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(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)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(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司

工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步給人們帶來(lái)了豐厚的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是隨著工業(yè)化的排放也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，特別是重金屬污水的排放已經(jīng)嚴(yán)重的危害到了人們的生命健康。工業(yè)排放的污水中重金屬不經(jīng)過(guò)處理直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的侵害。針對(duì)日益嚴(yán)重的重金屬污水處理問(wèn)題，本文以重金屬污染水體的環(huán)境保護(hù)處理技術(shù)為題目進(jìn)行深入的研究，首先對(duì)重金屬污水的成分和現(xiàn)狀進(jìn)行了有效說(shuō)明，然后對(duì)重金屬污水的處理方法做了詳細(xì)的研究。

城市污水；重金屬；處理方法

前言

隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)化和城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市的生產(chǎn)生活用水需求量越來(lái)越大。同時(shí)，城市的工業(yè)廢水和生活污水的排放量也越來(lái)越大，很多重金屬及其他有害污染物也隨著污水的排放進(jìn)入水環(huán)境中，導(dǎo)致城市污水中的重金屬等有害物質(zhì)越來(lái)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(qiáng)的隱蔽性，同時(shí)還具有長(zhǎng)期性、不可逆轉(zhuǎn)性、生物積累性等特點(diǎn)。從目前的情況來(lái)看，城市污水中的重金屬主要來(lái)源于城市工業(yè)區(qū)的化工廠、有色金屬加工廠等，同時(shí)人們?nèi)粘Ｊ褂玫念伭?、油漆、煙草及特殊醫(yī)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(duì)當(dāng)?shù)氐牡叵滤斐蓢?yán)重的污染，同時(shí)也將對(duì)人體健康造成極大的危害。因此，對(duì)城市污水中的重金屬進(jìn)行處理是非常有必要的，本文就針對(duì)當(dāng)前城市重金屬污水概況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)重金屬在城市污水處理中的去除機(jī)理與工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)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(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重的重金屬污染。在通常的狀態(tài)下，及其微量的金屬元素是不會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生污染，但是這些金屬元素一旦超過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生一定污染危害。在自然界下的水質(zhì)當(dāng)中本身會(huì)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(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響，因此，在自然狀態(tài)下水質(zhì)中的重金屬元素不會(huì)對(duì)水質(zhì)和水中的動(dòng)植物產(chǎn)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(duì)應(yīng)的處理方法，否則很難在自然狀態(tài)下進(jìn)行沉淀和過(guò)濾。按照排放量進(jìn)行排名，主要的工業(yè)排放企業(yè)包括：礦產(chǎn)資源企業(yè)、金屬熔煉企業(yè)、化工企業(yè)、造紙相關(guān)行業(yè)、制革產(chǎn)業(yè)、染燙行業(yè)等等，在這些工業(yè)領(lǐng)域中排放大量的污水同時(shí)帶有Ni，Pb，Cd，Cr，Hg等重金屬元素。重金屬超標(biāo)的污水中是含有一定的毒性，不僅僅會(huì)對(duì)水質(zhì)中的生物產(chǎn)生影響，重金屬污水還會(huì)通過(guò)地下水污染地層水源，水源被植物吸收后會(huì)在植物體內(nèi)進(jìn)行沉積，人類或者是動(dòng)物吃了吸收了重金屬污水的植物后會(huì)對(duì)身體產(chǎn)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(jù)從2010年-2015年關(guān)于城市污水廠污泥重金屬含量的文獻(xiàn)及資料調(diào)研發(fā)現(xiàn)，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(dāng)?shù)赝寥辣尘爸担渲秀~、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(shù)概況

目前對(duì)于污泥中重金屬的控制技術(shù)主要包括物理法、生物法、化學(xué)法、電動(dòng)修復(fù)、固定化、穩(wěn)定化等方法，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。如，化學(xué)法由于要對(duì)污泥進(jìn)行酸化，且處理過(guò)后的酸性溶液需要中和，增加了試劑和設(shè)備成本；電動(dòng)修復(fù)電能消耗大，每次處理的污泥量有限，一般情況下會(huì)與其它的處理技術(shù)聯(lián)用，應(yīng)用受到限制；生物法處理時(shí)間長(zhǎng)，工藝穩(wěn)定性差。

重金屬穩(wěn)定劑主要有無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑和有機(jī)穩(wěn)定劑兩種。現(xiàn)無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑的應(yīng)用較為常見(jiàn)，但其存在狀態(tài)不夠穩(wěn)定，在穩(wěn)定化開(kāi)展過(guò)程中易受環(huán)境變化從而使重金屬重新進(jìn)入地表水或地下水。

3 重金屬污水處理技術(shù)

對(duì)含有重金屬污水的處理和凈化方法已成為社會(huì)輿論和環(huán)境研究的重點(diǎn)之一，根據(jù)目前的技術(shù)對(duì)重金屬污水處理方法主要包括有物理方法、化學(xué)方法、生物方法等。

3.1 物理方法

吸附法是最常見(jiàn)的物理方法，利用一些具有多孔性物質(zhì)作為吸附劑投放到重金屬污水中去吸附水中重金屬陰陽(yáng)離子?；钚蕴渴悄壳笆褂米钤?，并且運(yùn)用最為廣泛的吸附物質(zhì)，活性炭表面積大、吸附能力強(qiáng)，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(fā)展。

所以，尋找一種吸附能力強(qiáng)并且價(jià)格低廉的吸附材料是當(dāng)今研究熱點(diǎn)話題。除了活性炭以外，還經(jīng)常使用礦物質(zhì)材料、工業(yè)廢料以及農(nóng)業(yè)廢棄物等作為廉價(jià)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(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有很大的接觸面積，具有很強(qiáng)的吸附性。

3.2 生物方法

微生物絮凝法是最常見(jiàn)的生物凈化污水的方法，微生物絮凝法利用微生物或細(xì)菌生物進(jìn)行新陳代謝產(chǎn)生一定的絮狀物，通過(guò)這些絮狀物進(jìn)行絮凝沉淀去除重金屬的方法。微生物絮凝法對(duì)重金屬污水的處理效果好，并且使用安全、方便、無(wú)毒，不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)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(jìn)行分離，對(duì)重金屬污水處理的微生物培育方面生長(zhǎng)環(huán)境要求低，比較適合大量的工業(yè)重金屬污水過(guò)濾所使用的。

3.3 化學(xué)方法

化學(xué)沉淀法是根據(jù)重金屬能夠與某些化合物進(jìn)行反應(yīng)，生成不溶于水的重金屬化合物。這些不溶于水的化合物會(huì)在反應(yīng)區(qū)進(jìn)行沉淀。

化學(xué)沉淀法所利用的原理都是根據(jù)重金屬的化學(xué)性質(zhì)所決定的，重金屬污水在經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)區(qū)后，讓污水中的重金屬離子由原來(lái)的游離狀態(tài)變成金屬化合物沉淀下來(lái)，在通過(guò)進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分離。目前為止最常使用的化學(xué)沉淀法主要分為：凝聚沉淀技術(shù)、酸堿沉淀技術(shù)、三氧化二鐵沉淀技術(shù)、礦化物沉淀技術(shù)以及反應(yīng)鹽沉淀技術(shù)等等。

結(jié)語(yǔ)

隨著城市化的不斷推進(jìn)，不同城市的重金屬污染情況也各不相同，因此，我們應(yīng)根據(jù)實(shí)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(guó)生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物污水處理的機(jī)理與工藝具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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