社會經(jīng)濟(jì)得以迅速發(fā)展的同時，人民生活水平也在不斷的提升，對自己的生存環(huán)境以及城市建設(shè)要求也越來越高，尤其是對水質(zhì)量的問題特別關(guān)心，在城市的污水處理工作中，污水處理廠發(fā)揮了重要作用。城市污水處理廠在城市水污染當(dāng)中起到了重要的作用。近些年來，隨著我國重工業(yè)的發(fā)展以及生活污水的大量排放，導(dǎo)致我國水污染中的污泥重金屬的含量越來越來越高。雖然科技水平不斷提升，處理方式不斷優(yōu)化，但是在處理過程中還存在不同程度的問題，例如污泥量較大、處置效率緩慢、污泥長期暴露在空氣中使重金屬向空氣中滲透等。水污染不僅會對環(huán)境造成影響，長此以往還會威脅人的身體健康，針對現(xiàn)有的城市污水處理廠對重金屬的處理狀況，對重金屬的特性進(jìn)行理論分析和探究，進(jìn)而采取有效的處理方法。
一、污泥樣品采集與處理
1.1 樣品采集
我國地域廣泛，為確保污泥重金屬含量結(jié)果的準(zhǔn)確性和不同地域的代表性，本文分別選擇東北、華北、華東和西北四個不同的地區(qū)，并對地區(qū)內(nèi)多個城市的不同城市污水處理廠的穩(wěn)定出水口樣本進(jìn)行采集，從而體現(xiàn)出不動地域的污泥的多樣性。采樣樣品的質(zhì)量均超過1Kg，以確保各地區(qū)的污泥具有代表性。采樣樣品經(jīng)密封收集后帶回，以確保不受到其他擾動因素的影響。
1.2 樣品的預(yù)處理
樣品的預(yù)處理采用微波輔助酸消解法叫通常是選用0.1g的樣品和10mL的濃硝酸放入到密封消解罐中，置于微波消解爐中，10min后，樣品的溫度上升到175°C左右，再經(jīng)過10min平衡到170〜180℃，在消解程序結(jié)束后，使消解罐在微波消解爐冷卻5min后取出至于室溫當(dāng)中自然降溫，待消解罐冷卻至室溫后，在通風(fēng)櫥中打開，將其中的氣體釋放出來。將消解液過濾并轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，取出約5mL溶液準(zhǔn)備進(jìn)行分析測試。
1.3 重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定
樣品經(jīng)過微波輔助酸消解法預(yù)處理后，再使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定其中的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在計算污泥中的重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，可采用以下公式：
其中，w代表的是重金屬在污泥中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，M為所測定的某種重金屬，c為電感耦合等離子體質(zhì)譜法得到的重金屬質(zhì)量濃度，n為電感耦合等離子體質(zhì)譜法時的稀釋倍數(shù)，m為污泥樣品的質(zhì)量，v為定容體積。
二、污泥重金屬污染特征分析
2.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)對比分析
對采樣樣品進(jìn)行電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定后得到以下結(jié)果：
(1)不同的城市污水處理廠處理的污泥中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在較大的差異。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，污泥中的w(Cu)、w(Cr)較之于w(Pb)以及w(As)、w(Cd)等含量要高一些;而且污泥中w(Pb)以及w(As)、w(Cd)的變化具有一定的規(guī)律性特點(diǎn)，在不同污泥樣品中按照w(As)、w(Pb)與w(Cd)的順序遞減。對于w(Cu)以及w(Cr)而言，基本上沒有變化規(guī)律可循，部分污泥樣品中的w(Cu)含量超過w(Cr)，而部分污水處理廠污泥中w(Cu)<w(cr)。< p="">
(2)因地域差異，同一重金屬在不同污水處理廠的污泥中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同。
(3)不同污水處理廠污泥中的w(Cu)，w(Cr)，w(Pb)，w(As)和w(Cd)總和差別較大，差值最高達(dá)到445.48mg/Kg。
2.2 理化性質(zhì)
污泥的酸堿度與Ni、Cd以及Pb和Zn的含量呈負(fù)相關(guān)性，而且特征非常的明顯;有機(jī)質(zhì)以及總氮與污泥中的重金屬沒有明顯的數(shù)值關(guān)系;總磷、Cu以及Mn之間呈正相關(guān)性。
2.3 重金屬產(chǎn)生的影響
