新型環(huán)保水處理劑—硅藻精土系列在印染廢水處理中的應用
來源：江蘇省嘉慶水務發(fā)展有限公司 閱讀：2512 更新時間：2011-03-10 14:17內(nèi)容提要：新研發(fā)的硅藻精土系列是“綠色”環(huán)保型水處理劑，它不僅處理效果好（既解決工業(yè)廢水處理中的技術難點，又解決廢水資源化問題，為經(jīng)處理后水直接回用提供良好水質(zhì)），而且廢水處理產(chǎn)生的污泥可回收再利用或做其他有用產(chǎn)品，是清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟的典范。
關 鍵 詞：水處理劑、綠色環(huán)保型、硅藻技術
一．前言
隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，水資源危機已成為世界各國共同面對的全球性問題。我國水資源十分貧乏，北方是水源性“貧水” ，南方是水質(zhì)性“貧水” ，它嚴重制約著我國經(jīng)濟和社會的持續(xù)發(fā)展，多年來工廠、企業(yè)有不斷改革生產(chǎn)工藝，節(jié)約用水，技術人員在開發(fā)海水淡化技術，環(huán)保戰(zhàn)線在進行廢水處理資源化研究等，實踐證明，依靠科學技術是解決水資源危機最有效的途徑。
廢水處理資源化研究更是環(huán)保行業(yè)面廣量大的工作，其中水處理劑是廢水處理中必不可少的材料，以往所用的水處理劑解決水污染可達到一定標準，但不徹底，同時還會帶來一些新的污染。而新型環(huán)保硅藻精土系列水處理劑開發(fā)與應用不僅使污水凈化還可滿足回用要求，它已成為水處理領域新的熱點和靚點。
二．硅藻精土系列的來源、特性及作用
1．來源
硅藻是生活在湖海和海洋中的微體硅質(zhì)生物。天然硅藻土是古代單細胞植物硅藻的遺骸。經(jīng)多年成巖作用而形成的具有多孔性生物硅質(zhì)沉積巖。中國硅藻土資源占世界第二位。
我國在1935年發(fā)現(xiàn)硅藻土礦，從60年代開始研究硅藻土用在工業(yè)上作保溫材料和過濾材料。在工業(yè)上人們是將硅藻土中Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等作為雜質(zhì)除去，保留硅藻的多孔性，將其作為過濾材料，在許多領域已得到廣泛應用。但將硅藻土改性后的新材料用于廢水處理尚屬新的嘗試。用于廢水處理時Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等這些所謂“雜質(zhì)”恰恰的需要保留，因為這些“雜質(zhì)”——金屬氧化物都是凈化水質(zhì)所需的有效成份。
在我國硅藻土礦分布很廣，但不是什么硅藻土都可以用來作水處理劑，優(yōu)質(zhì)天然硅藻土的主要成份為非晶質(zhì)約占65%~90%），其次Al2O3（約占15%~20%），另外還有少量Fe2O3，CaO，MgO等，僅有那些非晶質(zhì)SiO2含量高的優(yōu)質(zhì)硅藻土經(jīng)過系列加工，方可作為水處理劑應用。天然硅藻土中還有粘土、石黃砂，碎礦屑等，通過選礦去除這些雜質(zhì)，再經(jīng)活化處理，添加一定量改性物質(zhì)，形成用于廢水處理時所需的各種類型的硅藻精土。也即本文所介紹的新型水處理劑。
2．特性及作用
改性硅藻土（硅藻精土）形狀為圓藻內(nèi)有無數(shù)篩網(wǎng)狀，故又稱圓篩藻，PH 7左右，粉末狀。表現(xiàn)密度：0.3-0.4g/cm3，比表面積：50-60m2/g，數(shù)量：2-2.5億個/g，孔徑7-125nm。
物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了它的性能，硅藻土經(jīng)過活化和改性后不僅比表面積大，微孔極多，對有機無機膠體顆粒具有很強的吸附性，其吸附能力自身質(zhì)量的3-4倍。同時因硅藻土中Fe2O3、CaO、MgO等金屬氧化物存在，與酸反應后生成可溶性鹽類，水解后具有很好的混凝作用，混凝時所形成的硅藻泥層具有很好的過濾作用。正因為硅藻精土同時具有混凝、吸附和過濾三大作用，所以在廢水處理時在特定的設備中充分發(fā)揮硅藻土的作用，可有效地降解廢水中的COD，去除SS，及細菌，使出水水質(zhì)達到高度凈化目的，其效果會優(yōu)于一般靠單一作用的水處理劑的效果則不難理解了。
三．工程應用
在廢水處理中針對不同水質(zhì)，采用不同類型硅藻精土水處理劑。在處理工藝中，硅藻技術所處定位不同，可發(fā)揮作用的側(cè)重點也不同。它與其他物化工藝或與生化工藝有機組合可以收到高效——時間短、效果好；低耗——占地少、投資省、運行費用低的綜合效果。同時解決許多常規(guī)工藝難于解決的技術難點。
（一） 在印染廢水處理中的應用
