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您的位置: 中国再生水网 学术前沿 化学污染物及其评价方法 污水中的重金属的去除
发表时间:2012-03-23 18:05:02 编辑:编辑11 来源:《再生水水质安全评价与保障原理》,胡洪营、吴乾元、黄晶晶、赵欣等 著,科学出版社,2011年4月 点击量统计:2401
1. 常规污水处理工艺
    大量研究表明,传统活性污泥法城市污水处理厂正常运行过程中,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除率可以达到70%~90%;而Ni被认为是去除效率最低的一种金属元素,仅有40%~50%。(Chang, et al., 1995)。
    城市污水厂的处理工序、污水中金属含量以及赋存形态等均对金属的去除率有重要影响。其中,初沉池中主要通过颗粒物的吸附、共沉淀等理化作用去除颗粒物结合态金属离子,而溶解态的金属离子则主要在生化处理单元和二沉池中得到去除。对于城市污水的传统活性污泥法处理而言,重金属离子在不同工序中的去除情况如图1所示。


                                       图1重金属在不同工艺段中的去除情况(李晓晨,2006
2. 重金属去除技术研究进展
(1)化学处理法,包括化学沉淀法、氧化还原法、电化学还原法和重金属捕集剂法等。
    化学沉淀法就是通过化学反应使重金属离子变成不溶性物质而沉淀分离出来,包括中和沉淀法(投加NaOHCa(OH)2)、硫化物沉淀法(投加Na2S)与铁氧体共沉淀法(投加铁盐)等。
    氧化还原法是在废水中加入一定的氧化剂或还原剂,使重金属获得人们所需价态的方法。常用的还原剂有铁屑、铜屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠等,氧化剂有液氯、空气、臭氧等。目前氧化还原法一般用作废水的预处理方法使用。
    电化学还原法是电解重金属废水进行氧化还原的方法,重金属沉淀在电极表面或反应槽底部。这种方法消耗能量大,适合于重金属浓度较高的废水。
    重金属捕集剂是水溶性高分子的一种,高分子基体具有亲水性的螯合形成基,它与水中的重金属离子选择性的反应生成不溶于水的金属络合物。徐颖等用聚阳离子-聚阴离子合成物的PEI处理含多种重金属的废水,结果表明,重金属捕集剂对Pb2+、Cd2+、Cu2+和Hg2+的去除率均可达99%以上,且不受pH值、共存金属离子的影响(徐颖等,2005)。
(2)物理处理法,包括吸附、膜分离等。
    吸附法常用的吸附剂是活性炭,吸附能力强、去除率高,但价格昂贵。近年来,国内外许多学者把注意力转向寻找可替代的吸附材料,比如壳聚糖、沸石、废泥浆与木质素等。
   膜分离是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。目前反渗透、超滤膜在电镀废水处理得到广泛的应用。大连化物所利用芳香聚酞胺型高分子作为膜材料(DP-l)组装成反渗透器对去除电铰废水中的镍、镉效果极佳(于萍等,2006)。
(3)生物处理法,主要包括生物絮凝法、生物吸附法与植物修复法等。
    生物絮凝法是利用微生物或微生物絮凝剂对重金属进行絮凝沉淀。微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。该方法无二次污染、效果好,但成本较高、活体絮凝剂保存困难、难以进行工业化生产,目前还处于探索研究阶段(马前等,2007)。
    生物吸附法是利用络合、鳌合、离子交换、吸附等作用吸附溶于水中的金属离子。微生物(如细菌、真菌、藻类、酵母等)一般需经过处理、加工成生物吸附剂来使用。生物吸附剂不会发生二次污染、来源广泛且价格便宜,同时易解吸,能够有效地回收重金属离子。但生物吸附剂的机械强度弱、化学稳定性差(于萍等,2006)。
    植物修复法是指利用藻类、草本植物和木本植物等通过吸收、沉淀和富集等作用降低被污染土壤或水体的重金属含量。Yang等构建的湿地系统对Cd的去除率为94%,Pb99.04%,Zn为97.3%,湿地系统出水口水质指标均保持稳定。植物修复法实施较简便、成本较低、对环境扰动少,但治理效率也较低。因此目前主要还停留于实验室模拟研究阶段(马前等,2007)。

来源:《再生水水质安全评价与保障原理》,胡洪营、吴乾元、黄晶晶、赵欣等 著,科学出版社,2011.4
关键词:再生水,污水再生利用,污水处理工艺,回用,水循环,供水,水质标准,风险控制,水质安全评价


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