硅藻土在工業污水處理中的應用

鐘志玉

（河源市市區城南污水處理廠，廣東 河源 517000）

硅藻土是由遠古硅藻遺體堆積而成的，一種經過初步成巖作用形成的多孔性生物硅質巖，硅藻土壁殼上存在大量有序排放的微孔，獨特的微孔結構使其具有性能穩定、耐酸、孔徑大、表面積大、吸附性強的特點。硅藻土的吸附能力非常強，對于污水具有極好的凈化效果，用硅藻土處理工業廢水，可以獲得良好的處理效果，使用便捷，環保廉價。

1 硅藻土處理工業污水的作用機理

硅藻土在結構上沒有固定的形狀，微觀結構主要取決于硅藻種類。硅藻土的種類不同，硅藻土的微觀結構也存在明顯差別，在使用上也會存在差異。硅藻土的表面積、總面積和孔半徑都較大，吸附力較強，能夠將極其細微的物質吸附到表面。在處理工業廢水時，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。硅藻本身具有較強的吸附力，孔徑較大，可以將污水中的細微物質吸附到硅藻表面，達到清潔污水的效果。

硅藻土表面帶有負電性，對于帶正電核的污染物來說，它可以實現有效吸附[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電位顆粒的效果。硅藻土具有巨大的表面積，在處理工業廢水時可以去除污水中的顆粒態和膠體，有效去除色度和溶解狀態的磷以及其他金屬離子。對于含工業廢水比例較高的污水，硅藻土具有高效的處理作用。

2 硅藻土在處理工業污水時的實踐應用

硅藻土的純度、表面性質和結構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，就要對硅藻原土進行提純、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，對其進行表面改性[2]。另一種為復配改性，即加入無機或有機絮凝物，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 處理有機化合物

工業廢水中的有機化合物，特別是芳香族化合物是造成水體污染的主要物質之一，對于水體環境會造成嚴重威脅。來源于焦化、煉油、合成纖維等工廠排出的廢水，甚至會損害人類的神經、肝臟和腎臟等，造成嚴重的危害。

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

2.2 處理重金屬離子廢水

在工業生產中，電鍍、制陶、采礦和電池等工廠產生的廢水含有較多的重金屬離子，在不經處理排放后不僅會對植物產生毒害，也會使人致畸或致癌。

硅藻土的表面積較大，顆粒表面也具有很強的負電荷，吸附能力強，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勢，并且可以在一定范圍內減少硅藻土的用量，降低成本。另外，在工業污水處理過程中，延長硅藻土吸附時間，提高吸附時溫度以及提高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、造紙等工業生產都會產生大量的有色廢水，是環保行業關注的焦點。有色廢水的毒性更強，難以降解，某些染料降解后也會產生極強的致癌作用和有毒物質，不能單純依靠傳統的方法處理。

活性炭對于去除廢水中的溶解性有機物非常有效，但是成本較高。人們可以利用廉價材料作為染料的吸附劑，其得到了廣泛的應用。硅藻土含量豐富，開采容易，價格要比活性炭材料低，是一種理想的染料吸附材料，具有廣闊的應用前景。將硅藻土放入燒杯中，經過酸化、加熱、冷卻并過濾，用水調和至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，硅藻土的吸附性能與其物理性能有重要的關系。對于染料濃度較高的廢水，硅藻土具有良好的廢水脫色效果。

利用酸化處理過的硅藻土來處理不同的染料廢水，會對染料廢水進行選擇性的脫色，硅藻土的吸附能力與其結構孔分布表面特性有關，染料濃度、硅藻土使用溫度以及粒徑對吸附也有影響[4]。硅藻土提純后加工制成的復合凈水劑，對于處理以麥根、蘆葦等為原料造成的造紙廢水具有良好的處理效果。復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廢水，對于含氟工業廢水也有一定的效果。工業生產期間經常需要使用不同的含氟試劑，或者直接使用氫氟酸，導致排放的工業廢水中氟的濃度遠遠超過排放標準。高含氟工業廢水直接排入環境，會造成嚴重的水體和土壤污染，其被植物吸收，最終影響人類健康。

