硅藻土在污水处理中的作用范例(3篇)
硅藻土在污水处理中的作用范文
关键词：腐殖土填料；腐殖土反应器；污水处理；腐殖土活性污泥技术
腐殖土活性污泥法是模拟自然土壤环境，在活性污泥系统内培养并富集大量土壤微生物，从而使活性污泥菌群结构发生变化，强化了污水处理效果。
日本于20世纪80年代开发了腐殖土活性污泥工艺，并成功地应用于日本的岛内住宅小区污水净化站、山之内水质净化中心、鸟栖市饭田地区和永吉地区农田排水处理站等多个污水处理厂，90年代该工艺进入韩国后得到了广泛的应用和快速的发展。腐殖土活性污泥工艺在日本和韩国的运行实践表明，采用该工艺处理的污水无臭味产生，污染物的去除效率高，且污泥产率降低，使脱水性得以改善，这对我国新建污水处理厂的设计运行和污水厂的改扩建具有一定的借鉴意义。
腐殖土活性污泥技术虽然在日、韩两国已有较大规模和数量上的工程应用，但目前国内对该技术的研究与应用情况却鲜有报导。由于污水水质的不同，该技术在我国还存在适应性的问题，适合我国水质特性及运行条件的腐殖土活性污泥工艺还有待于深入研究和开发。为此笔者结合目前所开展的研究及工程实践，对腐殖土活性污泥技术中腐殖土填料进行了研究，并选择了腐殖土、浮石和硅藻土三种原料进行合成，研制出了物理、化学指标与性能和韩国腐殖土填料接近而成本更低的产品，以期为该技术在我国的研究、推广应用提供参考。
1腐殖土活性污泥法原理与过程
腐殖土活性污泥法的基本原理是基于模拟天然土壤的生境特性，将生化反应过程中产生的化能异养型及化能自养型微生物通过微生物反应器培养成优势菌群，培养好的优势菌群（土壤微生物）通过回流系统，从污水流入处回流至整个系统中。污水中氨、硫化氢、二甲胺、甲硫醇、二甲二硫等有害物质被微生物分解吸收或被微生物活动代谢产生的有机物质产生吸附、凝聚、结合反应，然后经过缺氧池、好氧池产生重缩合、氧化、还原、分解等反应，最终去除污染物质。被吸附的有机污染物质又成为微生物及其代谢产物的增殖能源，从而在根源上达到去除污染物质的目的。污水处理流程如图1：
其中化能异养型微生物包括：芽胞杆菌属（Bacillus.sp），假单胞菌属（假单细胞细菌），微球菌属（微球菌），硝化菌属（Nitrobacter），节杆菌属（Arthobacter），放线菌属（Acinetobacter）；化能自养型微生物包括：硫杆菌（Thiobacillus）等。
2韩国腐殖土填料和轻石的成分与结构分析
2.1腐殖土填料简介
北京神力达环保设备有限公司从韩国引进了腐殖土活性污泥技术中的腐殖土反应器（图2）。它是一种内部填充腐殖土填料（图3）和轻石的生物培养装置。腐殖土填料是以大分子土壤有机物质和土壤微生物等为主要成分的棒状物，是将含有腐殖质的土壤经熬炼使之凝固、风干后制成；轻石为质轻多孔的天然块石，又称浮石或浮岩。
2.2岩相法分析
2.2.1填料岩相法分析
该填料颜色为褐色，柱状，质轻，气孔多（属开放型），硬度低。
镜下观察（图4）：该填料成分以非晶质和有机质为主约占95%，褐铁矿4-5%，石英、方解石
2.2.2轻石岩相法分析
该轻石颜色为黄白色，块状，质轻，气孔构造，硬度中等。
镜下观察（图5，图6）：该轻石具斑状玻璃质结构，气孔构造。由长石、角闪石斑晶约30%，玻璃质及火山灰、铁质集合体占30-40%和气孔30%，磁铁矿2-3%组成。斑晶：长石无色，棱角状，可见环带；角闪石绿色，柱状，阶梯棱角状（图3）。玻璃质：浅黄色，并混有火山灰及铁质集合体，呈黑色尘点状，具均质体，似有流动构造，显示定向性。磁铁矿：黑色不透明，四边形粒状，尘点状。岩石中有较多气孔，大小不一，形状不规则，并拉伸呈定向分布。
2.3差热分析
在腐殖土填料差热图谱中（图7），289℃放热峰为有机质燃烧所致，由此可见，该样品中含有大量的有机质。轻石不具有热效应。
2.4X-射线衍射分析
X-射线衍射分析是对填料和轻石进行物相分析（矿物成分）的一种手段，结果如下：
