城市污水厂污泥重金属污染状况

　　社会经济得以迅速发展的同时，人民生活水平也在不断的提升，对自己的生存环境以及城市建设要求也越来越高，尤其是对水质量的问题特别关心，在城市的污水处理工作中，污水处理厂发挥了重要作用。城市污水处理厂在城市水污染当中起到了重要的作用。近些年来，随着我国重工业的发展以及生活污水的大量排放，导致我国水污染中的污泥重金属的含量越来越来越高。虽然科技水平不断提升，处理方式不断优化，但是在处理过程中还存在不同程度的问题，例如污泥量较大、处置效率缓慢、污泥长期暴露在空气中使重金属向空气中渗透等。水污染不仅会对环境造成影响，长此以往还会威胁人的身体健康，针对现有的城市污水处理厂对重金属的处理状况，对重金属的特性进行理论分析和探究，进而采取有效的处理方法。

　　一、污泥样品采集与处理

　　1.1 样品采集

　　我国地域广泛，为确保污泥重金属含量结果的准确性和不同地域的代表性，本文分别选择东北、华北、华东和西北四个不同的地区，并对地区内多个城市的不同城市污水处理厂的稳定出水口样本进行采集，从而体现出不动地域的污泥的多样性。采样样品的质量均超过1Kg，以确保各地区的污泥具有代表性。采样样品经密封收集后带回，以确保不受到其他扰动因素的影响。

　　1.2 样品的预处理

　　样品的预处理采用微波辅助酸消解法叫通常是选用0.1g的样品和10mL的浓硝酸放入到密封消解罐中，置于微波消解炉中，10min后，样品的温度上升到175°C左右，再经过10min平衡到170〜180℃，在消解程序结束后，使消解罐在微波消解炉冷却5min后取出至于室温当中自然降温，待消解罐冷却至室温后，在通风橱中打开，将其中的气体释放出来。将消解液过滤并转移至100mL容量瓶中，取出约5mL溶液准备进行分析测试。

　　1.3 重金属质量分数的测定

　　样品经过微波辅助酸消解法预处理后，再使用电感耦合等离子体质谱法测定其中的重金属质量分数。在计算污泥中的重金属质量分数时，可采用以下公式：

　　其中，w代表的是重金属在污泥中的质量分数，M为所测定的某种重金属，c为电感耦合等离子体质谱法得到的重金属质量浓度，n为电感耦合等离子体质谱法时的稀释倍数，m为污泥样品的质量，v为定容体积。

　　二、污泥重金属污染特征分析

　　2.1 质量分数数据对比分析

　　对采样样品进行电感耦合等离子体质谱法测定后得到以下结果：

　　(1)不同的城市污水处理厂处理的污泥中重金属质量分数存在较大的差异。统计数据显示，污泥中的w(Cu)、w(Cr)较之于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)的变化具有一定的规律性特点，在不同污泥样品中按照w(As)、w(Pb)与w(Cd)的顺序递减。对于w(Cu)以及w(Cr)而言，基本上没有变化规律可循，部分污泥样品中的w(Cu)含量超过w(Cr)，而部分污水处理厂污泥中w(Cu)<w(cr)。< p="">

　　(2)因地域差异，同一重金属在不同污水处理厂的污泥中的质量分数不同。

　　(3)不同污水处理厂污泥中的w(Cu)，w(Cr)，w(Pb)，w(As)和w(Cd)总和差别较大，差值最高达到445.48mg/Kg。

　　2.2 理化性质

　　污泥的酸碱度与Ni、Cd以及Pb和Zn的含量呈负相关性，而且特征非常的明显;有机质以及总氮与污泥中的重金属没有明显的数值关系;总磷、Cu以及Mn之间呈正相关性。

　　2.3 重金属产生的影响

　　重金属对环境以及人类健康均会产生严重的影响，污泥中重金属的浓度不同，其产生的危害也会有很大的差别。举例而言，当污泥中的重金属含量较高时，且用于农业生产过程中不仅会导致农作重金属含量增加，而且还会导致土壤受到严重的污染;重金属渗入降水中，重金属经过地表径流以及渗流会随之进入水系，造成更为严重的污染和威胁;在长期暴露的环境中，污泥中的重金属也会在渗透到空气中，引起空气污染;研究表明污泥中的重金属对污泥固化体强度会产生不利影响。

