鐘志玉

（河源市市區(qū)城南污水處理廠，廣東 河源 517000）

硅藻土是由遠(yuǎn)古硅藻遺體堆積而成的，一種經(jīng)過(guò)初步成巖作用形成的多孔性生物硅質(zhì)巖，硅藻土壁殼上存在大量有序排放的微孔，獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)使其具有性能穩(wěn)定、耐酸、孔徑大、表面積大、吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)。硅藻土的吸附能力非常強(qiáng)，對(duì)于污水具有極好的凈化效果，用硅藻土處理工業(yè)廢水，可以獲得良好的處理效果，使用便捷，環(huán)保廉價(jià)。

1 硅藻土處理工業(yè)污水的作用機(jī)理

硅藻土在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有固定的形狀，微觀結(jié)構(gòu)主要取決于硅藻種類(lèi)。硅藻土的種類(lèi)不同，硅藻土的微觀結(jié)構(gòu)也存在明顯差別，在使用上也會(huì)存在差異。硅藻土的表面積、總面積和孔半徑都較大，吸附力較強(qiáng)，能夠?qū)O其細(xì)微的物質(zhì)吸附到表面。在處理工業(yè)廢水時(shí)，污水中加入硅藻土，攪拌后將其分散于污水中，硅藻土中和懸浮離子的帶電性，使污水中的電位中和沉淀，凝聚成較大的沉絮，沉淀至底部。硅藻本身具有較強(qiáng)的吸附力，孔徑較大，可以將污水中的細(xì)微物質(zhì)吸附到硅藻表面，達(dá)到清潔污水的效果。

硅藻土表面帶有負(fù)電性，對(duì)于帶正電核的污染物來(lái)說(shuō)，它可以實(shí)現(xiàn)有效吸附[1]。以普通的硅藻土作為污水處理器，只能起到壓縮雙電層的作用，處理效果較差，改性硅藻土則可以有效起到吸附負(fù)電位顆粒的效果。硅藻土具有巨大的表面積，在處理工業(yè)廢水時(shí)可以去除污水中的顆粒態(tài)和膠體，有效去除色度和溶解狀態(tài)的磷以及其他金屬離子。對(duì)于含工業(yè)廢水比例較高的污水，硅藻土具有高效的處理作用。

2 硅藻土在處理工業(yè)污水時(shí)的實(shí)踐應(yīng)用

硅藻土的純度、表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)決定了硅藻土處理污染物的效果，要提高硅藻土污水處理的效果，就要對(duì)硅藻原土進(jìn)行提純、活化、改性等操作，提高硅藻土的吸附能力。常用的改性方法有表面改性，即利用鋁鐵等帶正電荷的離子，對(duì)其進(jìn)行表面改性[2]。另一種為復(fù)配改性，即加入無(wú)機(jī)或有機(jī)絮凝物，使用酸性、微波和煅燒等處理手段，制成改性硅藻土，可以提高硅藻土的污水處理能力。

2.1 處理有機(jī)化合物

工業(yè)廢水中的有機(jī)化合物，特別是芳香族化合物是造成水體污染的主要物質(zhì)之一，對(duì)于水體環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重威脅。來(lái)源于焦化、煉油、合成纖維等工廠排出的廢水，甚至?xí)p害人類(lèi)的神經(jīng)、肝臟和腎臟等，造成嚴(yán)重的危害。

將硅藻土加入表面處理劑，改性制成硅藻土水處理劑，使其具有極強(qiáng)的吸附性，能夠?qū)⑺w中的有機(jī)物吸附后，沉降至頂部，從而獲得可循環(huán)使用的清水，與沉渣徹底分離。在硅藻土中加入一定量的傳統(tǒng)絮凝劑，可以有效提高污水凈化效果，加入復(fù)合聚氯化鋁并確定好硅藻土與復(fù)合聚氯化鋁的混合比例，可以使硅藻土的表面及孔內(nèi)表面產(chǎn)生大量的硅羥基，由于顆粒表面帶有一定的負(fù)電性，可以有效提高吸附力[3]。

2.2 處理重金屬離子廢水

在工業(yè)生產(chǎn)中，電鍍、制陶、采礦和電池等工廠產(chǎn)生的廢水含有較多的重金屬離子，在不經(jīng)處理排放后不僅會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害，也會(huì)使人致畸或致癌。

