金属污染物处理技术在污水治理中的应用研究

摘要：随着工业化、城市化进程的加快，污水中金属污染问题日益突出。金属污染物，特别是重金属，广泛存在于工业废水、农业废水和城市生活污水中，具有较强的难降解、毒性和累积性，严重威胁着水生态和人类健康。因此，分析污水中金属污染物的来源，探索各种处理方法的适用范围及适用范围，提出相应的改善建议，对促进我国污水处理技术的发展，保护水生态环境具有重要的意义。

关键词：金属污染物处理技术；污水治理；应用

引言

金属污染物处理技术在污水治理中的应用是一个复杂而关键的领域。随着工业化进程的加速和人口的不断增长，污水中金属污染物的含量日益增加，对环境和人类健康构成了严重威胁。因此，研究和发展高效、经济的金属污染物处理技术显得尤为重要。未来，随着科技的进步和环保意识的增强，相信会有更多高效、环保的金属污染物处理技术被研发出来，为保护环境和人类健康做出更大的贡献。

1.污水中金属污染物的主要来源

1.1.工业废水排放

工业废水排放是污水中金属污染物的重要来源，特别是重、化工等工业生产过程中产生的金属污染物的排放。冶金，电镀，化肥，造纸等工业生产过程中会产生大量的重金属，如铅、镉、铬、铜、锌等。以电镀工业为例，由于镀液中铜、镍、铬、锌等金属离子没有得到充分的回收或处置不当，容易进入水中；在冶金行业，冶炼过程中所用的金属原料和添加剂，以及冶炼炉煤气中产生的金属蒸气，都会随着冷却水排入水中。工业废水中含有大量有毒有害金属离子，难以处理。

1.2.农业生产活动

在农业生产过程中，使用的化肥和农药等都含有大量的金属元素，它们很容易通过大气沉降和地表径流进入水体。化肥中除氮、磷和钾外，还含有重金属，如铅、镉、铬。重金属在土壤中富集，并随着降雨进入水体。农药中含有重金属元素，长期使用会对土壤、水体造成重金属污染。农田灌溉水体中含有重金属污染物，特别是在灌溉水源使用不当的情况下，很容易携带重金属污染物进入水体。此外，累积于土壤中的重金属经地下水、表层水等迁移到江河湖泊等水环境中，进一步加剧了水源污染。

2.不同金属污染物处理技术在污水治理中的应用

2.1.生物处理技术在污水治理中的应用

生物处理技术是一种利用微生物或生物处理废水中金属污染物的方法，具有环境友好、可持续发展等优点。生物处理技术主要有生物吸附法、微生物法和植物修复法等。生物吸附技术因其成本低、效率高等优点而备受关注。本项目拟采用生物材料（藻类、细菌残渣、壳聚糖等）对金属离子进行吸附固定。例如，壳聚糖表面富含氨基、羟基等官能团，可与金属离子形成稳定配合物，实现对重金属的高效吸附。另外，对农作物秸秆、果皮等生物质进行改性处理，还可以作为一种价格低廉的吸附材料，用于处理城市生活污水中的低浓度金属污染物。然而，生物材料在吸附饱和后难以再生，亟须发展可再生、环境友好的新型吸附材料。

微生物处理技术通过对特定菌群进行驯化，使其具有较强的吸附、抗毒能力。如酵母、假单胞菌属等已被广泛应用于含铬、镍等重金属废水的处理。这些微生物可以通过胞外多聚物或者金属结合蛋白对重金属进行固定和转化。植物修复技术主要是利用水葫芦和浮萍等植物根系对水中重金属进行去除。该方法主要应用于污水处理厂尾水中重金属污染治理和湿地修复工程中。然而，目前植物修复技术存在处理速度慢、占地面积大、重金属富集饱和等问题。

2.2.物理处理技术在污水治理中的应用

物理法是一种利用物理方法去除废水中金属污染物的常用方法，具有工艺简单，操作简便等优点。常用的物理处理方法有吸附、沉淀等方法。吸附法是一种利用比表面积大、吸附容量大的材料，利用其表面物理吸附作用实现对重金属离子的吸附富集的处理方法，已被广泛应用于低浓度重金属废水的处理。沉淀法是向污水中加入沉淀剂，使金属离子与沉淀物发生反应，生成难溶沉淀物，从而达到固液分离的目的。该方法常用于工业废水中重金属离子浓度较高，但其应用效果容易受到水质组分的影响。膜分离是一种利用物理屏障来分离水中金属离子的技术，主要包括反渗透、纳滤、超滤等。这些技术均可对多种金属离子进行有效的去除。然而，传统的物理法存在着能耗高、操作费用高、部分物料容易饱和等缺点，需要与其他技术联用才能实现高效处理。

2.3.化学处理技术在污水治理中的应用

化学处理技术在污水治理中扮演着至关重要的角色。化学法主要利用化学反应将废水中溶解的重金属离子转化为不溶或难溶的化合物，然后通过沉淀、过滤等方法将其从水中去除。常见的化学处理方法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法等。

中和沉淀法是通过向污水中加入碱性物质，使废水中的重金属离子与氢氧根离子反应生成难溶的氢氧化物沉淀。这种方法操作简便，成本较低，适用于处理重金属离子浓度较高的废水。硫化物沉淀法是利用硫化物与重金属离子反应生成难溶的硫化物沉淀。与氢氧化物沉淀相比，硫化物沉淀的溶解度更低，处理效果更佳。铁氧体共沉淀法是通过向污水中加入亚铁盐，使废水中的重金属离子与亚铁离子反应生成铁氧体沉淀。这种方法不仅可以去除废水中的重金属离子，还可以将废水中的部分有害物质转化为无害物质。

化学处理技术在污水治理中具有广泛的应用前景。然而，不同的化学处理方法各有优缺点，需要根据废水的具体性质和处理要求进行选择和优化。未来，随着环保法规的日益严格和污水处理技术的不断进步，化学处理技术在污水治理中的应用将会更加广泛和深入。

3.结束语

综上所述，有效地处理金属污染物对水资源的保护和生态环境的改善意义重大。通过科学选择处理工艺，增加技术研发投入，合理组合多种工艺，强化工艺操作能力，可有效提高污水处理效果，为水环境保护与可持续发展提供技术支持。在未来，随着科技的不断创新以及绿色环保理念的不断深入，金属污染物的处理技术必将向高效、廉价、环保的方向发展。

参考文献

[1]郑巨浩，钱佳丽，方瑾.新型环境污染物监测技术及其在源解析中的应用研究[J].大众标准化，2024，（11）：140-142.

[2]费婷.污水处理过程中新型污染物的监测与分析[J].黑龙江环境通报，2024，37（05）：60-62.

[3]张亦婷.新型污染物监测分析方法在水质评价中的应用研究[J].皮革制作与环保科技，2023，4（24）：146-148.

[4]周怡，胡文友，黄标.我国高速公路周边土壤重金属污染现状及研究进展[J].中国环境监测，2020，36（5）：112-120.

[5]陈涛.我国土壤重金属污染现状及修复治理对策[J].乡村科技，2018（23）：118-119+121.