處理后的改性硅藻土可以有效去除工業廢水中的氟離子。經過干燥粉碎研磨過后的硅藻土，用氫氧化鈉溶液浸泡1 h，再使用超聲波處理，經過抽濾洗滌干燥等步驟，制成改性硅藻土，可以用來處理工業含氟廢水。經過處理后，含氟污水中的負離子濃度會達到國家污水排放標準，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。用氫氧化物對改性硅藻土進行活化處理，使其帶有負電荷，帶正電荷的金屬離子為含氟工業廢水中的吸附提供了良好的條件，通過堿金屬和堿土金屬的媒介作用，負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菌，在水的過濾過程中，有極佳的吸附效果。

3 硅藻土在處理工業污水的應用現狀

3.1 硅藻土的應用現狀

現今，硅藻土在工業廢水處理上的應用僅限于極少幾類工業廢水的吸附，應用范圍較小，而且工業廢水處理中所使用的硅藻土助凝劑工藝復雜，沒有形成一套完整的生產體系，使用流程也沒有得到統一。在工業廢水處理中，硅藻土的應用范圍受到限制，硅藻土處理廢水的成效、規律和影響等研究也不足，國內對于硅藻土的研究主要集中在滿足助凝劑的需求上，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、性能和現狀的研究跟不上需求，也不利于改性硅藻土產品質量的提升。

3.2 硅藻土應用的發展趨勢

硅藻土理論上可以處理多種工業廢水，應用廣泛。比如，工業廢水中的一些重金屬離子對植物等的危害非常大，在工業廢水中加入硅藻土，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。硅藻土通過吸附、中和和混凝等方式，可以迅速降低廢水中的鎘濃度，對于廢水處理后留下的淤泥也可以進行再生利用。

硅藻土具有獨特的物理結構和優良的處理特性，作為一種新型高效的水處理劑，價格低廉，使用便捷，因此具有廣闊的發展前景。硅藻土在工業廢水的綜合處理上運用非常廣泛，隨著硅藻土提純技術的日益成熟，工業廢水處理的硅藻土成本會更加降低，改性硅藻土的污水處理效果會更強，可以滿足處理不同類型工業廢水的需要，同時硅藻土使用后的回收利用，也會得到新的突破，使其吸附工業廢水后又不會失去表面活性，達到高效利用和重復利用，降低污水處理成本。硅藻土與其他具有吸附能力的礦物進行配合，協同處理，會提高硅藻土的處理效果，對硅藻土進行改性，可以有效提高其處理工業廢水的作用，從而降低污水處理成本。

3.3 硅藻土在工業污水處理應用的意義

硅藻土作為一種新型廉價的水處理劑，具有良好的處理效果和開發利用前景。由于硅藻土自身的結構性質，其具有較強的吸附性能，污水處理效果非常穩定，也不會受到水溫和水量的變化影響，適用于高濃度的有毒物質和含有電負荷的工業污水處理，硅藻土可以滿足不同類型、不同程度的處理需求。隨著硅藻土的提純技術日益完善，其使用成本大大降低，也降低了工業廢水處理成本，對于加強工業廢水的治理具有非常重要的意義。經過一系列焙燒后，硅藻土的表面活性并不會受到影響，經過酸化、微波等處理后的硅藻土，對工業污水的處理效果會大大提升，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 結語

硅藻土在污水處理領域具有廣闊的發展前景，硅藻土分布廣泛，表面結構特殊，是優質的非金屬資源，也是非常有效的水處理劑。經過相關處理后，硅藻土的吸附效果會大大提高，從而達到高效處理工業污水的效果。但現今硅藻土的應用范圍有限，具體工業污水處理流程也缺乏統一的標準，需要進一步的研究和創新實踐。加快硅藻土應用的研究和創新，可以實現對眾多工業污水的有效處理，實現保護環境、保護水資源的目的，加快對硅藻土應用的研究和推廣，對于加快工業廢水的處理，實現工業產業的進一步升級，具有非常重要的現實意義。