填料还应耐酸碱盐，耐生物腐蚀，抗老化，价廉易得等，还要求填料堆砌形态、结构能为气、液、固三相提供充分的接触，尽量强化填料表面上流体的湍流程度，提高传质效率。
3.2原料的选择
在前文的分析基础上，笔者首先选择了高质量的腐殖土和浮石，但在我国腐殖土价格昂贵，市场供应少，为了节约成本和达到韩国腐殖土填料的性能要求，另一种原料选择了改性的硅藻土。
作为亲水物质加入的硅藻土是一种新型的水处理剂，是由不导电的非晶质二氧化硅组成的硅藻壳体，其比表面积50-60m2/g，孔体积0.6-0.8m3/g，孔半径2000～4000nm。吸水率为自身重量的3-4倍，具有较强的吸附力，能把细微物质吸附到硅藻表面，形成链式结构。
3.3原料成分分析
三种原料的X-射线衍射图谱见图10、图11、图12，矿物成分见表2。
通过三种原料的X-射线衍射分析，与韩国的腐殖土相比，我国的腐殖土非晶质物质的含量低，难以达到应有的污水处理效果，而硅藻土和浮石的非晶质物质含量很高，所以加入硅藻土和浮石弥补了我国腐殖土非晶质物质不足的缺陷。
4结语
4.1腐殖土活性污泥法是模仿自然生态环境，主要利用腐殖土反应器中腐殖土填料附带的菌类和菌类活动产生的有机质来净化污水，使得污水无臭味产生，具有有机污染物和重金属的去除效率高，污泥产率低等特点。
硅藻土在污水处理中的作用范文篇2
关键词：硅藻土；羟丙基甲基纤维素；保水性
Abstract:ThethediatomiteandHPMC(hereinafterabbreviatedasHPMC)freshdrymixedmortarwaterretentionmodificationeffect.Theresultsshowthat,HPMCcanimprovethewater-holdingcapacityofthenewmortarmixtomeettheneedsofdifferentworksmortaradjusttheHPMCdosagemortar.Diatomaceousearthmortarwaterretentionincreasedslightly,butsignificantlyimprovetheirwork.
Keywords:diatomite;HPMC;waterretention
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
传统砂浆存在容易开裂、泌水、性能达不到使用要求、环境污染等问题，逐渐将混砂浆所替代。干混砂浆[1]，也称为预混（干）砂浆、干粉料、干混料、干粉砂浆、干拌砂浆，是不含拌合水的半成品混合砂浆[2]。纤维素醚具有优良的增稠、乳化、悬浮、成膜、保护胶体、保持水分、黏合等性能，是干混砂浆中的重要外加剂，但其价格很贵。我国硅藻土资源丰富，经煅烧、超细粉磨处理的硅藻土具有良好的化学活性，表面能高，微集料填充效应和增强效果好，将其作为混凝土、砂浆掺合料，具有显著的增强、保水效果，可使混凝土、砂浆获得高耐久性。
1实验原料和试验方法
1.1原材料
水泥：采用长春亚泰水泥有限公司生产的鼎鹿牌P.O42.5级普通硅酸盐水泥，密度3.25g/cm3。
砂：采用天然风干砂，细度50-100目，堆积密度2.11g/cm3。
聚合物：羟丙基甲基纤维素，固体粉末。山东泰安瑞泰公司生产。
矿物掺合料：硅藻土呈米黄色，粉状，含水率小于1%，细度为0.08mm/孔，筛余5~7%。
拌合水：自来水
1.2砂浆制备
砂浆中HPMC和硅藻土掺量列于表1和表2，灰砂比为1：3，水灰比为0.5，HPMC掺量按水泥质量计。
先将HPMC或硅藻土与水泥充分混合，再与砂一起干拌30s，然后按建筑砂浆基本性能试验方法（JGJ/T70-2009）加水搅拌，接着测定拌合物的分层度和保水率。
表1HPMC掺量单位：%
1.3测试方法
分层度测定：按JGJ/T70-2009建筑砂浆基本性能试验方法标准进行。
