重金屬在城市污水處理中的去除機(jī)理與工藝

王芳

摘要：重金屬具有極強(qiáng)的毒性和致癌性，城市污水處理廠中的重金屬已成為污水資源化利用的重要威脅，因此，去除城市污水中的重金屬是十分必要的。本文以研究重金屬在城市污水處理為研究點(diǎn)，介紹了當(dāng)前城市重金屬污水概況，提出從化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法三種方法上入手，對(duì)城市污水中的重金屬進(jìn)行去除，對(duì)于去除有害金屬，保證水資源使用安全具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：重金屬；城市污水；處理；去除機(jī)理；工藝

引言：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)越來越多。重金屬與其他污染物不同，城市污水中的重金屬具有加強(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)。從目前的情況來看，城市污水中的重金屬主要來源于城市工業(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，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.城市重金屬污水概況

近年來，我國(guó)對(duì)環(huán)境污染的治理力度不斷加大，有關(guān)環(huán)境污染的管理制度及法律規(guī)范不斷完善，并按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格實(shí)施。對(duì)于城市工業(yè)廢水和城市生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)做了嚴(yán)格的要求，同時(shí)在污水處理技術(shù)上也不斷采用更加有效的方法與工藝，使得我國(guó)在城市污水中的重金屬污染得到了一定的控制。雖然在整體治理上城市污水的重金屬含量已達(dá)到過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于一部分工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)較為落后的城市，其排放的污水中重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活帶來了極大的危害。根據(jù)相關(guān)資料顯示，當(dāng)前城市大量鍍鋅管道的使用導(dǎo)致我國(guó)大部分城市污水中zn的含量較高：cr和cu在城市污水中的含量與當(dāng)?shù)毓I(yè)類型有關(guān)，在不同的城市，其在污水中的含量差異較大；城市污水中的cd含量普遍很低，這主要是因?yàn)閏d對(duì)人體危害極大，國(guó)家對(duì)其有著更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前我國(guó)城市污水處理廠對(duì)重金屬的出去起到了一定的作用，但是不同污水處理廠在重金屬的去除機(jī)理與工藝上存在較大的差異，污水處理廠的重金屬去除率為14%-95%，對(duì)重金屬的去除差異較大，通常zn、cu的去除率較大，而對(duì)于Pb、cd的去除率都較低。

2.重金屬在城市污水處理中的去除機(jī)理與工藝

目前，我國(guó)對(duì)污水中重金屬處理方法主要有：化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法及生物化學(xué)處理法三大方法，通過采用這三大方法能夠有效去除污水中的重金屬。

2.1化學(xué)法。所謂化學(xué)法，就是利用相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)使污水中的重金屬離子形成一種不溶于水的重金屬化合物，并結(jié)合相應(yīng)的沉淀、分離、過濾等措施去除污水中的重金屬。常見的化學(xué)處理法有以下幾種：（1）鐵氧化法，該方法主要是在污水中計(jì)入一定量的鐵鹽，使污水中的各種重金屬離子與其發(fā)生氧化反應(yīng)形成不溶于水的鐵氧體粒子，經(jīng)沉淀處理便可把污水中的重金屬離子去除掉。鐵氧化法不僅能夠去除多種重金屬離子，而且不會(huì)對(duì)處理的水體造成二次污染，其處理方法簡(jiǎn)單，該方法最大的缺點(diǎn)就是速度慢，所需的處理時(shí)間較長(zhǎng)。（2）中和沉淀法，該方法主要是通過在污水中加入堿中和劑，中和劑可以重金屬離子發(fā)生反應(yīng)生成低溶解度的碳酸鹽或氫化物等，再經(jīng)過沉淀處理便可以使污水中的重金屬離子得到去除。中和沉淀法雖操作簡(jiǎn)單，但是其沉淀處理時(shí)沉渣量較大、含水率高，且該方法會(huì)對(duì)水體造成較為嚴(yán)重的二次污染。（3）鋇鹽沉淀法，該方法主要是針對(duì)污水中的cr離子，在污水中加入鋇鹽，可使其與cr離子發(fā)生反應(yīng)生成可沉淀物鉻酸鋇。目前常用的鋇鹽主要有Baco。和BacI兩種，這兩種鋇鹽各有優(yōu)缺點(diǎn)，若采用Bacl鋇鹽，反應(yīng)速度快，但是處理后的水中C1離子含量較高，不利于回收，而采用Baco；鋇鹽，其反應(yīng)速度較慢，但是其處理可進(jìn)行回收利用。

2.2物理化學(xué)法。在污水重金屬污染的處理中，常用的物理化學(xué)法主要有以下幾種：（1）離子交換法，該方法是通過無污染的離子與污水中重金屬離子交換反應(yīng)，以達(dá)到去除重金屬的目的。離子的交換反應(yīng)需要在液相電解質(zhì)和固相離子交換劑間進(jìn)行。使用該方法可對(duì)大容量污水進(jìn)行處理，還可以對(duì)反應(yīng)后的重金屬進(jìn)行回收利用，同時(shí)，該方法不會(huì)對(duì)水體造成二次污染，但是離子交換反應(yīng)的周期比較長(zhǎng)，所需的費(fèi)用也較高。（2）吸附法，吸附法是利用具有一定活性表面的吸附劑對(duì)污水中的重金屬離子，目前常用的重金屬吸附劑有活性炭以及浮石、蛇紋石、硅藻土等新興吸附劑。對(duì)于吸附法，可溶液調(diào)解為堿性，由此可使重金屬離子形成溶解度低的金屬氫氧化物，從而提高重金屬的吸附性能。（3）膜分離法，該方法利用一定的外界壓力，使污水通過特殊的半透膜，將重金屬離子等污染物截留而使水分子透過，以達(dá)到凈化污水的目的。

2.3生物化學(xué)法。生物化學(xué)法主要是針對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)法和物理化學(xué)法存在的一些問題，通過植物或微生物的吸收、絮凝、積累等作用，以更加高效、更低的成本去除污水中的重金屬。近年來，由于生物化學(xué)法具有材料豐富、成本低、效果良好等優(yōu)點(diǎn)，在污水重金屬污染去除工藝中備受關(guān)注。目前常用的生物化學(xué)法有：（1）生物絮凝法，該方法主要是利用微生物以及其代謝物對(duì)污水中的重金屬進(jìn)行絮凝沉淀的處理方法。除污所需的絮凝劑是由就是微生物自身或其代謝的產(chǎn)物，且經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)微生物都具有一定的絮凝功能，其中霉菌、酵母菌、放線菌、細(xì)菌等都是當(dāng)前絮凝效果較好的微生物，僅需較少的成本就可以獲得大量的微生物。（2）生物吸附法，該方法主要是借助一定的化學(xué)作用利用生物吸附重金屬離子，以此除去污水中的重金屬離子。

3.結(jié)論與展望

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>