　　三、污泥重金属含量的影响因素

　　城市污水处理厂污泥中重金属质量分数会受到多种因素的影响，例如污水处理厂进水水质、重金属形态、污水处理规模、污水处理工艺等因素的影响。

　　(1)进水水质。调查发现目前国内各类城市污水处理厂处理污水时，其进水水源主要是城市居民生活用水以及生产和工业污水，此外还有部分雨水。其中，主要的重金属污染源来自于工业污水，其中含Cu、Cr、Pb、As、Cd污水的采矿、电子以及电镀和冶炼等行业和领域。

　　(2)污泥中重金属的存在形态。对于污泥重金属来讲，其通常会有可交换态、结合态以及残渣态等几种类型，不同的化学形态对处理的难度也有不同程度的影响。

　　(3)污水处理能力。污泥中的重金属影响因素较多，其中较重要的影响因素是处理厂的规模、处理效能以及污水占比等。

　　此外，不同的城市污水处理厂所采用的污水处理工艺不同，运行方式不同，都会影响到污泥中重金属质量分数。传统的活性污泥法、A2/O法等对污泥中不同的重金属去除情况都有所不同。同时，在城市污水处理厂的运行过程中，pH值和温度都会对去除过程产生影响，如影响金属的吸附、离子交换等。

　　四、城市污水处理厂污泥处理方法探讨

　　更好地对污水进行处理，降低重金属含量，改善水环境，需要加强城市污水处理厂对污泥重金属的处理工作。在处理之前，需要了解各种污泥中Cu、Cr、Pb、As和Cd的特性，尤其是对于水源来自采矿、冶炼、电子、电镀、化工、制革和机械加工的污水更应该进行细致处理。针对污泥的特性提出以下几点处理方法：

　　(1)根据污泥的酸碱性使用不同的方法进行处置，酸性污泥在经过处理后可混合填埋至碱性土壤中改善土壤环境或用来制作建筑用砖;对于碱性污泥可以考虑用来进行农业生产使用、园林绿化使用和土地改良使用，同时也可用于水泥熟料的生产。

　　(2)污泥焚烧是一种高温热处理技术，利用高温氧化燃烧反应，在过量空气的条件下，使污泥在850°C~1100°C下氧化、热解并被彻底破坏。污泥焚烧的优点是占地小、处理快速、处理量大、减量明显，减容量可大于90%，焚烧后的污泥可以根据其重金属含量选择是否使用重金属螯合剂处理后进入填埋场，也可用作建筑材料或铺路等。

　　(3)近几年来，植物修复技术成为了治理重金属污染的新兴技术。通过宜接利用植物把受污染土地或地下水中的重金属移除、分解或围堵，可以有效地清除重金属的污染，选用生长快速、根系能深植土壤、容易收割、能够容忍并累积多样化重金属的植物，吸收利用污染物转化为无害物质，同时花费低、适应性广、不破坏生态、不影响二次污染。

　　五、结语

　　通过对污泥样品的分析发现，我国污泥中的重金属含量仍然较高，对周围的环境已经造成了污染、影响到了人类的健康。因此，我们需要继续加强对城市污水处理厂污泥重金属污染状况及特征的研究与分析，建立健全污泥处理处置体系，制定出污泥处理的标准化方案，积极在污泥处理方面进行创新研究，学习国外先进的污泥处置技术，促进我国对污泥处理工作的发展，实现对生态环境的改善。(来源：晋城市环境保护监测)