污廢水處理中硅藻土的應(yīng)用

　　硅藻土主要是由硅藻以及其他微生物的硅質(zhì)遺骸構(gòu)成的生物硅質(zhì)巖，成分是以氧化鋁、無定形二氧化硅為主。硅藻土表面具有一種特殊的微孔結(jié)構(gòu)，其比表面積大小對吸附性能會產(chǎn)生直接的影響，而且吸附量和比表面積呈現(xiàn)出正比例的關(guān)系。由于硅藻土具有吸附性較強(qiáng)、孔徑較大以及耐酸等特征，已經(jīng)在污廢水處理很多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，將其作為污泥脫水劑、吸附劑等等。

　　1、概述硅藻土

　　硅藻土是硅質(zhì)沉積巖的一種，屬于生物成因，主要是由海綿的遺體以及古代地質(zhì)時(shí)期硅藻等組成的，其化學(xué)成分以無定性的SiO2為主，而且包含少量的有機(jī)質(zhì)以及AL2O3等等。最早是德國科學(xué)家漢諾威對硅藻土進(jìn)行利用。后來，因?yàn)槠渚邆浔缺砻孑^大、吸附性較強(qiáng)、孔隙率較高、熱導(dǎo)性較低、耐酸、保溫隔音以及耐磨等優(yōu)勢，使其在化工行業(yè)、建材行業(yè)以及飲食行業(yè)中得到普遍應(yīng)用。

　　2、硅藻土的提純和改性

　　在污廢水處理行業(yè)，硅藻土的孔隙結(jié)構(gòu)以及純度直接決定了其消除污染物的成效。為了可以有效改進(jìn)硅藻土污水處理的效果，可以針對硅藻原土進(jìn)行改性、提純等處理。至今，擁有良好提純效果的方式主要有三種，分別是焙燒法、酸洗法、綜合法以及擦洗法等等。經(jīng)常采用的改性方式有：其一，焙燒改性。主要是指采用煅燒手段，以提升硅藻土的水處理能力。其二，表面改性。主要是指合理利用鐵、鋁等攜帶正電荷的離子對硅藻土進(jìn)行表面改性。

　　3、硅藻土在城市污水處理中的應(yīng)用分析

　　硅藻土是一種價(jià)格較低的過濾介質(zhì)，在城市污水處理中，不僅是硝化細(xì)菌等生物膜的載體，而且是絮凝劑，充分發(fā)揮接觸過濾的作用，不斷強(qiáng)化硅藻土的吸附功能。將硅藻土添加到城市污水處理系統(tǒng)中，既具備投資較少、運(yùn)行費(fèi)用較低以及不引起二次污染等特征，又能夠提升城市污水原有處理系統(tǒng)的耐沖擊能力，確保各項(xiàng)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。

　　采取A/O工藝和硅藻土對城市污水進(jìn)行組合處理，就是指在以往厭氧生化系統(tǒng)中加入硅藻土，有效利用硅藻土過濾和絮凝一體的物化作用，提升生化池中的生物類型及生物量，提升生化系統(tǒng)的處理水平，以滿足出水量達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。比如：丁中海采取A/O+硅藻精土工藝處理某個(gè)城市的生活污水，若其處理規(guī)模是24小時(shí)一萬立方米，說明其出水每項(xiàng)指標(biāo)都可以達(dá)到國家一級標(biāo)準(zhǔn);郭敏曉采取粉末化的硅藻土生物載體強(qiáng)化A/O法對于某個(gè)河流工業(yè)集鎮(zhèn)的綜合污水進(jìn)行處理。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，相對于普通的A/O工藝而言，粉末化的硅藻土生物載體強(qiáng)化A/O法對CODcr的去除能力較強(qiáng)，而且提高了系統(tǒng)的耐沖擊力。

　　科學(xué)利用硅藻土復(fù)合生物反應(yīng)器對城市污水進(jìn)行處理，就是將硅藻土加入曝氣池中，利用復(fù)配硅藻土的絮凝與化學(xué)吸附特性，讓曝氣池中不僅附著生長型微生物，而且存在懸浮生長型微生物，加強(qiáng)廢水處理能力，能夠減少生物處理停留時(shí)間，解決污泥膨脹的問題，改進(jìn)污泥的污水出水水質(zhì)。比如：金偉合理利用硅藻土復(fù)合生物反應(yīng)器對城市污水進(jìn)行處理，當(dāng)水力停留時(shí)間是4h時(shí)，對COCDcr的去除率是76.3%;當(dāng)水力停留時(shí)間是7h時(shí)，對TP的去除率是63.2%。趙亞萍利用硅藻土移動(dòng)床復(fù)合生物反應(yīng)器對城市污水進(jìn)行處理時(shí)，最終試驗(yàn)結(jié)果顯示：若溶解氧濃度是1.96mg/L，處理出水的TP是0.8mg/L。

