當(dāng)今污水處理的主要方法有兩大類(lèi): 一是物理化學(xué)法, 即混凝法; 二是生化法。物化法對(duì)去除重金屬、磷、色度效果好, 但對(duì)氮和有機(jī)物去除效果不理想。另外, 各種絮凝劑的加入, 在水底不易與水分離, 會(huì)造成二次污染。生化法對(duì)有機(jī)污染物及氮、磷有良好的去除效果, 但對(duì)COD 去除率低，脫色效果差, 而且仍會(huì)產(chǎn)生大量污泥, 造成二次環(huán)境污染。

一般生化法要求廢水的可生化性好, 各營(yíng)養(yǎng)物比例協(xié)調(diào)、濃度適宜, 且其中抑制生物增長(zhǎng)物質(zhì)的濃度不高于微生物所能承受的范圍, 所以對(duì)于目前一些城市的廢水, 可能由于廢水中含有大量的生物抑制劑或水質(zhì)水量的波動(dòng)過(guò)大等方面的原因,其生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行有時(shí)會(huì)不大正常。而且, 生化法對(duì)溫度的要求較高, 在低溫時(shí), 微生物的活性會(huì)變低, 有的甚至可能完全喪失活性, 從而導(dǎo)致某些生化處理單元不能正常運(yùn)行。所以在冬季, 特別是在一些北方城市, 運(yùn)用生化處理方法的城市污水處理廠在其運(yùn)行和管理上會(huì)存在很多不便。

另一方面, 生化法處理城市污水的運(yùn)行費(fèi)用和投資費(fèi)用都較高, 一些城市, 特別是很多中小城市, 根本建不起也運(yùn)行不起。所以這些城市的污水處理, 首先要求進(jìn)行以較小的投資獲得較大的環(huán)境效益的一級(jí)物化處理, 當(dāng)條件具備時(shí)再實(shí)施二級(jí)生物處理。

鑒于上述等方面的原因, 物化法污水處理技術(shù)因其運(yùn)行穩(wěn)定可靠、去除重金屬、SS、膠體和色度的效果好、投資和運(yùn)行費(fèi)用小等優(yōu)勢(shì)而受到重視。而天然的礦產(chǎn)資源, 如硅藻土、沸石、膨潤(rùn)土、海邊石、凹凸棒石等, 因其具有的獨(dú)特的理化性能和環(huán)境效應(yīng)而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

2　硅藻土的特性及其污水處理的原理

2.1   硅藻土的特性及其改性

硅藻土是古代單細(xì)胞低等植物硅藻的遺體堆積后, 經(jīng)過(guò)初步成巖作用而形成的一種具有多孔性的生物硅質(zhì)巖。它的主要化學(xué)成分是無(wú)定性的SiO2, 并含有少量的AL2O3、Fe2O3、CaO 和有機(jī)質(zhì)等，其由硅藻的壁殼組成, 壁殼上有多級(jí)、大量、有序排列的微孔。這種獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu), 賦于它許多優(yōu)良的性能：空隙率高、比表面積大、比重小、吸附性強(qiáng)、耐磨、耐酸、熱導(dǎo)性低、隔熱阻燃、保溫隔音等, 被廣泛地應(yīng)用于飲食、建材、化工、橡膠、石化、冶金、涂料、機(jī)械、能源、油漆、水處理等行業(yè)中。尤其是硅藻土吸附性強(qiáng), 能吸附等于自身質(zhì)量1.5—4倍的水和1.1—1.5倍的油分。它的電位為負(fù), 絕對(duì)值大, 吸附正電荷能力強(qiáng)。因此對(duì)污水有極好的凈化效果。對(duì)于采用吸附塔凈化裝置, 除吸附作用外, 還有篩分作用和深度效應(yīng)。在污水處理領(lǐng)域, 我們關(guān)心的也主要是硅藻土的表面性質(zhì)、精度及孔系結(jié)構(gòu)等。

形成硅藻土的硅藻的殼體具有大量的、有序排列的微孔,從而使硅藻土具有很大的比表面積(3. 1～ 60m2/g) 。而且硅藻土的表面及孔內(nèi)表面分布有大量的硅羥基; 這些硅羥基在水溶液中離解出H+ , 從而使硅藻土顆粒表現(xiàn)出一定的表面負(fù)電性。

從硅藻土的精度方面考慮, 雖然我國(guó)硅藻土總的含量位居世界第二, 但是其品味普遍較低, 大多數(shù)產(chǎn)品的SiO2 的含量在50% 左右, 利用時(shí)應(yīng)先將硅藻原土進(jìn)行提純處理, 使其SiO 2 含量大于90%。提純后的硅藻土具有整體一致均勻的微粒和比較干凈的表面, 從而使得其比表面充分展露出來(lái)。所謂一致均勻是指具有一致均勻的大小、外形尺度、表面理化性能等, 這是目前人造微粒難以實(shí)現(xiàn)的。常用的提純方法有酸浸法、擦洗法、焙燒法、離旋—選擇性絮凝法、干法重力層析分離法、熱浮選礦法和綜合提純法等。