關鍵詞：污泥；重金屬；處理廠；去除

引言

隨著工業化和城市化進程的日益加快，重金屬污染已經成為全球關心的焦點。水體中的重金屬逐漸富集于污泥中，成為水生環境中最嚴重的污染源之一。我國污水處理能力日益提高，作為污水處理過程的必然產物，污泥（含水率按80%計）產量正以每年15%的速度增長，到2020年全國污泥總量將達到6000萬t/a。我國51個城市98個污水處理廠的污泥進行分析，發現其Zn、Cu、Cr含量較高。由于污泥中的重金屬類污染物豐富，如何妥善處理污泥將成為我國面臨的重大環境問題。

1 城市污水處理廠污泥重金屬去除的必要性

1.1 生態價值——提升污水處理質量

工業化發展中，污水凈化處理對于生態環境優化具有深刻影響。實踐過程中，大量污泥的利用處理是污水凈化的難點之一。具體而言，這些污泥中含有較多的重金屬有害物質和病原菌，若不能對其進行規范處理，勢必造成嚴重的黑臭固化廢物堆積，對人們的生產生活造成嚴重影響。而在去除技術應用過程中，污泥會被逐漸消耗利用，其使得污泥的總體規模有所降低，既保證了污水處理質量，又實現了城市環境的有效保護。

1.2 經濟價值——實現循環經濟發展

污泥的去除技術應用符合我國循環經濟的發展要求。污泥處理實踐中，重金屬有害物質雖然會對人們的生產生活造成一定威脅，但是其中的化學物質多為工業生產原料，在循環經濟理念下，通過置換還原處理，大量的金屬物質可進行再次萃取，并應用于工業生產實踐，其在推動循環經濟發展的同時，實現了工業生產成本的有效控制。此外，污泥中含有大量的有機物和氮磷鉀物質，將其應用于農業生產，可實現土質環境的有效改善，從而確保經濟效益的有效提升。

1.3 社會效益——彰顯良好社會形象

對于污水處理廠而言，污泥處理對其企業社會形象的彰顯具有重大影響。現階段，我國注重經濟發展的綠色可持續；其要求企業在生產實踐中注重社會責任承擔，實現生產過程的節能與環保。污水廠污泥的資源化處理，不僅實現了污水凈化過程環境效益的保證，更為工業生產提供了較多的基礎資源，實現了企業經濟效益、生態效益和社會效益的全面統籌。

2 城市污泥重金屬特征

2.1 城市污泥重金屬特征

根據從2010年-2015年關于城市污水廠污泥重金屬含量的文獻及資料調研發現，污泥中重金屬主要為銅、鋅、鎳、總鉻、鎘、鉛、汞和砷8種重金屬，這些重金屬含量都高于當地土壤背景值，其中銅、鋅和鎘超背景值100～200倍，是污泥中主要的污染元素。

2.2 城市污泥重金屬處理技術概況

目前對于污泥中重金屬的控制技術主要包括物理法、生物法化學法、電動修復、固定化/穩定化等方法，這些方法各有優缺點。如，化學法由于要對污泥進行酸化，且處理過后的酸性溶液需要中和，增加了試劑和設備成本；電動修復電能消耗大，每次處理的污泥量有限，一般情況下會與其它的處理技術聯用，應用受到限制；生物法處理時間長，工藝穩定性差。重金屬穩定劑主要有無機穩定劑和有機穩定劑兩種。現無機穩定劑的應用較為常見，但其存在狀態不夠穩定，在穩定化開展過程中易受環境變化從而使重金屬重新進入地表水或地下水。

3 污水處理廠的污泥去除技術應用途徑

3.1 污泥堆肥

污泥堆肥是當前污水處理廠污泥去除技術應用的重要方式。傳統農業應用中，人們沒有對污泥中的重金屬物質和病菌體進行清除，導致了污泥在農業應用中的惡臭化，加大了病菌和重金屬的污染程度。當前環境下，人們在農業應用中，然后在重金屬物質去除的同時，將污泥與煤粉等其他城市生活垃圾進行堆肥；其不僅實現了剩余重金屬物質生物活性的降低，更有效抑制了病菌體擴散，在減少惡臭氣味的同時，實現了生態環境的有效改善。

