城市污水中重金属处理方法研究进展

[摘 要] 生态环境和人们的生活息息相关，城市污水对环境的破坏直接影响人们的身心健康，对人们赖以生存的环境也带来了巨大的破坏。因此，城市污水的重金属处理也就显得尤为重要，如何在工业化飞速发展的今天使城市污水的重金属能够得到妥善处理，使其能够不威胁到人们赖以生存的环境，不对人们的身体健康造成危害，是每个化学工作者和环境工作者迫切需要解决的问题。从城市污水的重金属概述入手，介绍了重金属对人们身体造成的危害，并提出了一些适应于当代社会工业化进程的重金属处理方法，旨在为治理环境提供一些参考。

[关 键 词] 城市污水；重金属处理方法；生态环境

[中图分类号] S273.5 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）32-0280-02

十九大开幕式中提出了“加快生态文明体制改革，建设美丽中国的要求”，这就使环境问题上升到更高的高度。随着我国科学化进程的不断加快，我国的城市都在加快发展速度，这就使城市污水日益增多，城市污水的重金属超标问题日益加重，环境日益恶化，直接影响到城镇居民的健康水平，这和我国生态化发展的建设方针是背道而驰的。

一、城市污水概况

（一）什么叫重金属

重金属和轻金属的概念是从密度来区分的，一般指密度大于4或5的金属。重金属一共有45种，我们生活中常见的有铜、锌、铅、铁、镍、镉、汞等，大多数重金属对人体是有害的，一旦人体的重金属含量超标，就会对人体的各项机能带来严重的损坏，对人体带来不可逆的伤害。

（二）我国城市污水的主要来源

城市污水按来源可分为生活污水、工业废水和径流废水。

1.生活污水是指居民生活排放的废水，这些废水通过下水管道排放，随着人口的不断剧增，城市污水对环境的破坏也日益加重。这些污水的排放，让我们的环境苦不堪言，水源、土壤、森林都受到了不同程度的破坏。

2.工业废水是城市污水的主要来源，一些化工厂、钢铁加工企业通过煤等化学物质的燃烧，产生了汞、镍等重金属物质，排放到大气中，再通过降水形成工业废水，由于我国工业化进程的不断加快，这些工业废水对环境的污染日趋严重，如果不治理，就会对环境造成巨大的、不可逆的破坏。随着我国现代化进程的不断加快，工业废水量也在不断增多，这些工业废水排放到环境中，造成的环境破坏是不可逆的，一些优美的环境正在日益减少，就是因为工业废水的日益增多，因此，必须对工业废水及时进行治理。

3.径流废水是指雨、雪等自然降水对建筑垃圾、城市垃圾以及工业垃圾的冲刷而形成的废水，随着我国建设的不断加快，使径流废水也成为城市污水的一个巨大源头，由于建筑垃圾、工业垃圾不断增多，而且人口的不断增多造成城市垃圾不断增多，使径流废水的队伍不断壮大，这些径流废水如果直接排放到河流、湖泊中，就会对环境造成巨大的破坏，而且会对水生植物、土壤、水生动物造成巨大破坏，直接或者间接地影响到人们的身体健康。

二、城市污水重金属的危害

（一）城市污水对人体的危害

城市污水由于含有铅、镉、镍、汞等重金属物质，使生物体内的重金属含量不断富集，城市污水一般通过两种情况对人体造成危害，一种是人直接饮用了受到重金属污染的水源，使重金属直接进入人体内，对人体的各项机能造成伤害，另外一种情况是城市污水对土壤造成了危害，使土壤中的重金属含量不断富集，造成农作物的重金属含量超标，或者是城市污水排放到河流湖泊中，使河流、湖泊中的水生动物遭到重金属污染，人站在食物链的顶端，一旦这些食物受到了污染，就会使人体的重金属含量在体内富集，达到一定程度后轻则会产生头晕、恶心，重则会对人体的各项机能造成不可逆的破坏，而且会影响到下一代的健康成长，可以说城市污水对人体的危害是非常大的[1]。

（二）城市污水对水生植物的危害

城市污水通过排放，传播到河流、湖泊、大海中，会对水生植物造成巨大的危害，使水生植物中的重金属不断富集，造成严重的污染。

（三）城市污水对水生动物的危害

城市污水对水生动物的危害也是非常大的，水是水生动物赖以生存的环境，如果水被污染了，水生动物体内的重金属会不断富集，造成水生动物死亡，而且一旦水生动物被人摄食，就会间接对人体造成危害。

（四）城市污水对土壤的危害

城市污水对土壤的危害不言而喻，城市污水排放到土壤中，会造成土壤板结，而且会造成土壤中的重金属富集，产生的农作物重金属含量超标，这也是我国的农作物突破不了出口瓶颈的一个重要原因，由于重金属超标，这些农作物一直被欧美发达国家拒之门外，中国是农业大国，这样会使中国的农业产量和品质受到严重影响，退一步来说，城市污水污染过的土壤种出的农作物，也在严重损坏国人的身体健康[2]。

三、城市污水中重金属处理的对策

（一）处理重金属超标问题的基本原则

1.从源头上使污水的重金属离子含量降低。从生产原料中，尽量考虑到重金属含量问题，尽量使用毒性小的重金属，避免使用毒性大的重金属。而且，在重金属生产过程中，逐步对重金属生产过程的生产设备和工艺流程进行优化，尽量采用损耗少的生产技术，在生产中能做到使重金属的损耗降到最低，使重金属的利用率提高，减少重金属在生产过程中的流失。这样，就可以使工业废水中的重金属含量进一步降低。能够使污水中的重金属含量降到最低，而且待处理的污水量大大减少。

