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污水生物处理工艺对重金属离子的去除特性分析

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：袁新

[导读] 在我国经济和社会生产发展，以及与人民息息相关的日常生活中，水资源一直占据着重要地位。但随着工业发展，大量工业废水超标排放到原有的健康水系统中，导致水体中重金属污染越来越严重，在水污染治理中也发展出各种方法。本文从生物处理工艺入手，分析水污染中的重金属离子的去处手段和去处特性。

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摘要：在我国经济和社会生产发展，以及与人民息息相关的日常生活中，水资源一直占据着重要地位。但随着工业发展，大量工业废水超标排放到原有的健康水系统中，导致水体中重金属污染越来越严重，在水污染治理中也发展出各种方法。本文从生物处理工艺入手，分析水污染中的重金属离子的去处手段和去处特性。
关键词：污水生物处理工艺；重金属离子；环境保护
        引言
        从环境污染方面说的重金属，实际主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等，重金属随废水排除时，即使浓度很小，也可能造成危害，由重金属造成的污染统称重金属污染，重金属废水对环境会产生很大的污染，而且难以降解，对环境会产生持续性危害。采矿、冶金、化工、印染、电镀等行业所排放废水中重金属浓度较高，如无法进行有效处理直接排放在环境中，会对环境造成极大的危害。因此需要做好对重金属废水处理的研究，避免重金属环境污染的发生。
        一、重金属废水
        重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含有重金属的废水，从环境污染方面说的重金属，实际主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。
        （1）重金属废水的来源。重金属废水主要来自于才采矿、冶炼、金属加工、化工生产、颜料制造等等，这些生产的过程中都会排出很多种废水，但是其中重金属含量比较多的，由于其对环境的影响比较大，所以重金属废水被单独作为一个类别。重金属废水构成复杂，不同的重金属废水在元素含量上也有明显的差异。随着工业水平的发展，人类活动对环境的影响也在增加，尤其是重金属废水，每年在排放商业呈逐渐上升的趋势。
        （2）重金属废水的危害。重金属废水具有很强的毒性和致癌性，排放到自然环境中很难讲解，并且容易富集，会长期对自然环境造成影响。通过食物链进入人体之后，会在人体内累积，最后容易造成人患有疾病，或者身体机能出现混乱，对人的健康会造成十分严重的危害。
        二、污水生物处理工艺对重金属离子的去除处理方法
        1.沉淀法
        沉淀法是利用不同物质与重金属离子反应生成不溶性物质沉淀的特点，用沉淀剂处理废水中的重金属离子。因为不同的重金属离子有不同的特性，所以选择不同的沉淀剂用来符合不同重金属离子的特性，从而将重金属离子从废水中分离出来，常见的沉淀方法有硫化物沉淀法、氢氧化物沉淀法等。付逸群等研究工业废水处理中化学沉淀反应的应用。Al3+、Ca2+或Fe3+等离子可以和PO3-形成化学沉淀，络合后产生具有吸附性的聚磷酸盐絮凝沉淀，沉淀，凝聚，絮凝，固液分离后可实现有效的除磷。磷酸铵镁沉淀法（MPA法）是化学沉淀法处理氨氮的主要方法，它可以回收氮所以应用广泛。通过MPA方法得到的产物MgNH4PO4、6H2O可通过碱处理，热解，酸溶解等回收。提纯后可用作化学试剂，是一种广泛使用的化学原料。MPA中含有作物生长所需的元素P、N和Mg，有助于作物吸收而且释放缓慢。它既可以用作优质的缓释肥料，也可以用作饲料添加剂，具有商业价值和环境保护可作为环保治理副产品。含铬废水处理工艺中目前较为常用的是还原沉淀法，还原剂在酸性条件下将Cr(+VI)还原成Cr(+III)，然后加入NaOH或石灰，反应生成Cr(OH)3沉淀。还原沉淀法的投资小、成本低，操作方法简单，处理效果可达80％，在实际生产中应用较广。除铅工艺以氢氧化物沉淀法在生产实际中应用较多，沉淀剂主要有烧碱纯碱、石灰、氢氧化镁等。磷酸盐沉淀法反应机理为废水中PO43-与铅离子反应生成磷酸铅沉淀。在同样温度下，不溶性铅盐中Pb3(PO4)2沉淀最快，溶解度最低。沉淀法是最简单的，因为只要沉淀剂进入废水中，就会迅速沉淀并且效率很高，但是在重金属离子废水处理过程中它容易产生二次污染，并且消耗大量的沉淀剂，沉淀剂不能二次利用，后续处理工作烦琐。

