城镇污水处理厂尾水人工湿地处理去除重金属机理

1.污水中重金属的存在形态

污水中重金属迁移转化规律受到其存在形态的直接影响，因此有必要研究水中重金属离子的存在形态。城市污水中重金属主要有两种存在形态，即溶解态和颗粒态。溶解态指的是水样用滤膜过滤、滤液经酸化后测得的重金属的总量，也称作水相的重金属含量。颗粒态是指过滤后的滤渣经过消解处理后测得的重金属的总量。溶解态重金属又可分为不安态和络合态。过滤的水样滤液若不经酸化而直接测定则得到的是不安态。不安态是具有电活性的、游离的、简单的无机络离子。溶解态减去不安态就得到络合态，包括中等不稳定态、慢不稳定态和惰性态。其中，中等不稳定态是与有机物和胶体物络合结合较弱的部分，慢不稳定态是络合结合较强的部分，而惰性态则是对树脂不敏感但与水中有机物质或胶体物质强烈结合的部分。

颗粒态重金属根据不同的多级连续提取方法而有不同的分类形态。主要有三种常用的多级连续提取方法，分别为Forstner法、BCR法和Tessier法。根据Forstner法，可将颗粒态重金属分为7种形态，即交换态、碳酸盐态、有机态、无定形氧化锰结合态、无定形氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态和残渣态。由四步提取的BCR法可将颗粒态重金属分为4种形态，即酸可提取态（代表当环境条件变酸时，能释放到环境中的金属）、还原态（代表与铁锰氧化物结合在一起的金属）、氧化态（代表与有机质和硫化物结合的金属）和残渣态（指与原生或次生矿物牢固结合的金属）。采用Tessier法可将颗粒态重金属的形态分为离子交换态（指交换吸附在沉积物上的黏土矿物及其他成分）、碳酸盐结合态（指碳酸盐沉淀结合一些进入水体的重金属）、铁锰水合氧化物结合态（指水体中重金属与水合氧化铁、氧化锰生成结核的部分）、有机结合态和硫化物结合态（指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包裹在有机质颗粒上同有机质鳌合等或生成硫化物）、残渣态（指石英、黏土矿物等晶格里的部分），该法是目前应用最广泛的方法。

2.污水生物处理工艺中重金属的去除机理(www.xing528.com)

对于传统活性污泥处理法，污水中的颗粒态重金属主要通过初沉池去除，溶解态重金属主要通过生物处理单元和二沉池去除。其中初沉池和二沉池的去除机理主要是颗粒物的吸附、共沉淀等理化作用。生物处理单元的去除机理主要有：①同化吸收作用，即微生物对可溶性重金属的同化利用；②生物吸附作用，主要指细胞外的生物多聚物和污泥颗粒的吸附作用，重金属离子被生物体细胞表面的多种吸附物质所吸附；③截留作用，即生物处理单元中的混合基质截留去除颗粒态重金属。在生物处理单元中，重金属的去除主要是生物吸附作用。

活性污泥是大量微生物所构成的絮凝体，絮凝体的比表面积大，表面带负电荷，通过电荷中和作用可以吸附重金属，且吸附能力较大。活性污泥的吸附过程中Cu2+，Zn2+，Cd2+等主要是与较大的活性污泥颗粒（直径大于8 μm）结合，而Ni2+主要是与直径小于8 μm的污泥颗粒结合，活性污泥对这4种金属吸附能力的大小顺序为：Cu2+＞Zn2+＞Cd2+＞Ni2+。