3.2 能源與熱能利用

加強污泥的處理及可回收資源利用，是節約資源、保護環境的有效途徑。現階段，在污泥回收中，其應用的形式較為多元。比如工業生產人員可在污泥熱解制油技術的應用下，對污泥進行高溫加熱，此時污泥會發生一定的化學反應，從而實現油、碳及相關氣體的生成，實現工業廢物的二次利用。此外，其還可以在高溫、高壓環境下，實現污泥的直接優化，并將其轉化為油狀物質進行工業應用，實現基礎生產資源的有效節約。

3.3 動電技術

動電技術是在固體/液相系統中插入電極，通過在污染介質上施加直流電壓形成電場梯度，利用直流電場產生的各種電動力學效應，驅使介質中重金屬在電滲析、電遷移、自由擴散和電泳作用下發生遷移，并富集于陰極區，從而將重金屬去除。從20世紀80年代起動電技術開始應用于土壤重金屬的去除，而對于城鎮污泥中重金屬的去除研究則正處于起步階段。

3.4 生物瀝濾法

指在有氧及含硫條件下，利用污泥中的氧化亞鐵硫桿菌與氧化硫硫桿菌等嗜酸性硫桿菌的直接作用或其代謝產物的間接作用，產生靜電吸附、共價吸附、絡合、螯合、離子交換和無機微沉淀等作用，使污泥的pH降低，污泥中處于吸附、化合狀態的不溶性重金屬離子從固相中溶出，進入水相成為可溶性離子形式，最后將污泥脫水從而達到去除污泥中的重金屬的目的。

對生物瀝濾和動電技術相結合去除污泥中的重金屬進行了研究，在生物淋濾過程中，有機硫化態的銅以及碳酸鹽結合態和有機硫化態的鋅都轉換成了可溶性的離子形態，在動電過程中，這些離子可以很容易遷移到電極區，并在那里聚集。最后，可以很方便地回收或處置這些重金屬。相對其他方法而言，生物瀝濾法去除污泥中的重金屬不但具有耗酸少、設備簡單、運行成本低、去除效果好、副產物無毒、適用范圍廣等優點，而且同時還能有效地去除污泥中的病原菌。但是該方法也具有滯留時間較長的缺陷，是今后需要解決的主要問題之一，此外高濃度重金屬淋出液的處理問題也需要進一步的探索。

3.5 植物提取法

植物提取法是利用重金屬超富集植物的根系從污泥中超量吸收一種或幾種污染物，特別是有毒重金屬，并將其轉移到植物莖葉等可收割的部位，然后收割莖葉，再進行異地處理的一種方法。非穩定態重金屬容易被植物吸收利用，如可交換態、碳酸鹽結合態和鐵錳氧化物結合態;穩定性較強的重金屬不易釋放到環境中，如硫化物和有機結合態;而殘渣態對生物無效，為不可利用態。

因此，對于殘渣態重金屬含量高的污泥，不適合采取植物提取法來去除重金屬。植物提取法只能作為污泥中重金屬去除的輔助方法。為了把植物提取法運用到實際工程中，還需要在多方面做更深入的研究，如尋找更多的對重金屬具有超富集作用的植物，并對已知的超富集植物進行改良;富含重金屬的植物收割后的后續處理問題;在有條件的地區創建示范研究基地，以便總結實際經驗進行推廣等。

4 結語

總之，污泥中水分的脫除對重金屬的脫除有一定影響。污泥中的水分與重金屬離子的脫除均不是單獨的過程，兩者之間既有協同作用，污泥的土地利用可以實現廢物資源化，是環境友好的一種處理方法，值得提倡。全面地認識污泥中重金屬的賦存特性，對于控制污泥處理過程中的重金屬的污染而言，是一項基本但是非常重要的工作。希望本文可為污水處理廠污泥金屬處理處置的管理以及方法進行分析以及管理。

原標題:城市污水處理廠污泥重金屬的去除