原來印染廢水常用的A/O法工藝，即水解酸化+好氧生化+物化處理工藝一般可以達綜合污水排放[GB8978-1996]二級標準，即出水要求CODcr≤150mg/l即可，但要達一級標準，CODcr≤100mg/l則有難度。因為剩下的COD差不多是生物很難降解的物質(zhì)，再延長生化時間意義也不大，常常事倍功半。為確保達一級標準，需增加一級深度處理工藝，如：用生物活性炭；生物濾池：二氧化氯氧化；光催化氧化等方法。而這些方法或因處理效率不佳、或因費用高昂、或因設備質(zhì)量問題常要維修、或因管理要求嚴格等等在具體工程中較難實施。
現(xiàn)在采用硅藻技術代替原工藝中的一般物化工藝，即作為印染廢水生化處理后的深度處理，真正起到“把關”作用，出水很易達一級排放標準。
1．凈化原理：
在經(jīng)過生化處理后的印染污水中投入微量改性硅藻土，在機械（或其他形式）攪拌作用下，使其迅速分散于污水中，硅藻表面的不平衡電位與污水中的帶電離子產(chǎn)生“范德華”引力和鍵橋作用，促使膠體“脫穩(wěn)”，污水中污染物迅速絮凝、沉淀，加上改性硅藻土具有巨大表面積、孔隙和吸附力，把超細微粒物質(zhì)吸附到硅藻土表面，形成鏈式網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當污水在特制的一體化專業(yè)設備中順利完成混凝、吸附、過濾三個過程，同時還在設備中通過最終的固液分離后，使廢水中難以降解的COD及SS、色素等進一步去除，從而使出水水質(zhì)達到高度凈化目的，出水：COD<100mg/l，色度4-8倍，SS<10mg/l。
2．改性硅藻土在印染廢水中的使用效果
據(jù)南京嘉慶科技實業(yè)有限公司在多家綜合性印染廠運行，將經(jīng)生化處理后的廢水（CODcr140～210mg/l）進入硅藻土凈水設備，出水CODcr為60～90mg/l，去除率40～66.6%，這是一般物化工藝很難達到的。
印染廢水經(jīng)過系列處理，最后余下的污染物很難降解，一般深度處理工藝CODcr去除率<30%。
用于印染廢水深度處理幾種工藝比較
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由上表可見：從CODcr去除率、脫色效果、達標可靠性、對水質(zhì)水量適應性、投資、運用費用、管理簡便等綜合考慮工藝⑤為首選工藝。
（二）在噴水織機廢水處理中的應用
噴水織機廢水是紡織行業(yè)在織造過程中產(chǎn)生的廢水，這類廢水中含有帶丙烯酸脂的槳料及纖維等雜質(zhì)，其水質(zhì)CODcr約500mg/l，最高有時達800mg/l，這類水若不經(jīng)處理排入水體，則水體會很快被污染。為治理污水在江、浙一帶多年來一直采用生化+物化二級處理工藝，占地投資均較大，運行費用也高，還常常達不到一級標準，更談不上水回用。
而現(xiàn)在采用硅藻技術一級處理即可達一級排放標準。出水CODcr<70mg/l，SS<10mg/l。
其作用原理：除硅藻土含Al+3，F(xiàn)e+2等在水中具有混凝作用外，硅藻的微孔吸附作用，在此產(chǎn)生了很好的效用，在一體化專門設備中，硅藻的混凝、吸附、過濾三種作用同時產(chǎn)生，其出水效果遠遠優(yōu)于生化加物化的二級效果。經(jīng)處理后水質(zhì)清沏透明，出水可直接回用于生產(chǎn)中。
以處理能力Q=1000m3/d為例：投資僅需60多萬元（常規(guī)二級工藝處理需150萬元），運行費用約為0.35元/噸水（常規(guī)工藝運行費用約為0.6元/噸水）。
水資源利用后一年收回全部投資，運行費用低于當?shù)刈詠硭M。采用硅藻精土處理工藝既解決了水污染問題，又充分利用水資源，這既是清潔生產(chǎn)又符合循環(huán)經(jīng)濟節(jié)約成本提高效益，一舉多得的好方法。
四．小結(jié)
1．硅藻精土是一種來源廣泛，成本低廉，使用范圍廣，處理效果好的新型綠色環(huán)保型水處理劑。
2．硅藻精土可以單獨發(fā)揮作用，更多時候是與其他工藝組合時用于后道深度處理更能發(fā)揮作用，同時可提高整體水處理效果，使出水直接達回用水要求。
3．若需同時發(fā)揮硅藻精的混凝、吸附、過濾三個作用時需使用特定的一體化設備來完成。硅藻一體化設備是專利產(chǎn)品。
五．問題討論
1．使用硅藻精土所產(chǎn)生的污泥出路是用者十分關心的問題。硅藻精土投加量為90-100ppm，80%的含水率污泥量為0.5kg/噸水。經(jīng)濃縮后的污泥出路：
（1） 集中提練處理后硅藻土可重復使用，價格便宜，效果可保持不變。
（2） 與水泥及粘土混合處理后，做人行道磚。
（3） 與電廠煤混燒后，制成建筑用磚。
（4） 用于城市生活污水產(chǎn)生的污泥通過生物發(fā)酵，作有機肥料。
2．當將硅藻精土與生物菌結(jié)合后形成的生物菌硅藻在水處理的領域中又將產(chǎn)生新的飛躍。南京嘉慶科技實業(yè)有限公司中試（2m3/l）已成功，正在進行工程應用。
六．參考文獻
1．孫從軍等 上海環(huán)境科學 2003年22卷4期
2．楊蒲仙 中國水污染防治技術 1999年10月第五期
3．楊蒲仙 國際水處理技術高級專家論壇 2005年6月第十二期
（中國水污染治理技術裝備論文集）
4．吳曉翔、藺嘉梅 南京嘉慶環(huán)保工程有限公司工程實例 2003-2006年