保水率测定：按无机胶凝材料砂浆检测方法（DIN18555-7）进行，保水率为新拌砂浆经滤纸吸水5min后保留的水量与吸水前含水量的比值。
2结果与讨论
2.1新拌砂浆分层度
分别测定了掺入不同掺量HPMC和硅藻土的砂浆分层度的变化,结果见图。
图1砂浆分层度随HPMC掺量的变化图2砂浆分层度随硅藻土掺量的变化
图1显示了HPMC不同掺量对新拌砂浆分层度的影响。HPMC改性砂浆的分层度随掺量增加而递减，较低掺量（0%-0.1%）时，分层度降低的程度随掺量变化显著，当掺量为0.1%时，砂浆分层度由19mm降至6mm；较高掺量（0.1%-0.8%）时，分层度降低的程度趋于平缓。由结果可知，HPMC砂浆的和易性比普通砂浆明显改善。
图2显示了硅藻土不同掺量对新拌砂浆分层度的影响。随硅藻土掺量的增加，砂浆的分层度逐渐减小；当硅藻土的掺量达到4%时，砂浆的分层度不再变化，稳定在10mm。这对于提高砂浆的工作性能有很大的好处。
2.2新拌砂浆保水性
图3砂浆保水率随HPMC掺量的变化图4砂浆保水率随硅藻土掺量的变化
图3显示了新拌砂浆保水率随HPMC掺量变化的结果。保水率随HPMC掺量增加而显著提高。HPMC掺量大于0.40%时，保水率达99%以上。结果表明，HPMC可大幅提高砂浆保水性。
图4显示了新拌砂浆保水率随硅藻土掺量变化的结果。在一定范围内掺入硅藻土，可提高砂浆保水率，当硅藻土的掺量达到4%时，保水率达到最大值。由于硅藻土掺入提高了砂浆的用水量，同样质量砂浆中保持的水分更多了，这有利于砂浆保持工作性，并使得砂浆有足够的水用于水化。
3结论
HPMC能显著提高砂浆的保水性，较低掺量的HPMC即可使砂浆分层度明显降低，砂浆保水率显著提高，掺量为0.1%时，保水率从83%提升至91%；掺量为0.4%时，保水率达98%。
随硅藻土掺量的增加，砂浆的分层度逐渐减小，保水性有所提高，当硅藻土的掺量达到4%时，砂浆的分层度降到最低，并稳定在10mm，保水率从83%提升至91%，硅藻土掺量再增加，保水率的变化趋势不明显。硅藻土是绿色环保掺合料，具有良好的环保效益，并且其价格低廉，适量掺入砂浆作为保水剂，可以有效降低生产成本。
参考文献
[1]王锫铭，张国防.干混砂浆的发展和聚合物干粉的作用[J].中国水泥，2004（1）：45-48
[2]蔡隽曦，刘锋易.浅谈干粉砂浆在工程中的应用[J].广东建材，2004（5）：45-47
硅藻土在污水处理中的作用范文
关键词：环境污水处理；化学除磷药剂；工艺
在我国城市发展的进程中，工业化的发展速度越来越快，城镇化的发展水平也就随之得到了有效的提高，但是与此同时，环境污水的现象也变得愈发严重，这种情况产生的原因是生活污水中含有大量的磷，容易造成水体富营养化现象的发生，因此要想有效的解决这一问题，根本性的举措就是降低水体中磷的含量，在当前的治理过程中，主要采用的方式是化学除磷技术，因为生物除磷技术无法满足治本的需要，下面笔者就针对化学除磷药剂的相关工艺展开进一步的研究。
1环境污水处理中化学除磷工艺的概述
在应用这项技术的过程中，首先要明确其主要的工作机理是怎样的，在采用化学除磷工艺的过程中，主要是在其中加入适量的金属盐类，由此就能够产生磷酸盐或者是多聚磷酸盐沉淀产物，其具有不可溶的特性，在此基础上就能够通过沉淀分离的方式将环境污水中的磷酸盐去除掉。在投入药剂以后，金属离子就会与磷酸盐结合在一起，并且加快结合的进程，产生一种具有低溶解度以及形状细小的晶体状化合物，在不断混合以及流速梯度的过程中能够产生颗粒较大的絮凝物，再经过沉淀分离等方式将其与水体相互分离开来，这样就起到了净化水体的作用，同时也能将化学污泥清理干净，这样也就达到了化学除磷的效果。
所以在化学除磷的过程中，基本上是按照以下四个步骤展开的，首先是沉析，其次是凝聚，第三是絮凝，最后是固液分离，经过上述几个步骤以后就能将磷酸盐从液态向固态转化，并且其反应的速度是十分快的，基本上是同时进行的沉析以及凝聚，在絮凝的过程中会产生一种较大的粒子，也就是絮体。在化学除磷的过程中，要想加快反应效率，就要保C沉析与絮凝能够顺利的进行，在进行絮凝的过程中，又与除磷工艺具有十分密切的联系，所以需要充分的考虑到各个方面的因素，这样才能保证顺利的完成对环境污水的有效防治。
