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。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。
不同產(chǎn)地硅藻土的往往具有不同的形狀結(jié)構(gòu)和孔系分布 , 在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中, 應(yīng)予以注意。
為了改善硅藻土污水處理的效果和范圍, 需對硅藻原土進(jìn)行提純、活化、擴容和改性等處理。對硅藻土進(jìn)行一定的酸、熱等活化、擴容處理, 可改善硅藻土的一些表面性質(zhì), 從而提高污水處理的效果。彭書傳通過利用等量的酸活化、熱活化及未經(jīng)活化的硅藻土制成的復(fù)合凈水劑處理印染廢水的對比實驗表明, 酸活化和熱活化均可提高硅藻土的處理能力。向硅藻精土中加入一定比例的其他物質(zhì), 可制成適合不同性質(zhì)和種類污水的改性硅藻土, 既提高了硅藻土的污水處理效果, 又?jǐn)U大了其應(yīng)用范圍。云南王慶中先利用純物理濕法選礦工藝將低品味的硅藻原土提純得到硅藻含量為90%～ 98% 的硅藻精土, 再根據(jù)不同的污水類型和水質(zhì)特征, 向此精土中加入不同數(shù)量的絮凝劑(硫酸鋁、氯化鋁、聚丙烯酰胺或三氯化鐵等常見的無機或有機絮凝劑) , 得到具有很好吸附、混凝作用的改性硅藻土污水處理劑。
2.2 硅藻土污水處理的原理
硅藻土表面帶有負(fù)電性, 所以對于帶正電荷的膠體態(tài)污染物來說, 它可實現(xiàn)電中和而使膠體脫穩(wěn)。但城市生活污水或綜合廢水中的膠體顆粒大多是帶負(fù)電的, 所以如用普通的硅藻土作為污水處理劑, 只能起到壓縮雙電層的作用, 而無法使膠體顆粒脫穩(wěn), 處理效果不佳。所以對硅藻土進(jìn)行各種方式的改性,使其對帶負(fù)電的膠體顆粒也能脫穩(wěn)。如采用鋁、鐵等帶正電荷的離子對其進(jìn)行表面改性, 或加入其他的絮凝劑復(fù)合制成改性硅藻土污水處理劑。對于復(fù)合其他絮凝劑制成的改性硅藻土處理劑而言, 硅藻土一方面可作為形成絮體的骨架, 改善礬花的結(jié)構(gòu), 即有助凝的作用, 使形成的絮體密實而有較好的沉降性,從而改善了一般的化學(xué)絮凝劑產(chǎn)生的礬花松散、不易下沉的狀況; 另一方面, 由于其巨大的比表面積和表面吸附性等, 脫穩(wěn)膠體極易被吸附到硅藻土上, 且附著了污染物質(zhì)的硅藻土顆粒間的相互吸附的能力也大, 所以改性硅藻土用于污水處理時, 能快速形成粒度和密度較大的絮體, 且絮體的穩(wěn)定性好, 甚至當(dāng)絮體被打碎后, 還可發(fā)生再絮凝, —這是其他鋁鹽、鐵鹽等常用污水絮凝劑所無法比擬的。
硅藻土的巨大比表面、強大吸附性以及表面電性, 使得其在污水處理過程中, 不但能去除顆粒態(tài)和膠體態(tài)的污染物質(zhì),還能有效地去除色度和以溶解態(tài)存在的磷(導(dǎo)致富營養(yǎng)化的主要污染物之一) 和金屬離子等。特別是對于含有較高工業(yè)廢水比例的城市污水, 其可能有較大的色度和較高濃度的金屬離子, 但對于改性硅藻土處理系統(tǒng)來說, 由于其表面帶負(fù)電, 能有效地吸附去除一部分帶正電荷的金屬離子。
