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        城市污水處理過程中重金屬的檢測(cè)方法及處理技術(shù)

        2021-04-01 08:31:57張璟
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2021年24期
        關(guān)鍵詞:原子熒光城市污水等離子體

        張璟

        (昆明滇池水務(wù)環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司,昆明 650000)

        1 引言

        水是生命之源,是人類生產(chǎn)生活中必不可少的寶貴資源,不管是水污染還是水資源短缺,都會(huì)給人類社會(huì)造成致命威脅。而重金屬是密度大于5 g/cm3的金屬,工業(yè)廢水中含量較大,若水中含有重金屬,極易被生物體攝入,如果其進(jìn)入食物鏈,會(huì)在人體內(nèi)大量蓄積,積累到一定程度時(shí),會(huì)造成人體慢性中毒,進(jìn)而對(duì)人體的生命健康造成嚴(yán)重威脅[1]。

        2 城市污水處理的現(xiàn)狀

        現(xiàn)階段,我國大部分城市的污水處理工作投資主體形式單一,缺乏充足的資金對(duì)污水處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,大部分資金來自政府撥款,而政府財(cái)政撥款主要用于機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代和相關(guān)技術(shù)的研究[2],由于缺乏多元化的籌資形式,嚴(yán)重制約了污水處理技術(shù)的提高。除此之外,管理模式無法跟上時(shí)代的步伐,也是城市污水處理工作中的一個(gè)重要問題。

        3 檢測(cè)方法

        3.1 原子熒光法

        檢測(cè)生活污水時(shí),可有效運(yùn)用原子熒光法對(duì)汞、鉍及銻等元素進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)定時(shí),先對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,然后采用原子熒光儀,經(jīng)過酸性硼氫化鉀或酸性硼氫化鈉的還原作用,可生成對(duì)應(yīng)的氫化物以及汞原子,在氨氫火焰中,氫化物可形成基態(tài)原子,因?yàn)槭艿綗舭l(fā)射光的激發(fā),基態(tài)原子和汞原子會(huì)出現(xiàn)原子熒光,原子熒光的強(qiáng)度與試液中等待檢測(cè)的元素含量呈正比,運(yùn)用此方法可檢出樣品中重金屬的含量。

        3.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

        電感耦合等離子體質(zhì)譜法主要是按照元素的質(zhì)譜圖,以及特征離子進(jìn)行定性檢測(cè),然后通過間接或相對(duì)的校準(zhǔn)方法,對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)的一種方式。主要過程為:樣品經(jīng)量測(cè)后進(jìn)入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化,然后以氣溶膠的狀態(tài)進(jìn)入等離子體軸向通道,氣溶膠在溫度較高及稀有氣體中被蒸發(fā)、解離,向帶電荷的正離子轉(zhuǎn)化,正離子經(jīng)離子收集系統(tǒng)進(jìn)入質(zhì)譜計(jì),質(zhì)譜計(jì)按照帶電離子的質(zhì)量與所帶電荷的比值進(jìn)行分離,并進(jìn)行定性與定量分析[3]。

        3.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

        電感耦合等離子體發(fā)射光譜法的根本原理為:把處理過的水樣注入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀,在等離子體中,目標(biāo)元素被氣化,從而激發(fā)特征譜線并將其輻射出來,呈現(xiàn)出的特征線譜在特定區(qū)間的強(qiáng)度及元素濃度呈正比。運(yùn)用此種方法可對(duì)生物污水中的銅、鉛、鋅等多種金屬元素進(jìn)行檢測(cè)。

        3.4 石墨爐原子吸收分光光度法

        石墨爐原子吸收分光光度法的根本原理是把已經(jīng)處理過的樣品注入石墨爐原子化器中,經(jīng)多種方式的有效作用,使重金屬變?yōu)榛鶓B(tài)的原子蒸汽,而空心陰極燈發(fā)射的特征譜線和放電燈發(fā)射的特征譜線在特定區(qū)間的吸光度與元素質(zhì)量濃度呈正比。根據(jù)此數(shù)量關(guān)系可對(duì)鈦、釩以及鉬等多種金屬元素進(jìn)行檢測(cè)。

        4 城市污水處理技術(shù)

        以往治理重金屬的方法包括以下3種:化學(xué)沉淀法、微生物吸附法、膜分離法。伴隨著當(dāng)前污水處理中重金屬去除技術(shù)的快速發(fā)展,眾多新型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

        4.1 磁性納米復(fù)合材料吸附

        美國田納西大學(xué)教授對(duì)磁性碳納米復(fù)合材料去除污水中重金屬的有關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,其研究結(jié)果顯示,該材料比表面積較大,能有效提升污水中重金屬的去除率,相較于活性炭等吸附劑,其處理效果更為理想,回收也極為方便。在用2種磁性碳納米復(fù)合材料MC-O與MC-N去除Cr的研究中發(fā)現(xiàn),2種材料對(duì)于6價(jià)鉻元素在10 min內(nèi)的去除率分別高達(dá)100%和98%。而常規(guī)的Fe3O4納米顆粒以及纖維素對(duì)于6價(jià)鉻元素的去除率僅分別為25%和27%,去除率明顯不夠理想。通過以上分析得知,有效運(yùn)用該吸附劑,能有效去除污水中的重金屬,并且具有良好的推廣和應(yīng)用價(jià)值[4]。

        4.2 復(fù)合處理技術(shù)

        現(xiàn)階段,已有部分復(fù)合技術(shù)成為處理重金屬重要手段。其中,任鵬飛[5]研究了運(yùn)用Fenton/絮凝耦合同步法對(duì)污水中金屬離子和有機(jī)化合物的去除過程,并進(jìn)行了可行性分析,通過減少污水處理環(huán)節(jié),使處理成本有所減少。而周普雄[6]等也對(duì)將生物淋濾聯(lián)合類Fenton反應(yīng)應(yīng)用于污泥中重金屬的去除進(jìn)行了研究,在運(yùn)用此方法后,污泥中的重金屬含量可以達(dá)到CJ/T 309—2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》[7]以及GB 4284—2018《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》[8]的相關(guān)要求。研究證明,在污水處理中,運(yùn)用復(fù)合法對(duì)重金屬進(jìn)行去除也是非常有效的一種方式。

        5 結(jié)語

        綜上所述,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,環(huán)境污染問題已成為影響我國社會(huì)建設(shè)及大眾生活生產(chǎn)的首要問題。城市在生產(chǎn)生活中對(duì)水的需求量越大,排出的廢水越多,則城市污水中重金屬等有害物質(zhì)的含量多,所以,加強(qiáng)對(duì)城市污水中重金屬的有效處理至關(guān)重要。當(dāng)前,相關(guān)研究人員對(duì)重金屬的研究不斷深入,不斷研發(fā)新的、先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù),這對(duì)于有效治理城市污水的重金屬污染具有非常重要的意義。在未來,還要不斷優(yōu)化和改進(jìn)相關(guān)檢測(cè)技術(shù),為檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性提供重要保障。

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