城鎮(zhèn)居民的健康水平，這和我國(guó)生態(tài)化發(fā)展的建設(shè)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(qū)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(shù)重金屬對(duì)人體是有害的，一旦人體的重金屬含量超標(biāo)，就會(huì)對(duì)人體的各項(xiàng)機(jī)能帶來嚴(yán)重的損壞，對(duì)人體帶來不可逆的傷害。

（二）我國(guó)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(yè)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(duì)環(huán)境的破壞也日益加重。這些污水的排放，讓我們的環(huán)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(yè)廢水是城市污水的主要來源，一些化工廠、鋼鐵加工企業(yè)通過煤等化學(xué)物質(zhì)的燃燒，產(chǎn)生了汞、鎳等重金屬物質(zhì)，排放到大氣中，再通過降水形成工業(yè)廢水，由于我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，這些工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，如果不治理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的、不可逆的破壞。隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)廢水量也在不斷增多，這些工業(yè)廢水排放到環(huán)境中，造成的環(huán)境破壞是不可逆的，一些優(yōu)美的環(huán)境正在日益減少，就是因?yàn)楣I(yè)廢水的日益增多，因此，必須對(duì)工業(yè)廢水及時(shí)進(jìn)行治理。

3.徑流廢水是指雨、雪等自然降水對(duì)建筑垃圾、城市垃圾以及工業(yè)垃圾的沖刷而形成的廢水，隨著我國(guó)建設(shè)的不斷加快，使徑流廢水也成為城市污水的一個(gè)巨大源頭，由于建筑垃圾、工業(yè)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(duì)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(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞，而且會(huì)對(duì)水生植物、土壤、水生動(dòng)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(duì)人體的危害

城市污水由于含有鉛、鎘、鎳、汞等重金屬物質(zhì)，使生物體內(nèi)的重金屬含量不斷富集，城市污水一般通過兩種情況對(duì)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(jìn)入人體內(nèi)，對(duì)人體的各項(xiàng)機(jī)能造成傷害，另外一種情況是城市污水對(duì)土壤造成了危害，使土壤中的重金屬含量不斷富集，造成農(nóng)作物的重金屬含量超標(biāo)，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(dòng)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(huì)使人體的重金屬含量在體內(nèi)富集，達(dá)到一定程度后輕則會(huì)產(chǎn)生頭暈、惡心，重則會(huì)對(duì)人體的各項(xiàng)機(jī)能造成不可逆的破壞，而且會(huì)影響到下一代的健康成長(zhǎng)，可以說城市污水對(duì)人體的危害是非常大的[1]。

（二）城市污水對(duì)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(huì)對(duì)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(yán)重的污染。

（三）城市污水對(duì)水生動(dòng)物的危害

城市污水對(duì)水生動(dòng)物的危害也是非常大的，水是水生動(dòng)物賴以生存的環(huán)境，如果水被污染了，水生動(dòng)物體內(nèi)的重金屬會(huì)不斷富集，造成水生動(dòng)物死亡，而且一旦水生動(dòng)物被人攝食，就會(huì)間接對(duì)人體造成危害。

（四）城市污水對(duì)土壤的危害

城市污水對(duì)土壤的危害不言而喻，城市污水排放到土壤中，會(huì)造成土壤板結(jié)，而且會(huì)造成土壤中的重金屬富集，產(chǎn)生的農(nóng)作物重金屬含量超標(biāo)，這也是我國(guó)的農(nóng)作物突破不了出口瓶頸的一個(gè)重要原因，由于重金屬超標(biāo)，這些農(nóng)作物一直被歐美發(fā)達(dá)國(guó)家拒之門外，中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，這樣會(huì)使中國(guó)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重影響，退一步來說，城市污水污染過的土壤種出的農(nóng)作物，也在嚴(yán)重?fù)p壞國(guó)人的身體健康[2]。