重金屬對環(huán)境以及人類健康均會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，污泥中重金屬的濃度不同，其產(chǎn)生的危害也會有很大的差別。舉例而言，當(dāng)污泥中的重金屬含量較高時，且用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不僅會導(dǎo)致農(nóng)作重金屬含量增加，而且還會導(dǎo)致土壤受到嚴(yán)重的污染;重金屬滲入降水中，重金屬經(jīng)過地表徑流以及滲流會隨之進(jìn)入水系，造成更為嚴(yán)重的污染和威脅;在長期暴露的環(huán)境中，污泥中的重金屬也會在滲透到空氣中，引起空氣污染;研究表明污泥中的重金屬對污泥固化體強(qiáng)度會產(chǎn)生不利影響。
三、污泥重金屬含量的影響因素
城市污水處理廠污泥中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)會受到多種因素的影響，例如污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)、重金屬形態(tài)、污水處理規(guī)模、污水處理工藝等因素的影響。
(1)進(jìn)水水質(zhì)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)各類城市污水處理廠處理污水時，其進(jìn)水水源主要是城市居民生活用水以及生產(chǎn)和工業(yè)污水，此外還有部分雨水。其中，主要的重金屬污染源來自于工業(yè)污水，其中含Cu、Cr、Pb、As、Cd污水的采礦、電子以及電鍍和冶煉等行業(yè)和領(lǐng)域。
(2)污泥中重金屬的存在形態(tài)。對于污泥重金屬來講，其通常會有可交換態(tài)、結(jié)合態(tài)以及殘?jiān)鼞B(tài)等幾種類型，不同的化學(xué)形態(tài)對處理的難度也有不同程度的影響。
(3)污水處理能力。污泥中的重金屬影響因素較多，其中較重要的影響因素是處理廠的規(guī)模、處理效能以及污水占比等。
此外，不同的城市污水處理廠所采用的污水處理工藝不同，運(yùn)行方式不同，都會影響到污泥中重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)。傳統(tǒng)的活性污泥法、A2/O法等對污泥中不同的重金屬去除情況都有所不同。同時，在城市污水處理廠的運(yùn)行過程中，pH值和溫度都會對去除過程產(chǎn)生影響，如影響金屬的吸附、離子交換等。
四、城市污水處理廠污泥處理方法探討
更好地對污水進(jìn)行處理，降低重金屬含量，改善水環(huán)境，需要加強(qiáng)城市污水處理廠對污泥重金屬的處理工作。在處理之前，需要了解各種污泥中Cu、Cr、Pb、As和Cd的特性，尤其是對于水源來自采礦、冶煉、電子、電鍍、化工、制革和機(jī)械加工的污水更應(yīng)該進(jìn)行細(xì)致處理。針對污泥的特性提出以下幾點(diǎn)處理方法：
(1)根據(jù)污泥的酸堿性使用不同的方法進(jìn)行處置，酸性污泥在經(jīng)過處理后可混合填埋至堿性土壤中改善土壤環(huán)境或用來制作建筑用磚;對于堿性污泥可以考慮用來進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用、園林綠化使用和土地改良使用，同時也可用于水泥熟料的生產(chǎn)。
(2)污泥焚燒是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，利用高溫氧化燃燒反應(yīng)，在過量空氣的條件下，使污泥在850°C~1100°C下氧化、熱解并被徹底破壞。污泥焚燒的優(yōu)點(diǎn)是占地小、處理快速、處理量大、減量明顯，減容量可大于90%，焚燒后的污泥可以根據(jù)其重金屬含量選擇是否使用重金屬螯合劑處理后進(jìn)入填埋場，也可用作建筑材料或鋪路等。
(3)近幾年來，植物修復(fù)技術(shù)成為了治理重金屬污染的新興技術(shù)。通過宜接利用植物把受污染土地或地下水中的重金屬移除、分解或圍堵，可以有效地清除重金屬的污染，選用生長快速、根系能深植土壤、容易收割、能夠容忍并累積多樣化重金屬的植物，吸收利用污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，同時花費(fèi)低、適應(yīng)性廣、不破壞生態(tài)、不影響二次污染。
五、結(jié)語
通過對污泥樣品的分析發(fā)現(xiàn)，我國污泥中的重金屬含量仍然較高，對周圍的環(huán)境已經(jīng)造成了污染、影響到了人類的健康。因此，我們需要繼續(xù)加強(qiáng)對城市污水處理廠污泥重金屬污染狀況及特征的研究與分析，建立健全污泥處理處置體系，制定出污泥處理的標(biāo)準(zhǔn)化方案，積極在污泥處理方面進(jìn)行創(chuàng)新研究，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的污泥處置技術(shù)，促進(jìn)我國對污泥處理工作的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的改善。( >
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