2环境污水处理中化学药剂除磷工艺的分析
在当前的环境污水处理过程中，主要采用的化学除磷工艺中所添加的药剂有以下几种，一是铝盐、二是铁盐、三是钙盐，有时候也会应用改性硅藻土与复合絮凝剂等，不同的药剂产生的除磷效果实际上也是不相同的，下面笔者针对其中的几点进行详细的分析，希望可以促进环境污水处理质量的提高。
2.1铝盐化学除磷药剂。采用铝盐作为药剂添加在化学除磷工艺中，经常使用的有三种，一种是硫酸铝，一种是氯化铝，还有一种是聚合氯化铝，在具体的反应过程中，包含两个主要的反应过程，首先是三价铝离子通过与磷酸根产生反应而出现沉淀，沉淀的化合物为AlPO4。其次是三价铝离子能够出现水解反应，在这一过程中会有正电荷以及单核羟基络合物以及多核羟基络合物的存在，在经过范德华力以及网捕等一系列的作用以后，就能达到比较理想的沉淀效果，这样也就达到了化学除磷的要求。在运用铝盐进行化学除磷的过程中，需要重点控制pH，这样才能达到理想的除磷效果，否则会造成所排放的水体中铝盐超标。
2.2铁盐除磷药剂。铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、聚合氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷效果最好，但王文超等认为pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH值，而环境污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe3（PO4）2-没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。由于需要较高的pH，同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在城市环境污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法，但我国还未出现相关的报道。
3复合新型除磷药剂
复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁（PAFC）、聚氯化铝（PAC）、聚氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚亚铁、聚氯硫酸铁（PFCS）、聚合硫酸氯化铝铁（PAFCS）、聚合硫酸铝铁（PFAS）以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在环境污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂，其组成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可与PO43+反应生成A1PO4和Ca5（PO4）3OH等沉淀物，同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中的PO43-。因此除磷效果较稳定，出水TP变化较小。
结束语
综上所述，在对环境污水进行治理的过程中，不能单纯的应用生物除磷的方式，还需要应用到化学除磷工艺，这项工艺在当前还有进一步的发展空间，以达到国家的规定要求，本文重点对化学除磷工艺中所添加的药剂进行了分析，结果表明不同的药剂产生的效果也是不同的，希望能够有助于今后的环境污水处理。
参考文献
[1]陈媛.A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J].环境，2010.