城市污水處理過程中重金屬的檢測方法及處理技術(shù)

張璟

（昆明滇池水務(wù)環(huán)境監(jiān)測有限公司，昆明 650000）

1 引言

水是生命之源，是人類生產(chǎn)生活中必不可少的寶貴資源，不管是水污染還是水資源短缺，都會(huì)給人類社會(huì)造成致命威脅。而重金屬是密度大于5 g/cm3的金屬，工業(yè)廢水中含量較大，若水中含有重金屬，極易被生物體攝入，如果其進(jìn)入食物鏈，會(huì)在人體內(nèi)大量蓄積，積累到一定程度時(shí)，會(huì)造成人體慢性中毒，進(jìn)而對人體的生命健康造成嚴(yán)重威脅[1]。

2 城市污水處理的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國大部分城市的污水處理工作投資主體形式單一，缺乏充足的資金對污水處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，大部分資金來自政府撥款，而政府財(cái)政撥款主要用于機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代和相關(guān)技術(shù)的研究[2]，由于缺乏多元化的籌資形式，嚴(yán)重制約了污水處理技術(shù)的提高。除此之外，管理模式無法跟上時(shí)代的步伐，也是城市污水處理工作中的一個(gè)重要問題。

3 檢測方法

3.1 原子熒光法

檢測生活污水時(shí)，可有效運(yùn)用原子熒光法對汞、鉍及銻等元素進(jìn)行檢測。測定時(shí)，先對樣品進(jìn)行預(yù)處理，然后采用原子熒光儀，經(jīng)過酸性硼氫化鉀或酸性硼氫化鈉的還原作用，可生成對應(yīng)的氫化物以及汞原子，在氨氫火焰中，氫化物可形成基態(tài)原子，因?yàn)槭艿綗舭l(fā)射光的激發(fā)，基態(tài)原子和汞原子會(huì)出現(xiàn)原子熒光，原子熒光的強(qiáng)度與試液中等待檢測的元素含量呈正比，運(yùn)用此方法可檢出樣品中重金屬的含量。

3.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法主要是按照元素的質(zhì)譜圖，以及特征離子進(jìn)行定性檢測，然后通過間接或相對的校準(zhǔn)方法，對其進(jìn)行定量檢測的一種方式。主要過程為：樣品經(jīng)量測后進(jìn)入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化，然后以氣溶膠的狀態(tài)進(jìn)入等離子體軸向通道，氣溶膠在溫度較高及稀有氣體中被蒸發(fā)、解離，向帶電荷的正離子轉(zhuǎn)化，正離子經(jīng)離子收集系統(tǒng)進(jìn)入質(zhì)譜計(jì)，質(zhì)譜計(jì)按照帶電離子的質(zhì)量與所帶電荷的比值進(jìn)行分離，并進(jìn)行定性與定量分析[3]。

3.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法的根本原理為：把處理過的水樣注入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，在等離子體中，目標(biāo)元素被氣化，從而激發(fā)特征譜線并將其輻射出來，呈現(xiàn)出的特征線譜在特定區(qū)間的強(qiáng)度及元素濃度呈正比。運(yùn)用此種方法可對生物污水中的銅、鉛、鋅等多種金屬元素進(jìn)行檢測。

3.4 石墨爐原子吸收分光光度法

石墨爐原子吸收分光光度法的根本原理是把已經(jīng)處理過的樣品注入石墨爐原子化器中，經(jīng)多種方式的有效作用，使重金屬變?yōu)榛鶓B(tài)的原子蒸汽，而空心陰極燈發(fā)射的特征譜線和放電燈發(fā)射的特征譜線在特定區(qū)間的吸光度與元素質(zhì)量濃度呈正比。根據(jù)此數(shù)量關(guān)系可對鈦、釩以及鉬等多種金屬元素進(jìn)行檢測。

4 城市污水處理技術(shù)

以往治理重金屬的方法包括以下3種：化學(xué)沉淀法、微生物吸附法、膜分離法。伴隨著當(dāng)前污水處理中重金屬去除技術(shù)的快速發(fā)展，眾多新型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

4.1 磁性納米復(fù)合材料吸附

美國田納西大學(xué)教授對磁性碳納米復(fù)合材料去除污水中重金屬的有關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，其研究結(jié)果顯示，該材料比表面積較大，能有效提升污水中重金屬的去除率，相較于活性炭等吸附劑，其處理效果更為理想，回收也極為方便。在用2種磁性碳納米復(fù)合材料MC-O與MC-N去除Cr的研究中發(fā)現(xiàn)，2種材料對于6價(jià)鉻元素在10 min內(nèi)的去除率分別高達(dá)100%和98%。而常規(guī)的Fe3O4納米顆粒以及纖維素對于6價(jià)鉻元素的去除率僅分別為25%和27%，去除率明顯不夠理想。通過以上分析得知，有效運(yùn)用該吸附劑，能有效去除污水中的重金屬，并且具有良好的推廣和應(yīng)用價(jià)值[4]。

4.2 復(fù)合處理技術(shù)

現(xiàn)階段，已有部分復(fù)合技術(shù)成為處理重金屬重要手段。其中，任鵬飛[5]研究了運(yùn)用Fenton/絮凝耦合同步法對污水中金屬離子和有機(jī)化合物的去除過程，并進(jìn)行了可行性分析，通過減少污水處理環(huán)節(jié)，使處理成本有所減少。而周普雄[6]等也對將生物淋濾聯(lián)合類Fenton反應(yīng)應(yīng)用于污泥中重金屬的去除進(jìn)行了研究，在運(yùn)用此方法后，污泥中的重金屬含量可以達(dá)到CJ/T 309—2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》[7]以及GB 4284—2018《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》[8]的相關(guān)要求。研究證明，在污水處理中，運(yùn)用復(fù)合法對重金屬進(jìn)行去除也是非常有效的一種方式。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題已成為影響我國社會(huì)建設(shè)及大眾生活生產(chǎn)的首要問題。城市在生產(chǎn)生活中對水的需求量越大，排出的廢水越多，則城市污水中重金屬等有害物質(zhì)的含量多，所以，加強(qiáng)對城市污水中重金屬的有效處理至關(guān)重要。當(dāng)前，相關(guān)研究人員對重金屬的研究不斷深入，不斷研發(fā)新的、先進(jìn)的檢測技術(shù)，這對于有效治理城市污水的重金屬污染具有非常重要的意義。在未來，還要不斷優(yōu)化和改進(jìn)相關(guān)檢測技術(shù)，為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性提供重要保障。