硅藻土是硅質沉積巖,在美國、羅馬尼亞、中國、丹麥等國家較多,其主要成分為SiO2,蛋白石及其變種是硅藻土主要成本,據不完全統計,我國硅藻土遠景儲量高達20億噸,在四川、吉林、云南、浙江、山東等儲量較多。硅藻土密度在2—2.3g/cm之間,0.34—0.65g/cm是其堆密度,孔體積約為0.4—0.9m,吸水率是硅藻土體積的2—4倍,在電子顯微鏡下可以清晰看到硅藻土獨特的孔隙構造,為此硅藻土具有吸附性強、耐熱、耐磨、耐腐蝕、孔隙大等特點,可用于凈化空氣、隔熱、防水、除臭、處理污水,為使其在工業污水處理過程中得到有效應用,針對其應用研究進展進行探討顯得尤為重要。
1、硅藻土在有色污水中的應用
在皮革、造紙等工業活動中,會產生大量有色污水,其中印染污水是重點污水治理項目之一,當前物化法、生化法在有色污水處理過程中較為常用,然而這些處理方法卻很難清除污水中難降解且毒性強的物質,影響有色污水處理綜合成效,雖然活性吸附法可以有效解決這一問題,但處理成本較高,短時間內無法在以追求經濟收益為目標的企業中推行開來。硅藻土作為成本較低、吸附性強的物質,可以有效凈化有色工業污水,降低凈化成本,值得在工業生產體系中廣泛應用。
2、硅藻土在重金屬離子污水中的應用
在采礦、玻璃制造、制陶、電鍍等工業生產制造環節中重金屬離子污染物較為常見,并會融入水體中污染水體,為推動我國工業制造產業朝著綠色環保、節能高效方向發展,保障工業體系可持續發展,工業污水處理成效受到社會各界的廣泛關注,為此研究學者通過離子交換法、電解法、沉淀法、吸附法等方面的研究,旨在為工業污水凈化體系優化發展予以方法支持,其中吸附法是諸多污水處理方法中,去除痕量重金屬最為有效的方法之一,這主要是源于硅藻土空隙比表面積大,硅羥基覆蓋在硅藻土表面,這些顆粒帶有負電荷,為此可以有效吸附重金屬離子。將硅藻土置于pH為5.0—7.0,鋅質量濃度<100mg/L的工業污水中,發現硅藻土可以除去污水中98%的鋅,采用相同實驗方法,改變實驗污水pH值,使其呈酸性,觀察、對比硅藻土除鋅程度,發現硅藻土在堿性污水中重金屬離子吸附性更強。
3、硅藻土在有機化合物污水中的應用
芳香族化合物是碳氫化合物,如菲、蒽、萘、苯等,其中苯最為常見,并在煤焦油、石油中大量存在,容易在工業生產過程中進入水體中,對水資源造成污染,繼而形成工業污水,影響生態環境穩定性、安全性,如若污水流入生活用水中,并被人們長期飲用,容易損傷人們的神經系統、消化系統,造成干腎衰竭、神經損傷等不良后果,為此可以應用改性后的硅藻土作為吸附材料,凈化水中的芳香族化合物。我國研究學者采用對比實驗法,將改性后的硅藻土與沸石、氯化十四烷基吡啶改性膨脹土、溴化十六烷基三甲銨等置于工業污水中,通過對比觀察發現,改性后的硅藻土顯現出極強的有機化合物吸附能力,通過進行一般改性后的硅藻土與聯合改性硅藻土吸附能力比較可見,后者具有更強的吸附能力,同時具有聚凝作用。為提高硅藻土有機化合物吸附能力,國內外研究學者展開深入研究,例如P•Huttenloch等科學家,將硅藻土與二甲基十八烷基氯硅烷、三甲基氯硅烷、聯苯二氯硅烷等物質混合在一起,使硅藻土表面發生改性現象,對比改性前后硅藻土有機化合物吸附能力,發現改造后硅藻土有害物質吸附能力更強,針對濃度為10ng/L的萘、鄰二甲苯及甲苯溶液的有害物質吸附率分別為30%、60%、71%,為此硅藻土值得在工業污水處理過程中廣泛應用。
4、硅藻土在其他工業污水中的應用
細菌在工業污水中極為常見,以諾卡氏菌為例,將硅藻土置于該細菌濃度較高的工業污水中20分鐘,通過對比處理前后的水體細菌含量,可以發現經由硅藻土處理過的工業污細菌濃度極具下降,并在硅藻土空隙內時發現大量細菌,說明硅藻土具有吸附工業污水中細菌的積極作用。除可以吸附細菌外,改性后的硅藻土還具有除氟的作用,這主要源于改性硅藻土堆密度降低,表面積小于硅藻土體積,在硅藻土缺損表面上存在堿土金屬或堿金屬,使其具備除氟能力。
5、結語
綜上所述,硅藻土在有色污水、重金屬離子污水、有機化合物污水、其他工業污水處理過程中的有效應用,既能提高污水凈化質量,還能降低污水處理成本,為提高我國工業污水處理能力奠定基礎。(來源:江西省舜典環保科技有限公司)