硅藻土的表面積較大，顆粒表面也具有很強(qiáng)的負(fù)電荷，吸附能力強(qiáng)，非常適合重金屬離子的處理。硅藻土的微孔和表面積是吸附的重要部位，吸附汞離子的作用機(jī)理主要是微孔吸附表面配位吸附，改性硅藻土的吸附作用相比原土具備明顯的優(yōu)勢(shì)，并且可以在一定范圍內(nèi)減少硅藻土的用量，降低成本。另外，在工業(yè)污水處理過(guò)程中，延長(zhǎng)硅藻土吸附時(shí)間，提高吸附時(shí)溫度以及提高pH值等方法，都可以改善銅離子的吸附去除效果，其中pH值是最重要的影響因素。

2.3 處理有色染料廢水

印染、紡織、造紙等工業(yè)生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生大量的有色廢水，是環(huán)保行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。有色廢水的毒性更強(qiáng)，難以降解，某些染料降解后也會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的致癌作用和有毒物質(zhì)，不能單純依靠傳統(tǒng)的方法處理。

活性炭對(duì)于去除廢水中的溶解性有機(jī)物非常有效，但是成本較高。人們可以利用廉價(jià)材料作為染料的吸附劑，其得到了廣泛的應(yīng)用。硅藻土含量豐富，開(kāi)采容易，價(jià)格要比活性炭材料低，是一種理想的染料吸附材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。將硅藻土放入燒杯中，經(jīng)過(guò)酸化、加熱、冷卻并過(guò)濾，用水調(diào)和至pH值為6左右，烘干研磨，將硅藻土焙燒2 h。硅藻土處理印染廢水時(shí)，硅藻土的吸附性能與其物理性能有重要的關(guān)系。對(duì)于染料濃度較高的廢水，硅藻土具有良好的廢水脫色效果。

利用酸化處理過(guò)的硅藻土來(lái)處理不同的染料廢水，會(huì)對(duì)染料廢水進(jìn)行選擇性的脫色，硅藻土的吸附能力與其結(jié)構(gòu)孔分布表面特性有關(guān)，染料濃度、硅藻土使用溫度以及粒徑對(duì)吸附也有影響[4]。硅藻土提純后加工制成的復(fù)合凈水劑，對(duì)于處理以麥根、蘆葦?shù)葹樵显斐傻脑旒垙U水具有良好的處理效果。復(fù)合制成的硅藻土再加入絮凝劑，具有良好的去除率和脫色率，處理印染廢水效果極佳。將硅藻土研磨炭燒后，使用硫酸和鹽酸活化烘干，用來(lái)處理造紙廢水，具備高效的脫色率和去除率。

2.4 處理含氟廢水

硅藻土可以用于處理工業(yè)廢水，對(duì)于含氟工業(yè)廢水也有一定的效果。工業(yè)生產(chǎn)期間經(jīng)常需要使用不同的含氟試劑，或者直接使用氫氟酸，導(dǎo)致排放的工業(yè)廢水中氟的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)。高含氟工業(yè)廢水直接排入環(huán)境，會(huì)造成嚴(yán)重的水體和土壤污染，其被植物吸收，最終影響人類(lèi)健康。

處理后的改性硅藻土可以有效去除工業(yè)廢水中的氟離子。經(jīng)過(guò)干燥粉碎研磨過(guò)后的硅藻土，用氫氧化鈉溶液浸泡1 h，再使用超聲波處理，經(jīng)過(guò)抽濾洗滌干燥等步驟，制成改性硅藻土，可以用來(lái)處理工業(yè)含氟廢水。經(jīng)過(guò)處理后，含氟污水中的負(fù)離子濃度會(huì)達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，使用含鋁化合物和氫氧化鈉活化處理硅藻土巖土，所制得的改性硅藻土可以處理含氟廢水，去除效果非常明顯，具有理想的凈化效果。用氫氧化物對(duì)改性硅藻土進(jìn)行活化處理，使其帶有負(fù)電荷，帶正電荷的金屬離子為含氟工業(yè)廢水中的吸附提供了良好的條件，通過(guò)堿金屬和堿土金屬的媒介作用，負(fù)離子可以被硅藻土吸附。另外，硅藻土還能夠有效去除水中的細(xì)菌，在水的過(guò)濾過(guò)程中，有極佳的吸附效果。