　　4、硅藻土在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用分析

　　4.1 重金屬離子廢水

　　采礦、電鍍以及制陶造成的廢水中包含大量的重金屬離子。這些年來，我國和其他國家對硅藻土在重金屬離子廢水處理中的應(yīng)用開展了很多探究，但是有關(guān)工程應(yīng)用較少。

　　大多數(shù)情況下，無機(jī)硅藻土應(yīng)用于重金屬離子廢水處理中，經(jīng)過錳氧化物改性后的硅藻土具有較好的效果。楊文利用PAM包裹硅藻土對濃度高的Cd2+模擬廢水進(jìn)行處理，不難發(fā)現(xiàn)PAM以分子層的形式在硅藻土孔隙內(nèi)及表面吸附。而硅藻土吸附重金屬離子的理論探究有待完善，只是局限于一些常見的金屬離子組分，在今后的探究中應(yīng)該更加側(cè)重于機(jī)理探究，而且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行多個(gè)組分的系統(tǒng)性試驗(yàn)，從而得出影響因素，以便于增強(qiáng)其處理各種類型廢水的能力，加快其工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。

　　4.2 橡膠促進(jìn)劑生產(chǎn)廢水

　　橡膠促進(jìn)劑生產(chǎn)廢水是一種濃度高、難以降解的有機(jī)廢水，鹽分高，而且包含有硫的苯、雜環(huán)化合物，而且生化處理難度系數(shù)較大。張秋花利用制備硅藻土復(fù)配混凝劑，針對橡膠促進(jìn)劑生產(chǎn)廢水進(jìn)行嚴(yán)格的處理試驗(yàn)。最終試驗(yàn)結(jié)果顯示：硅藻土復(fù)配混凝土在投加糧食0.8g/L、pH值是6時(shí)，沉降時(shí)間是36min的理想處理?xiàng)l件下，鹽度的去除率是45.7%，大幅度降低了后期的反應(yīng)污染服務(wù)，為后期生化處理提供了有力保障。

　　4.3 造紙廢水

　　造紙廢水成分較為復(fù)雜、可生化性不高，BOD和COD含量較高，通過有效利用硅藻土的吸附性，在原來廢水處理工藝上添加硅藻土吸附單元，不斷強(qiáng)化對造紙廢水中BOD以及色度的吸附力以加強(qiáng)處理效果是目前主要的研究方向。

　　在造紙廢水處理中應(yīng)用硅藻土的實(shí)例是相當(dāng)多的。尚蔚利用陽離子聚丙烯酰胺改性硅藻土，而且應(yīng)用于造紙廠二沉池廢水的處理。最終結(jié)果顯示：當(dāng)硅藻土用量是240mL/L時(shí)，經(jīng)過3h的吸附，二次沉廢水中COD的去除率已經(jīng)達(dá)到98%。

　　當(dāng)前，我國針對造紙廢水的深度處理技術(shù)以Fenton工藝為主，采用硅藻土技術(shù)代替Fenton工藝，提標(biāo)改造深度處理工程，能夠降低處理成本，提升處理能量力，為制漿造紙廢水深度處理創(chuàng)造更多新的選擇。

　　5、硅藻土在污廢水處理中的發(fā)展趨勢

　　硅藻土是新型水處理劑之一，其特有的結(jié)構(gòu)賦予其很多良好的特點(diǎn)，導(dǎo)致硅藻土擁有十分廣闊的市場發(fā)展前景。第一，硅藻土在深化、過濾以及吸附處理方面，以及在不同類型廢水深度處理中的綜合性應(yīng)用會更加普遍。第二，呈現(xiàn)出越來越多的新型硅藻土提純技術(shù)，讓廢水處理方面所使用的成本硅藻土成本不斷下降。第三，改良完硅藻土，會加強(qiáng)硅藻土的使用效果，其去除效果和處理廢水能力會得到大幅度提高，并且可以滿足各種類型污水處理的需求。第四，硅藻土的回收利用方式出現(xiàn)全新的突破，比如：經(jīng)過焙燒的硅藻土，不僅燒掉吸附的有機(jī)物，而且不會降低表面活性，以實(shí)現(xiàn)有效利用的目標(biāo)。第五，硅藻土和其他具備特殊吸附性能的物質(zhì)相結(jié)合，充分利用其他礦物的協(xié)同作用原理，研究出各種新的硅藻土吸附劑。第六，通過研究硅藻土改性，減少處理污廢水的成本，同時(shí)提升硅藻土處理污廢水的效果。

　　6、結(jié)語

　　總而言之，硅藻土在污廢水處理中具有顯著的效果。其可以去除污染物，降低污廢水對自然環(huán)境的污染。因此，我國各大中小城市污廢水處理領(lǐng)域中開始大范圍的應(yīng)用硅藻土，并且已經(jīng)取得良好的成效，對提高人們生活質(zhì)量、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。(來源：寶雞文理學(xué)院 地理與環(huán)境學(xué)院)