硅藻土在工业污水处理中的应用

钟志玉

（河源市市区城南污水处理厂，广东 河源 517000）

硅藻土是由远古硅藻遗体堆积而成的，一种经过初步成岩作用形成的多孔性生物硅质岩，硅藻土壁壳上存在大量有序排放的微孔，独特的微孔结构使其具有性能稳定、耐酸、孔径大、表面积大、吸附性强的特点。硅藻土的吸附能力非常强，对于污水具有极好的净化效果，用硅藻土处理工业废水，可以获得良好的处理效果，使用便捷，环保廉价。

1 硅藻土处理工业污水的作用机理

硅藻土在结构上没有固定的形状，微观结构主要取决于硅藻种类。硅藻土的种类不同，硅藻土的微观结构也存在明显差别，在使用上也会存在差异。硅藻土的表面积、总面积和孔半径都较大，吸附力较强，能够将极其细微的物质吸附到表面。在处理工业废水时，污水中加入硅藻土，搅拌后将其分散于污水中，硅藻土中和悬浮离子的带电性，使污水中的电位中和沉淀，凝聚成较大的沉絮，沉淀至底部。硅藻本身具有较强的吸附力，孔径较大，可以将污水中的细微物质吸附到硅藻表面，达到清洁污水的效果。

硅藻土表面带有负电性，对于带正电核的污染物来说，它可以实现有效吸附[1]。以普通的硅藻土作为污水处理器，只能起到压缩双电层的作用，处理效果较差，改性硅藻土则可以有效起到吸附负电位颗粒的效果。硅藻土具有巨大的表面积，在处理工业废水时可以去除污水中的颗粒态和胶体，有效去除色度和溶解状态的磷以及其他金属离子。对于含工业废水比例较高的污水，硅藻土具有高效的处理作用。

2 硅藻土在处理工业污水时的实践应用

硅藻土的纯度、表面性质和结构决定了硅藻土处理污染物的效果，要提高硅藻土污水处理的效果，就要对硅藻原土进行提纯、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，即利用铝铁等带正电荷的离子，对其进行表面改性[2]。另一种为复配改性，即加入无机或有机絮凝物，使用酸性、微波和煅烧等处理手段，制成改性硅藻土，可以提高硅藻土的污水处理能力。

2.1 处理有机化合物

工业废水中的有机化合物，特别是芳香族化合物是造成水体污染的主要物质之一，对于水体环境会造成严重威胁。来源于焦化、炼油、合成纤维等工厂排出的废水，甚至会损害人类的神经、肝脏和肾脏等，造成严重的危害。

将硅藻土加入表面处理剂，改性制成硅藻土水处理剂，使其具有极强的吸附性，能够将水体中的有机物吸附后，沉降至顶部，从而获得可循环使用的清水，与沉渣彻底分离。在硅藻土中加入一定量的传统絮凝剂，可以有效提高污水净化效果，加入复合聚氯化铝并确定好硅藻土与复合聚氯化铝的混合比例，可以使硅藻土的表面及孔内表面产生大量的硅羟基，由于颗粒表面带有一定的负电性，可以有效提高吸附力[3]。

2.2 处理重金属离子废水

在工业生产中，电镀、制陶、采矿和电池等工厂产生的废水含有较多的重金属离子，在不经处理排放后不仅会对植物产生毒害，也会使人致畸或致癌。

硅藻土的表面积较大，颗粒表面也具有很强的负电荷，吸附能力强，非常适合重金属离子的处理。硅藻土的微孔和表面积是吸附的重要部位，吸附汞离子的作用机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备明显的优势，并且可以在一定范围内减少硅藻土的用量，降低成本。另外，在工业污水处理过程中，延长硅藻土吸附时间，提高吸附时温度以及提高pH值等方法，都可以改善铜离子的吸附去除效果，其中pH值是最重要的影响因素。

2.3 处理有色染料废水

印染、纺织、造纸等工业生产都会产生大量的有色废水，是环保行业关注的焦点。有色废水的毒性更强，难以降解，某些染料降解后也会产生极强的致癌作用和有毒物质，不能单纯依靠传统的方法处理。

活性炭对于去除废水中的溶解性有机物非常有效，但是成本较高。人们可以利用廉价材料作为染料的吸附剂，其得到了广泛的应用。硅藻土含量丰富，开采容易，价格要比活性炭材料低，是一种理想的染料吸附材料，具有广阔的应用前景。将硅藻土放入烧杯中，经过酸化、加热、冷却并过滤，用水调和至pH值为6左右，烘干研磨，将硅藻土焙烧2 h。硅藻土处理印染废水时，硅藻土的吸附性能与其物理性能有重要的关系。对于染料浓度较高的废水，硅藻土具有良好的废水脱色效果。