3 硅藻土在處理工業(yè)污水的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 硅藻土的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)今，硅藻土在工業(yè)廢水處理上的應(yīng)用僅限于極少幾類(lèi)工業(yè)廢水的吸附，應(yīng)用范圍較小，而且工業(yè)廢水處理中所使用的硅藻土助凝劑工藝復(fù)雜，沒(méi)有形成一套完整的生產(chǎn)體系，使用流程也沒(méi)有得到統(tǒng)一。在工業(yè)廢水處理中，硅藻土的應(yīng)用范圍受到限制，硅藻土處理廢水的成效、規(guī)律和影響等研究也不足，國(guó)內(nèi)對(duì)于硅藻土的研究主要集中在滿(mǎn)足助凝劑的需求上，在配合生化處理上的研究仍不足。另外，硅藻土吸附制品的性質(zhì)、性能和現(xiàn)狀的研究跟不上需求，也不利于改性硅藻土產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

3.2 硅藻土應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

硅藻土理論上可以處理多種工業(yè)廢水，應(yīng)用廣泛。比如，工業(yè)廢水中的一些重金屬離子對(duì)植物等的危害非常大，在工業(yè)廢水中加入硅藻土，就可以起到吸附重金屬離子的作用，針對(duì)危害性極大的含鎘廢水，硅藻土的處理效率也很高。硅藻土通過(guò)吸附、中和和混凝等方式，可以迅速降低廢水中的鎘濃度，對(duì)于廢水處理后留下的淤泥也可以進(jìn)行再生利用。

硅藻土具有獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的處理特性，作為一種新型高效的水處理劑，價(jià)格低廉，使用便捷，因此具有廣闊的發(fā)展前景。硅藻土在工業(yè)廢水的綜合處理上運(yùn)用非常廣泛，隨著硅藻土提純技術(shù)的日益成熟，工業(yè)廢水處理的硅藻土成本會(huì)更加降低，改性硅藻土的污水處理效果會(huì)更強(qiáng)，可以滿(mǎn)足處理不同類(lèi)型工業(yè)廢水的需要，同時(shí)硅藻土使用后的回收利用，也會(huì)得到新的突破，使其吸附工業(yè)廢水后又不會(huì)失去表面活性，達(dá)到高效利用和重復(fù)利用，降低污水處理成本。硅藻土與其他具有吸附能力的礦物進(jìn)行配合，協(xié)同處理，會(huì)提高硅藻土的處理效果，對(duì)硅藻土進(jìn)行改性，可以有效提高其處理工業(yè)廢水的作用，從而降低污水處理成本。

3.3 硅藻土在工業(yè)污水處理應(yīng)用的意義

硅藻土作為一種新型廉價(jià)的水處理劑，具有良好的處理效果和開(kāi)發(fā)利用前景。由于硅藻土自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，其具有較強(qiáng)的吸附性能，污水處理效果非常穩(wěn)定，也不會(huì)受到水溫和水量的變化影響，適用于高濃度的有毒物質(zhì)和含有電負(fù)荷的工業(yè)污水處理，硅藻土可以滿(mǎn)足不同類(lèi)型、不同程度的處理需求。隨著硅藻土的提純技術(shù)日益完善，其使用成本大大降低，也降低了工業(yè)廢水處理成本，對(duì)于加強(qiáng)工業(yè)廢水的治理具有非常重要的意義。經(jīng)過(guò)一系列焙燒后，硅藻土的表面活性并不會(huì)受到影響，經(jīng)過(guò)酸化、微波等處理后的硅藻土，對(duì)工業(yè)污水的處理效果會(huì)大大提升，硅藻土使用后的泥土和沉渣也非常容易回收，泥土的毒性小，減少了二次污染。

4 結(jié)語(yǔ)

硅藻土在污水處理領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，硅藻土分布廣泛，表面結(jié)構(gòu)特殊，是優(yōu)質(zhì)的非金屬資源，也是非常有效的水處理劑。經(jīng)過(guò)相關(guān)處理后，硅藻土的吸附效果會(huì)大大提高，從而達(dá)到高效處理工業(yè)污水的效果。但現(xiàn)今硅藻土的應(yīng)用范圍有限，具體工業(yè)污水處理流程也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步的研究和創(chuàng)新實(shí)踐。加快硅藻土應(yīng)用的研究和創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多工業(yè)污水的有效處理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、保護(hù)水資源的目的，加快對(duì)硅藻土應(yīng)用的研究和推廣，對(duì)于加快工業(yè)廢水的處理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步升級(jí)，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。