摘要：相关人员在去除重金属时，必须要了解这些重金属的来源和特点，以便选择合适有效的去除措施。相关去除措施较多，但每种方法的去除效果不一样。
关键词：污水重金属；去除；研究进展
一、城市污泥中重金属来源及污染特点
1、重金属污染概述及来源
重金属之所以会对环境产生污染，是因为多数重金属都有毒，且毒性不一样。即使水中的重金属浓度较低，也会有一定的毒性，将其排放到河里或农田里，就会对相关环境造成损害。毒性很强的重金属有汞、铅、铬和砷等，毒性较小的重金属有锌、铜、锡和镍等。在排放的废水中，重金属都是混合存在的，会存在多种毒性不同的金属。重金属不仅来自工业废水，还有城市地表径流。
2、重金属污染特点
重金属污染的特点主要有三方面。其一，重金属的毒性并不是固定不变的，在微生物或其他外物的作用下，毒性有可能会加强或减弱，所以必须在规定时间内将污泥中的重金属去除干净。
其二，重金属随污泥和污水被排放到农田或河水中，会被水中的生物或土壤上生长的植物吸收，最终作为食物链顶端的人类会进食这种已经富集了很多重金属的生物，导致重金属中毒。
其三，重金属出现在水体中时，即使浓度很低，也具有较大毒性，且不同毒性的重金属，其产生毒性的范围也不同。毒性较大的重金属作用范围更大，造成的危害也就越大，相关人员尤其要注意。
二、重金属污水处理技术
1、化学沉淀
化学沉淀是化学物质与重金属离子反应形成不溶性沉淀物，通过沉降或过滤从水中分离出来。常规的化学沉淀过程包括氢氧化物沉淀和硫化物沉淀。
氢氧化物沉淀虽然收到广泛使用，但氢氧化物沉淀也有一些限制。首先，氢氧化物沉淀会产生大量相对较低密度的污泥，这会造成脱水问题。其次，一些金属氢氧化物是两性的，且混合金属使用氢氧化物沉淀会产生问题。第三，当废水中含有络合剂时，它们将抑制金属氢氧化物沉淀。（表1）
表1化学沉降法在去除重金属中的应用
2、离子交换
离子交换过程中使用的材料中，合成树脂通常是优选的，因为它们有效去除溶液中的重金属。最常见的阳离子交换剂是具有磺酸基团（-SO3H）的强酸性树脂和具有羧酸基团的弱酸性树脂（-COOH）。
离子交换树脂对重金属离子的吸收主要受到pH值，温度，初始金属浓度和接触时间的影响。近来一些研究人员报道，斜发沸石表面装载有无定形氧化铁物质将显着改善斜发沸石的交换能力。Doula通过进行斜发沸石-Fe体系同时去除饮用水中的Cu2+，Mn2+和Zn2+的实验，发现该系统具有非常大的金属吸附能力，而且大多数情况下处理过的水样适合人类消费或农业用途。
表2斜发沸石离子交换树脂对重金属的选择性吸收
3、吸附
吸附是重金属废水处理最有效和经济的方法。吸附过程在设计和操作上的灵活性，使其在许多情况下会产生高质量的处理废水。此外，吸附有时是可逆的，吸附剂可以通过合适的解吸过程再生。
活性碳（AC）吸附剂广泛用于重金属污染物的去除。其吸附特性主要来自其大的微孔和中孔体积以及由此产生的高表面积。碳纳米管（CNT）由于其优异的性质和应用已经被广泛研究。作为较新的吸附剂，CNT已被证明具有很大的去除铅，镉，铜和镍等重金属离子的潜力。
重金属从水溶液中吸附是一个相对较新的过程，是一种非常有前途的去除重金属污染物的过程。生物吸附的主要优点是它在减少重金属离子和廉价生物吸附剂方面具有很高的效率。典型的生物吸附剂主要来自以下三种：a.非生物材料，如树皮，木质素，虾，磷虾，鱿鱼，蟹壳等；b.藻类；c.微生物，例如细菌，真菌和酵母。
总之，生物吸附剂具有广泛的来源，低成本和快速吸附的特点。遗憾的是这些研究仍处于理论和实验阶段。此外，生物吸附剂在吸附之后的分离也是研究的一个难题。
4、渗透膜
不同类型膜的膜过滤技术由其高效率，易操作和节省空间的优点使得其具有巨大的应用前景。超滤，反渗透，纳米过滤和电渗析在去除金属的过程中受到广泛研究。
超滤（UF）是一种在低跨膜压力下工作的膜技术，用于去除溶解物质和胶体物质。由于UF膜的孔径大于水合离子形式的溶解金属离子或低分子量化合物，因此这些离子很容易通过超滤膜。
反渗透（RO）是能够从水中去除大量溶解物质的技术之一。是化学和环境工程中越来越受欢迎的废水处理选择。目前关于反渗透系统去除重金属的研究有许多，但均尚未得到广泛应用。
纳米过滤（NF）是RO的中间过程。NF是一种很有前景的技术，常用于去除重金属离子如镍，铬，铜和来自废水的砷。NF工艺易于操作，其稳定性和相对较低的能耗以及高效的污染物去除效率受到了广大研究者的青睐。
电渗析（ED）是另一种使用电场作为驱动力将跨过带电膜的离子从一种溶液分离到另一种的膜过程。在大多数ED工艺中，使用离子交换膜。膜实际上有两种基本类型：阳离子交换膜和阴离子交换膜。这个过程已被广泛用于从微咸水和海水生产饮用水和工艺用水，处理工业废水，从废水中回收有用物质和盐。
5、电化学方法
电化学方法是在阴极表面上电镀金属离子并且可以对元素态的金属进行回收。电化学废水技术涉及较大的资金投入和昂贵的电力供应，因此没有得到广泛的应用。但是在过去的二十年中，电化学技术在全球范围内取得了重要性突破。因此，本文对现有技术如电凝，电浮选和电沉积进行了研究。电凝（EC）涉及通过从铝或铁电极中电解铝或铁离子来就地生成凝结剂。金属离子的生成发生在阳极，氢气从阴极释放。氢气可以帮助将絮凝颗粒从水中排出。EC常用于去除Mn，As（V），Mn和Ni等（表3）。电渗析（EF）是一种固液分离过程，通过水电解产生的氢气和氧气的微小气泡将污染物漂浮到水体表面。EF在从工业废水中去除重金属方面有广泛的应用。
结束语
废水中有害的重金属污染是最重要的污染之一，为了满足越来越严格的环境法规，各种各样的处理技术如化学沉淀，离子交换，膜过滤和电化学方法，已被开发用于从废水中去除重金属。从文献调查中可以明显看出，离子交换，吸附和膜过滤是最常见的金属废水处理方法。
参考文献：
[1]王胜凡，梅立永，王磊，李宗来，赵振业.重金属废水处理方法与比较[J].广东化工，2017，44（22）：99-100.
论文作者: 范金忠
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/11
标签：重金属论文; 氢氧化物论文; 毒性论文; 离子论文; 吸附剂论文; 金属论文; 水中论文; 《建筑模拟》2018年第16期论文;