隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源危機(jī)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(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)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(shù)人員在開發(fā)海水淡化技術(shù)，環(huán)保戰(zhàn)線在進(jìn)行廢水處理資源化研究等。實踐證明，依靠科學(xué)技術(shù)是解決水資源危機(jī)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(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)用不僅使污水凈化，還可滿足回用要求，它已成為水處理領(lǐng)域新的熱點和亮點。

1硅藻精土系列的來源、特性及作用

1.1來源

硅藻是生活在湖泊和海洋中的微體硅質(zhì)生物。天然硅藻土是古代單細(xì)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(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)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　%，其次為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(yīng)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。

1.2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。表觀密度為0.3　～　0.4　ｇ／ｃｍ3，比表面積為50～60?。?／ｇ，數(shù)量為2～2.5億個／ｇ，孔徑為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(jī)和無機(jī)膠體顆粒具有很強(qiáng)的吸附性，其吸附能力是自身質(zhì)量的3～4倍。同時因為硅藻土中Fe2O3、CaO、MgO 等金屬氧化物存在，與酸反應(yīng)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(shè)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(xì)菌，使出水水質(zhì)達(dá)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。

2工程應(yīng)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(shù)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的有機(jī)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(shù)難點。

2.1　在印染廢水處理中的應(yīng)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(dá)到綜合污水排放ＧＢ8978－1996的二級標(biāo)準(zhǔn)，即出水要求CODｃｒ≤150　Mg／Ｌ即可；但要達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，即CODｃｒ ≤100　Mg／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(dá)一級標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)備質(zhì)量問題，或因管理不夠嚴(yán)格，常要維修，在具體工程中較難實施。

現(xiàn)在采用硅藻技術(shù)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(guān)作用，出水很容易達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

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(jī)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(xì)微粒物質(zhì)吸附到硅藻土表面，形成鏈?zhǔn)骄W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)污水在特制的一體化專業(yè)設(shè)備中順利完成混凝、吸附、過濾3個過程，同時還在設(shè)備中通過最終的固液分離后，使廢水中難以降解的COD、ＳＳ、色素等進(jìn)一步去除，從而使出水水質(zhì)達(dá)到高度凈化目的，出水：CODｃｒ＜100　Mg／Ｌ，色度4　～　8倍，ＳＳ＜10　Mg／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入硅藻土凈水設(shè)備，將經(jīng)生化處理后的廢水（CODｃｒ為140　～　210　Mg／Ｌ）進(jìn)入硅藻土凈水設(shè)備，出水CODｃｒ 為60　～　90　Mg／Ｌ，去除率為40　%　～　66.6　%，這是一般物化工藝很難達(dá)到的。印染廢水經(jīng)過系列處理后，最后余下的污染物很難降解，一般深度處理工藝的CODｃｒ 去除率＜30　%。對幾種印染廢水深度處理工藝的效果進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。

由表1可見：從COD去除率、脫色效果、達(dá)標(biāo)可靠性、對水質(zhì)水量適應(yīng)性、投資、運用費用、管理簡便性等方面綜合考慮，改型硅藻土工藝為首選。

2.2在噴水織機(jī)廢水處理中的應(yīng)用

噴水織機(jī)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酯的漿料及纖維等雜質(zhì)，其水質(zhì)CODｃｒ約500　Mg／Ｌ，最高有時達(dá)800　Mg／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，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(dá)不到一級標(biāo)準(zhǔn)，更談不上水回用。

而現(xiàn)在采用硅藻技術(shù)一級處理即可達(dá)一級排放標(biāo)準(zhǔn)。出水CODｃｒ ＜70　Mg／Ｌ，ＳＳ＜ 10　Mg／Ｌ。其作用原理：除硅藻土含Al3＋、Fe2＋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(shè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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＝1　000?。?／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／ｔ水（常規(guī)工藝運行費用約為0.6元／ｔ水）。水資源利用后1年收回全部投資，運行費用低于當(dāng)?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(jì)，節(jié)約成本、提高效益，是一種一舉多得的好方法。

3問題討論

使用硅藻精土所產(chǎn)生的污泥出路是用者十分關(guān)心的問題。硅藻精土投加量為90　～　100?。穑穑?，80　%含水率的污泥量為0.5?。耄纾羲?。經(jīng)濃縮后的污泥有以下出路：

1）集中提煉處理后硅藻土可重復(fù)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(jī)肥料。

此外，當(dāng)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(lǐng)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（2?。?／Ｌ）已成功，目前正在進(jìn)行工程應(yīng)用。

4小結(jié)

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。它可以單獨發(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(dá)回用水的要求。若需同時發(fā)揮硅藻精的混凝、吸附、過濾3個作用時，需使用特定的一體化設(shè)備來完成，硅藻一體化設(shè)備是專利產(chǎn)品。
 
 
 
 

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