2.尽量采用就地处理的原则，即将污水在发源地进行就地处理，避免让重金属含量高的污水和其他污水混合，这样会导致处理污水的过程更加复杂。特别是避免使用含有重金属的污水、污泥用于农业灌溉，这样会造成土壤中的重金属含量富集，造成农作物的重金属含量富集，对人体间接造成危害。

3.必须在处理污水前，明確污水的来源和污水中的重金属含量，对症下药，对不同重金属含量的污水采用不同的污水处理方法。

（二）处理污水中重金属的常用方法

1.电解法：该方法的原理是用电解的方式，将其氰化，并且使其分解，这种处理方法利用的是大多数的重金属离子都可以和氢氧根结合，继而产生沉淀物质的特性，这种方法应用范围较窄，一般只适用于含有氰的重金属，但是这种方法有一个优势，就是可以使废水中的重金属离子和氰一并去除，达到一举两得的目的。

2.上浮法：这种方法一般适用于含有重金属氢氧化物和硫化物的城市污水。它的原理是通过电解，电解中利用重金属络合物作为电解质，在电解的作用下，重金属络合物被分解为重金属氢氧化物，在电解的同时，铁或者铝在电解的作用下，运动到阳极，在鼓气上浮的作用下，具有活性的氢氧化铁沉淀和氧化铝沉淀可以对电解生成的重金属氢氧化物进行沉淀，从而对污水中的重金属离子去除[3]。

3.离子浮选法：此方法的原理是利用污水中的重金属可以和黄原酸钠等表面活性剂发生络合反应和螯合反应的原理，通过在污水中投放明胶、十二烷基苯磺酸钠等一系列阴离子表面活性剂，使重金属发生螯合反应和络合反应，再通过浮选分离，将重金属中的重金属离子进行分离。

4.活性污泥法是目前非常受到推崇的一种处理方法，因为活性污泥法的成本低廉，较其他污水处理方法耗费资金量少，而且产生的二次污染较少。虽然有不同的声音争议，重金属废水中的有机营养物不高，而且高金属浓度的污水容易毒害活性污泥微生物，给重金属的处理带来阻碍，但是，目前通过几十年的实验及尝试和研究工作，活性污泥凭借其经济有效的方法，已经逐渐成为污水处理的主流处理方法，国内外的学者争先将重金属的活性污泥法作为研究对象，Sulaymon等人这些年对铅、汞等重金属离子在活性污泥上的竞争吸附作用，通过研究发现，活性污泥是一种环保有效的生物吸附剂，可以对高含量重金属的污水进行有效的处理，Zare等人研究的是用污泥作为生物吸附载体，对污水中的二价铜离子进行吸附，在优化的条件下，二价铜离子的去除率可以达到85%以上。Atkinson等人研究的是利用剩余的活性污泥对电镀废水进行处理，研究表明二价锌离子的去除率竟然可以高达96%。综上说述，利用微生物对污水中的重金属进行吸附处理，这种技术是一种比较新颖的技术，而且成本较其他污水处理方法要低廉得多，在对低浓度的重金属污水进行处理的过程中，还是比较有效的，而且处理速度较快，处理得较为彻底，但是在剩余污泥作为农用時，还是有一定的重金属污染的危险，而且大量的污泥重新排放到环境中，也会对环境造成一定的负担，因此，这种方法虽然成本比较低廉，但对处理完毕的污泥的回收利用，仍然是一个需要解决的难题，有待后人继续进行研究。

5.复合处理技术

由于多种污水处理方法都存在一定的弊端，因此，目前复合处理技术已经成为污水处理中的一个新的发展亮点，已经有人对复合技术进行了研究，并且初具研究成果，周午阳对Fenton/絮凝耦合同步处理污水中的重金属和有机化合物，认为此种方法可以大大减少污水的处理环节，而且使污水处理的成本进一步降低；朱艺等人采用生物淋虑联合类Fenton反应，以去除污泥中的重金属，利用此种方法，可以使污泥中的重金属含量大大降低，当其排放到环境中时，可以使环境的负担变轻，避免二次污染发生，利用此法处理过的污泥，可以达到《农用污泥中污染物控制标准》（GB 4284-84）的相关要求，因此，复合法处理污水污泥，也是一种有效的处理方法。

综上所述，城市污水对环境的破坏巨大，给土壤、农作物、水源都带来了巨大的污染，间接或直接地影响到人类的身体健康，因此，在城市污水的处理过程中，必须遵循污水处理的原则，尽量对污水进行就地处理，避免二次污染，而且在污水处理前，必须明确污水中的重金属含量，采用合适的方法对污水进行处理，而且在考虑到污水处理后的污泥排放对环境的负担，必须使污水处理的污泥得到妥善处理才能够再次排放到环境中，否则会对我们的环境造成更重的负担，工业生产单位也必须采用适宜的方法进行生产，这样才能够让污水的量达到最低，综合治理，以达到城市污水处理的目的。

参考文献：

[1]于晓莉，刘强.水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J].绿色科技，2011（10）：123-126.

[2]孙维锋，肖迪.水体重金属污染现状及治理技术[J].能源与节能，2012，77（2）：49-50.

[3]王轲.AAO工艺在污水处理厂设计中的应用[J].大陆桥视野，2016（2）：61-62.

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