工业污水处理中硅藻土的应用

2015-01-27张晓云

资源节约与环保 2015年6期

张晓云

（大连理工大学环境工程设计研究院有限公司辽宁大连 116024）

高孔隙度、硅藻壳体结构、大比表面积使得硅藻土具有较强的吸附性，能有效吸附污水中的染料、重金属、有机物，在工业污水处理中具有广阔的应用前景。本文从硅藻土对有色污水中染料的吸附、对重金属离子的吸附、对有机化合物的吸附这三个方面来论述硅藻土在工业污水处理中的应用。

1 对有色污水中染料的吸附

有色污水主要来源于造纸、皮革生产、纺织印染、冶金等工业领域，其中纺织印染废水、造纸废水最为常见，对河流、湖泊具有较大的污染性。对有色污水的处理，物化法、生化法较为成熟，但这两种方法存在以下问题：部分染料很难降解；染料被物化或生化后可能会产生更大的污染。所以说，对于有色污水的处理，采用吸附法是一个不错的选择。对染料的吸附，活性炭非常高效，但存在价格高的问题，很难得到大规模的应用。随着人们对木屑、矿物黏土、粉煤灰、炉渣等廉价吸附材料的研究，硅藻土对染料的吸附性得到认可。硅藻土对燃料有较强的吸附能力，与常用的活性炭相比，硅藻土较为廉价，具有广阔的应用前景。为了了解硅藻土对污水燃料的吸附性能以及吸附机制，相关学者开展了大量的研究。国内的杨宇翔等[1]设计了以吉林和浙江产硅藻土为例采用染料吸附法的实验，实验结果表明：pH=13时，硅藻土的吸附量最大；孔分布、IEP值、结构、pH值、表面ζ电位均能影响吸附形式；符合Freundlich方程。在实际应用中，对硅藻土进行活化，利用其制成的复合净水剂能有效吸附污水染料，具有脱色效果好，COD去除率高、价格低廉等优势[2]。

2 对重金属离子的吸附

重金属废水主要来源于冶金、玻璃生产、制陶、采矿、电镀、电池制造等工业领域，这些重金属废水如果直接排放，不仅会导致植被的大量死亡，还能使人致畸致癌。电解法、渗透法、化学沉淀法、吸附法、离子交换法是重金属废水处理的主要方式，其中吸附法应用最为广泛。重金属以正电荷离子的形式存在污水中，而硅藻土不仅具有较大的比表面积，表面还带有很强的负电荷，正负电荷相互吸引，实现对重金属离子的吸附。

李门楼[3]使用溴化十六烷基三甲铵对普通硅藻土进行改性，然后利用改性硅藻土来处理电镀含锌废水，探讨除锌效果与锌质量浓度、废水pH、改性硅藻土用量的关系，实验结果表明：锌质量浓度不超过100mg/L，废水pH=4.0~7.0时，除锌效果最好，锌去除率可达到98%以上。刘频等[4]为了对比分析改性硅藻土和原土对Pb2+吸附性，利用硫酸对原土进行改性，并对改性硅藻土、原土对Pb2+吸附性进行系统研究，实验结果表明：改性硅藻土对Pb2+的吸附效果更好；符合Freundlich方程。沈岩柏等[5]为了探讨硅藻土对水相中Zn2+的吸附效果进行了相关实验，实验结果表明：对Zn2+的吸附，硅藻土在中性条件下的效果优于酸性；吸附迅速，10min就能达到吸附平衡。

3 对有机化合物的吸附

在炼油、焦化、合成纤维等领域会产生富含有机化合物的工业废水，这些化合物的主要成分是芳香族化合物，会对肝脏、肾脏、神经系统以及细胞蛋白质产生较大的伤害。硅藻土对有机化合物同样具有较强的吸附性，尤其是改性后的硅藻土。朱利中等[6]为了对比分析改性硅藻土对苯酚的吸附性能，用氯化十六烷基吡啶改性沸石，用溴化十六烷基三甲铵改性膨润土，用氯化十四烷基吡啶改性硅藻土，实验结果表明：联合改性硅藻土对苯酚的吸附效果优于优于单一改性硅藻土；改性硅藻土对苯酚的吸附效果优于原土；张红[7]为了探讨硅藻土对苯酚的作用机理进行了相关实验，实验结果表明：化学吸附、物理吸附是硅藻土对苯酚最主要的吸附方式，物理吸附占主导地位，涉及分子的深度效应、诱导力、絮凝作用、色散力等物理特性。此外，对于三氯乙烯、三氯甲烷等卤代烃，硅藻土同样具有较好吸附力，以物理吸附为主，吸附力主要是范德华力，且卤代烃在水中的溶解度也会对硅藻土的吸附容量造成一定的影响。