利用酸化处理过的硅藻土来处理不同的染料废水，会对染料废水进行选择性的脱色，硅藻土的吸附能力与其结构孔分布表面特性有关，染料浓度、硅藻土使用温度以及粒径对吸附也有影响[4]。硅藻土提纯后加工制成的复合净水剂，对于处理以麦根、芦苇等为原料造成的造纸废水具有良好的处理效果。复合制成的硅藻土再加入絮凝剂，具有良好的去除率和脱色率，处理印染废水效果极佳。将硅藻土研磨炭烧后，使用硫酸和盐酸活化烘干，用来处理造纸废水，具备高效的脱色率和去除率。

2.4 处理含氟废水

硅藻土可以用于处理工业废水，对于含氟工业废水也有一定的效果。工业生产期间经常需要使用不同的含氟试剂，或者直接使用氢氟酸，导致排放的工业废水中氟的浓度远远超过排放标准。高含氟工业废水直接排入环境，会造成严重的水体和土壤污染，其被植物吸收，最终影响人类健康。

处理后的改性硅藻土可以有效去除工业废水中的氟离子。经过干燥粉碎研磨过后的硅藻土，用氢氧化钠溶液浸泡1 h，再使用超声波处理，经过抽滤洗涤干燥等步骤，制成改性硅藻土，可以用来处理工业含氟废水。经过处理后，含氟污水中的负离子浓度会达到国家污水排放标准，使用含铝化合物和氢氧化钠活化处理硅藻土岩土，所制得的改性硅藻土可以处理含氟废水，去除效果非常明显，具有理想的净化效果。用氢氧化物对改性硅藻土进行活化处理，使其带有负电荷，带正电荷的金属离子为含氟工业废水中的吸附提供了良好的条件，通过碱金属和碱土金属的媒介作用，负离子可以被硅藻土吸附。另外，硅藻土还能够有效去除水中的细菌，在水的过滤过程中，有极佳的吸附效果。

3 硅藻土在处理工业污水的应用现状

3.1 硅藻土的应用现状

现今，硅藻土在工业废水处理上的应用仅限于极少几类工业废水的吸附，应用范围较小，而且工业废水处理中所使用的硅藻土助凝剂工艺复杂，没有形成一套完整的生产体系，使用流程也没有得到统一。在工业废水处理中，硅藻土的应用范围受到限制，硅藻土处理废水的成效、规律和影响等研究也不足，国内对于硅藻土的研究主要集中在满足助凝剂的需求上，在配合生化处理上的研究仍不足。另外，硅藻土吸附制品的性质、性能和现状的研究跟不上需求，也不利于改性硅藻土产品质量的提升。

3.2 硅藻土应用的发展趋势

硅藻土理论上可以处理多种工业废水，应用广泛。比如，工业废水中的一些重金属离子对植物等的危害非常大，在工业废水中加入硅藻土，就可以起到吸附重金属离子的作用，针对危害性极大的含镉废水，硅藻土的处理效率也很高。硅藻土通过吸附、中和和混凝等方式，可以迅速降低废水中的镉浓度，对于废水处理后留下的淤泥也可以进行再生利用。

硅藻土具有独特的物理结构和优良的处理特性，作为一种新型高效的水处理剂，价格低廉，使用便捷，因此具有广阔的发展前景。硅藻土在工业废水的综合处理上运用非常广泛，随着硅藻土提纯技术的日益成熟，工业废水处理的硅藻土成本会更加降低，改性硅藻土的污水处理效果会更强，可以满足处理不同类型工业废水的需要，同时硅藻土使用后的回收利用，也会得到新的突破，使其吸附工业废水后又不会失去表面活性，达到高效利用和重复利用，降低污水处理成本。硅藻土与其他具有吸附能力的矿物进行配合，协同处理，会提高硅藻土的处理效果，对硅藻土进行改性，可以有效提高其处理工业废水的作用，从而降低污水处理成本。

3.3 硅藻土在工业污水处理应用的意义

硅藻土作为一种新型廉价的水处理剂，具有良好的处理效果和开发利用前景。由于硅藻土自身的结构性质，其具有较强的吸附性能，污水处理效果非常稳定，也不会受到水温和水量的变化影响，适用于高浓度的有毒物质和含有电负荷的工业污水处理，硅藻土可以满足不同类型、不同程度的处理需求。随着硅藻土的提纯技术日益完善，其使用成本大大降低，也降低了工业废水处理成本，对于加强工业废水的治理具有非常重要的意义。经过一系列焙烧后，硅藻土的表面活性并不会受到影响，经过酸化、微波等处理后的硅藻土，对工业污水的处理效果会大大提升，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，减少了二次污染。

4 结语

硅藻土在污水处理领域具有广阔的发展前景，硅藻土分布广泛，表面结构特殊，是优质的非金属资源，也是非常有效的水处理剂。经过相关处理后，硅藻土的吸附效果会大大提高，从而达到高效处理工业污水的效果。但现今硅藻土的应用范围有限，具体工业污水处理流程也缺乏统一的标准，需要进一步的研究和创新实践。加快硅藻土应用的研究和创新，可以实现对众多工业污水的有效处理，实现保护环境、保护水资源的目的，加快对硅藻土应用的研究和推广，对于加快工业废水的处理，实现工业产业的进一步升级，具有非常重要的现实意义。