三、城市污水中重金屬處理的對(duì)策

（一）處理重金屬超標(biāo)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(chǎn)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(chǎn)過程中，逐步對(duì)重金屬生產(chǎn)過程的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，盡量采用損耗少的生產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)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(chǎn)過程中的流失。這樣，就可以使工業(yè)廢水中的重金屬含量進(jìn)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(fā)源地進(jìn)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(huì)導(dǎo)致處理污水的過程更加復(fù)雜。特別是避免使用含有重金屬的污水、污泥用于農(nóng)業(yè)灌溉，這樣會(huì)造成土壤中的重金屬含量富集，造成農(nóng)作物的重金屬含量富集，對(duì)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(duì)癥下藥，對(duì)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(shù)的重金屬離子都可以和氫氧根結(jié)合，繼而產(chǎn)生沉淀物質(zhì)的特性，這種方法應(yīng)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(gè)優(yōu)勢(shì)，就是可以使廢水中的重金屬離子和氰一并去除，達(dá)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(luò)合物作為電解質(zhì)，在電解的作用下，重金屬絡(luò)合物被分解為重金屬氫氧化物，在電解的同時(shí)，鐵或者鋁在電解的作用下，運(yùn)動(dòng)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(duì)電解生成的重金屬氫氧化物進(jìn)行沉淀，從而對(duì)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(fā)生絡(luò)合反應(yīng)和螯合反應(yīng)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(fā)生螯合反應(yīng)和絡(luò)合反應(yīng)，再通過浮選分離，將重金屬中的重金屬離子進(jìn)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?yàn)榛钚晕勰喾ǖ某杀镜土^其他污水處理方法耗費(fèi)資金量少，而且產(chǎn)生的二次污染較少。雖然有不同的聲音爭(zhēng)議，重金屬?gòu)U水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)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(shí)驗(yàn)及嘗試和研究工作，活性污泥憑借其經(jīng)濟(jì)有效的方法，已經(jīng)逐漸成為污水處理的主流處理方法，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者爭(zhēng)先將重金屬的活性污泥法作為研究對(duì)象，Sulaymon等人這些年對(duì)鉛、汞等重金屬離子在活性污泥上的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，通過研究發(fā)現(xiàn)，活性污泥是一種環(huán)保有效的生物吸附劑，可以對(duì)高含量重金屬的污水進(jìn)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(duì)污水中的二價(jià)銅離子進(jìn)行吸附，在優(yōu)化的條件下，二價(jià)銅離子的去除率可以達(dá)到85%以上。Atkinson等人研究的是利用剩余的活性污泥對(duì)電鍍廢水進(jìn)行處理，研究表明二價(jià)鋅離子的去除率竟然可以高達(dá)96%。綜上說述，利用微生物對(duì)污水中的重金屬進(jìn)行吸附處理，這種技術(shù)是一種比較新穎的技術(shù)，而且成本較其他污水處理方法要低廉得多，在對(duì)低濃度的重金屬污水進(jìn)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(nóng)用時(shí)，還是有一定的重金屬污染的危險(xiǎn)，而且大量的污泥重新排放到環(huán)境中，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的負(fù)擔(dān)，因此，這種方法雖然成本比較低廉，但對(duì)處理完畢的污泥的回收利用，仍然是一個(gè)需要解決的難題，有待后人繼續(xù)進(jìn)行研究。

5.復(fù)合處理技術(shù)

由于多種污水處理方法都存在一定的弊端，因此，目前復(fù)合處理技術(shù)已經(jīng)成為污水處理中的一個(gè)新的發(fā)展亮點(diǎn)，已經(jīng)有人對(duì)復(fù)合技術(shù)進(jìn)行了研究，并且初具研究成果，周午陽對(duì)Fenton/絮凝耦合同步處理污水中的重金屬和有機(jī)化合物，認(rèn)為此種方法可以大大減少污水的處理環(huán)節(jié)，而且使污水處理的成本進(jìn)一步降低；朱藝等人采用生物淋慮聯(lián)合類Fenton反應(yīng)，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(dāng)其排放到環(huán)境中時(shí)，可以使環(huán)境的負(fù)擔(dān)變輕，避免二次污染發(fā)生，利用此法處理過的污泥，可以達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4284-84）的相關(guān)要求，因此，復(fù)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(duì)環(huán)境的破壞巨大，給土壤、農(nóng)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(duì)污水進(jìn)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(duì)污水進(jìn)行處理，而且在考慮到污水處理后的污泥排放對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，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(huán)境中，否則會(huì)對(duì)我們的環(huán)境造成更重的負(fù)擔(dān)，工業(yè)生產(chǎn)單位也必須采用適宜的方法進(jìn)行生產(chǎn)，這樣才能夠讓污水的量達(dá)到最低，綜合治理，以達(dá)到城市污水處理的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]于曉莉，劉強(qiáng).水體重金屬污染及其對(duì)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(xiàn)狀及治理技術(shù)[J].能源與節(jié)能，2012，77（2）：49-50.

[3]王軻.AAO工藝在污水處理廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].大陸橋視野，2016（2）：61-62.