城市污水中重金属的处理方法研究

2017-09-10姚普静谭蕾蕾

环球市场 2017年25期

关键词：城市污水金属元素污泥

姚普静谭蕾蕾李明

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

城市污水中重金属的处理方法研究

姚普静谭蕾蕾李明

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

工业的发展和进步给人们带来了丰厚的经济价值，但是随着工业化的排放也造成了严重的环境污染，特别是重金属污水的排放已经严重的危害到了人们的生命健康。工业排放的污水中重金属不经过处理直接排放，会对环境造成巨大的侵害。针对日益严重的重金属污水处理问题，本文以重金属污染水体的环境保护处理技术为题目进行深入的研究，首先对重金属污水的成分和现状进行了有效说明，然后对重金属污水的处理方法做了详细的研究。

城市污水；重金属；处理方法

前言

随着我国现代工业化和城市化建设的不断推进，城市的生产生活用水需求量越来越大。同时，城市的工业废水和生活污水的排放量也越来越大，很多重金属及其他有害污染物也随着污水的排放进入水环境中，导致城市污水中的重金属等有害物质越来越多。重金属与其他污染物不同，城市污水中的重金属具有极强的隐蔽性，同时还具有长期性、不可逆转性、生物积累性等特点。从目前的情况来看，城市污水中的重金属主要来源于城市工业区的化工厂、有色金属加工厂等，同时人们日常使用的颜料、油漆、烟草及特殊医药等都含有重金属，因而在城市污水中常含有一定量的重金属，随着污水的大量排放，对当地的地下水造成严重的污染，同时也将对人体健康造成极大的危害。因此，对城市污水中的重金属进行处理是非常有必要的，本文就针对当前城市重金属污水概况进行简单介绍，并对重金属在城市污水处理中的去除机理与工艺进行了简单的探讨。

1 重金属水体污染分析

Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Hg、Ge、Co、Zn等元素都会对水体造成严重的重金属污染。在通常的状态下，及其微量的金属元素是不会对水体产生污染，但是这些金属元素一旦超过一定的标准时，就会对水体产生一定污染危害。在自然界下的水质当中本身会含有一定的金属元素，但是这些金属元素含量及其微小不会对水质产生影响，因此，在自然状态下水质中的重金属元素不会对水质和水中的动植物产生影响。但是由于人为因素向水中排放大量的重金属元素，除非使用相对应的处理方法，否则很难在自然状态下进行沉淀和过滤。按照排放量进行排名，主要的工业排放企业包括：矿产资源企业、金属熔炼企业、化工企业、造纸相关行业、制革产业、染烫行业等等，在这些工业领域中排放大量的污水同时带有Ni，Pb，Cd，Cr，Hg等重金属元素。重金属超标的污水中是含有一定的毒性，不仅仅会对水质中的生物产生影响，重金属污水还会通过地下水污染地层水源，水源被植物吸收后会在植物体内进行沉积，人类或者是动物吃了吸收了重金属污水的植物后会对身体产生一定的毒副作用。

2 城市污泥重金属特征

2.1 城市污泥重金属特征

根据从2010年-2015年关于城市污水厂污泥重金属含量的文献及资料调研发现，污泥中重金属主要为铜、锌、镍、总铬、镉、铅、汞和砷8种重金属，这些重金属含量都高于当地土壤背景值，其中铜、锌和镉超背景值100～200倍，是污泥中主要的污染元素。

2.2 城市污泥重金属处理技术概况

目前对于污泥中重金属的控制技术主要包括物理法、生物法、化学法、电动修复、固定化、稳定化等方法，这些方法各有优缺点。如，化学法由于要对污泥进行酸化，且处理过后的酸性溶液需要中和，增加了试剂和设备成本；电动修复电能消耗大，每次处理的污泥量有限，一般情况下会与其它的处理技术联用，应用受到限制；生物法处理时间长，工艺稳定性差。

重金属稳定剂主要有无机稳定剂和有机稳定剂两种。现无机稳定剂的应用较为常见，但其存在状态不够稳定，在稳定化开展过程中易受环境变化从而使重金属重新进入地表水或地下水。

3 重金属污水处理技术

对含有重金属污水的处理和净化方法已成为社会舆论和环境研究的重点之一，根据目前的技术对重金属污水处理方法主要包括有物理方法、化学方法、生物方法等。

3.1 物理方法

吸附法是最常见的物理方法，利用一些具有多孔性物质作为吸附剂投放到重金属污水中去吸附水中重金属阴阳离子。活性炭是目前使用最早，并且运用最为广泛的吸附物质，活性炭表面积大、吸附能力强，但是使用成本较为昂贵，并且难以脱附，由于成本的原因限制了活性炭在重金属污水处理中的发展。

所以，寻找一种吸附能力强并且价格低廉的吸附材料是当今研究热点话题。除了活性炭以外，还经常使用矿物质材料、工业废料以及农业废弃物等作为廉价的吸附材料。沸石是最早的重金属污水吸附材料，沸石的骨架结构比较复杂，有很大的接触面积，具有很强的吸附性。

3.2 生物方法

微生物絮凝法是最常见的生物净化污水的方法，微生物絮凝法利用微生物或细菌生物进行新陈代谢产生一定的絮状物，通过这些絮状物进行絮凝沉淀去除重金属的方法。微生物絮凝法对重金属污水的处理效果好，并且使用安全、方便、无毒，不会对水质产生二次污染，微生物新陈代谢的絮状物还是水中植物的废料，并且沉积的重金属元素可以很方便的进行分离，对重金属污水处理的微生物培育方面生长环境要求低，比较适合大量的工业重金属污水过滤所使用的。

3.3 化学方法

化学沉淀法是根据重金属能够与某些化合物进行反应，生成不溶于水的重金属化合物。这些不溶于水的化合物会在反应区进行沉淀。

化学沉淀法所利用的原理都是根据重金属的化学性质所决定的，重金属污水在经过一系列的化学反应区后，让污水中的重金属离子由原来的游离状态变成金属化合物沉淀下来，在通过进一步的化学反应进行分离。目前为止最常使用的化学沉淀法主要分为：凝聚沉淀技术、酸碱沉淀技术、三氧化二铁沉淀技术、矿化物沉淀技术以及反应盐沉淀技术等等。