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        2.利用植物修复工艺去除污水中重金属离子
        植物修复法的意思是通过植物对含有重金属废弃物污染的水进行去污处理，主要用到的是植物吸收沉淀和富集作用。这是一种常见的生物处理重金属离子水污染的途径。通过使用这种方法把重金属污染物积累在植物中，并通过植物自身的生长规律，让重金属污染物到达植物的根部或者枝芽部分，直到重金属污染物离开水体和土壤；再对收集了重金属污染物的植物进行收割处理，达到治理水污染的目的。常见的植物修复工艺中的植物有藻类植物、木本植物和草本植物。一些大型水生高等植物是最佳选择，高等藻类、凤眼莲这类水生维管束的植物，比如水蕹，它是一种积蓄废水中重金属的常用植物，可以最大面具地储存Cu、Mo、Cr、Cd、As等；再如凤眼莲，它对含Pb2+、Zn2+、Cu2+等重金属离子废水也具有很强的吸附作用，科学研究表明，其细胞中氨基酸上的羧基和羟基，对重金属离子的螯合作用显著；黄杨、海桐，杉木抗镉污染能力优于香樟和冬青。通过使用以木本植物为主体的重金属废水植物修复技术，切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链，减少了水体中重金属的二次污染，最终实现水体治理的目的。在临床应用中可以定向栽培一些适合做修复载体的植物，在治理污染的同时，实现美化环境的效果，并获得一定的经济效益，是一种理想的环境修复方法。总之，笔者认为利用植物修复技术，一方面可以治理废水中的重金属污染，另一方面，也可以减少废金属对水体的二次污染，对生态环境的改善有积极的作用。同时也具有一定的经济作用，但其特性稳定性受到废水浓度、pH值等因素影响，有待进一步实验分析。
        3.膜分离技术
        膜分离技术就是使用具有过滤功能的膜，将不同种类的重金属阳离子过滤掉，其中包括电渗析、扩散渗析。其中电渗析技术就是通过提供电厂，让膜的两侧能够具有浓度差，实现渗析的过程。使用直流电来对让膜两侧的离子实现定向迁移，电渗析方法是比较成功的方法之一，能够有效回收重金属，对于电镀废水的处理有很好的效果，可以做到废水组成不变，而且也有利于回槽的使用。扩散渗析技术依靠膜两侧溶液的浓度差来促使溶质进行扩散，这种方法主要利用膜的物理化学性质、原液的组成成分、浓度等条件，使用该方法能够实现对阴阳离子的选择性透过，并且把废水中的阴阳离子分离出来。翻身西技术是在农业一边加上比自然渗透压更高的压力，从而扭转自然渗析的方向，把溶液中的溶剂压到半透膜的另一边。膜分离技术的耗能很低，而且在分离的过程中不会发生物质相变，具有很好的分离效果，操作十分简单而且不会有二次污染，对于工厂而言，也能够很容易地就分离出产物，是目前的研究重点。膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透，都可以实现对重金属阳离子的有效分离。膜分离技术也有膜难以制造的缺点，有些膜材料的稳定性比较差，对膜如何进行清洗和维护也有一定的难度，所以处理成本比较高而且难以推广，而且成本相对比较高。使用废水回用和物质回收的膜分离技术依然是目前比较高效的水处理技术，而且又非常广泛的应用。
        4.离子交换法
        目前常用的离子交换剂包括沸石、交换树脂等等，使用离子交换法能够在短时间之内处理大量的重金属污水，并且出水质量也非常高，能够有效回收重金属废水资源。目前有离子交换车载移动处理装置，根据厂区的点状进行布置，在源头上解决污染问题。交换车能将废水进行集中处理，从而实现了重金属废水的集中控制。但是使用离子交换法的反应周期很长，废水的处理成本也比较高，需要进一步提升对重金属废水的处理性能。
        结束语
        综上，水体中的重金属污染已严重威胁到人们的身心健康和自然界的生态平衡，利用生物处理工艺对重金属离子进行去除，生物吸附处理重金属废水具有经济高效、易管理，无二次污染等特点，虽然现在处于实验研究阶段，但具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]谢莹，张涛，金建峰，等.污水处理厂脱水污泥中重金属的形态分布特征研究[J].中国给水排水，2012(05):93~96.
[2]韩润平，张仲鼎.重金属离子对水体污染的影响及评价[J].遵义师范学院学报.2017（03）
[3]胡蓓蓓，王祖伟，王东启，等.城市污泥中铜锌的化学形态及其去除[J].城市环境与城市生态.2007(03):15~17.