有没有人知道硅藻精土法？

rain2007

请问：有没有人知道硅藻精土法？ 这个方法好像一般是用来处理生活污水的 大家知道的话告诉我一下，回帖即奖 上传相关资料也有奖励

angel_love98

几篇资料，希望有点用吧

摘要： 硅藻精土水处理工艺可将城市生活污水一次处理达到中水回用标准，本文介绍了硅藻精土水处理工艺和庆中生化工艺的原理和工程运用，欢迎指正！大理庆中环境工程有限公司是拥有“硅藻精土水处理工艺”发明专利技术的水处理专业公司，在运用和实践“硅藻精土水处理工艺”技术过程中有些体会，愿与同仁共享。

关键词： 硅藻精土 工艺实践

如何在城市污水处理中，改变先做“二级生化处理”，再做“中水处理”的城市节水模式，建立一套将污水一次处理到“中水”的工艺技术，为社会节约宝贵的资金、土地资源，为创建生态城市，为保护我们的生存环境，大理白族王庆中先生在国家两院院士王希季先生的指导下，完成了“硅藻精土水处理工艺”，并发展到了“第六代”技术的水平，即完成了将城市污水一次性处理达到GB18918-2002一级A标的水平。以云南省大理市城市污水“登龙河工程”为例，将硅藻精土水处理工艺及“庆中生化工艺”介绍如下：

一、硅藻精土水处理工艺污染物的去除机理

（一） SS的去除

污水中的SS去除主要靠硅藻精土的吸附、絮凝、沉淀作用而去除。污水处理中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且与出水的BOD5和CODcr等指标也有关，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的环节。为了尽量去除水中的悬浮物，需在工程中采用适当的措施，常用的传统生化法措施有选用适当的污泥负荷率以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀表面负荷、采用较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。通过综合比较，最好的方法是采用硅藻精土水处理剂，并结合高效水力循环澄清池，该方案可使废水中SS的去除率达到99%。

（二） BOD5的去除

污水中BOD5的去除主要是靠硅藻精土水处理剂的吸附与代谢作用去除，然后对吸附代谢物进行泥水分离来完成。在硅藻精土水处理剂与污水接触初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在硅藻精土水处理剂表面，从而被去除所致。但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。对溶解性有机物需硅藻精土的离子交换功能形成的代谢来完成，在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。出水水质低于10mg/L。

（三） CODcr的去除

污水中CODcr去除的原理与BOD5基本相同，但CODcr的去除率与落水村生活污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与餐饮废水组成的综合污水，BOD5／CODcr比值往往接近0.5甚至大于0.5，出水中CODcr值可控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，其BOD5／CODcr比值较小，其污水的可生化性较差，此类污水,采用硅藻精土水处理剂，并使用高效水力循环澄清池污水处理设备,将充分发挥该工艺强于其他工艺的突出特点,处理后污水中残存的CODcr将获得最高的效果，去除率在90%以上，甚至在95%以上。大理登龙河工程进出水指标测试结果如下：

从上表可知，经处理后出水满足CODcr≤50mg/L，完全可以达到国家一级排放标准（GB18918-2002）。

（四） N的去除

氮是蛋白质不可缺少的组成部分，它广泛存在于城市污水中。废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形式存在。生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。其中有机氮占生活污水含量的40-60%，氨氮占50-60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0-5%。废水中生物脱氮在传统二级生物处理中的基本原理是：将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气，从而达到从废水中脱氮的目的。

废水的生物脱氮处理过程，实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用于废水生物处理，并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的人为运行控制，而将生物去碳过程中转化而产生以及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。在废水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮；然后在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气从水中逸出。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及反硝化碳源。生物脱氮系统中，硝化细菌增长速度较缓慢，所以要有足够的污泥泥龄，也就是要求系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，以便使系统的泥龄大于维持硝化所需最小泥龄。反硝化菌的生长，主要在缺氧条件下运行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段：足够的溶解氧，DO值2mg/L以上，合适温度，最好20度，不能低于10度，足够长的污泥泥龄，合适的PH条件。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件，DO值0.2mg/L左右，充足的碳源（能源），合适的PH条件。需要控制足够的污泥龄与进水的碳氮化。还有进入生物处理池中的CODcr浓度、TKN／CODcr比值及P／CODcr比值。TKN／CODcr值小于0.08，有去除硝酸盐效果，若在0.08-0.11之间，不能完全去除硝酸盐，在0.11-0.14之间，UCT工艺也不能完全消除厌氧池中硝酸盐，需要控制回流比，以便减少硝酸盐对厌氧的影响。倘若TKN／CODcr大于0.14，城市污水不能用生物脱氮除磷方法。由于传统的A2／O、UCT工艺处理构筑物多，占地较大，投资多，运行管理较复杂，尤其对于中型以下的城市污水厂已较少采用,为此不予推荐。传统的氧化沟没有除磷功能，也没有设置专门的缺氧池，脱氮是在各曝气器之间形成的缺氧区域，因此脱氮能力有限。

采用硅藻精土水处理剂，并使用高效水力循环澄清池污水处理设备，由于硅藻在精选过程中把与硅藻共生的杂质分离除去，这样使硅藻表面本已平衡的电位形成不平衡电位，在水处理进行时，硅藻精土水处理剂被微量加入污水中，在高速搅拌，或抽吸污水的泵机叶片旋转下，瞬间分散于水体之中，硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮离子的带电性，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成缪羽，电价中和与沉淀作用，凝集成较大的絮花，借重力沉淀至底部，加上硅藻巨大的表面积，巨大的孔体积和较强的吸附力，利用硅藻精土水处理剂对凯氏氮（TKN）有吸附、絮凝以及过滤作用,把污水中的有机物和无机物细微和超细微物质吸附到硅藻表面，形成链式结构。由非晶体活性二氧化硅组成的硅藻，具有在水体中相聚和自由沉降为硅藻饼的性能。再加上精土被改性后的絮凝作用加快硅藻等凝聚到水底形成硅藻饼的速度，使硅藻吸附时电位中和，污染物质和细菌，瞬间下沉与水体分离。

（五） P的去除

将磷从污水中去除，传统的方法可以采用化学法，也可以采用生物法。

化学除磷是向污水中投加三价盐（一般是铝盐和铁盐，二价铁应保证在曝气池内被氧化为三价铁），使之与污水中的磷酸盐形成难溶化合物，经过沉淀从水中去除。采用化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂增加除磷功能。缺点是药剂消耗量大、剩余污泥量增加、处理成本增加。化学药剂的投加还要消耗水中的碱度。

生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚β羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度污泥，并随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。好氧段磷的吸收取决于厌氧段磷的释放，而磷的释放又取决于厌氧段的厌氧条件（厌氧要求既无分子态的氧也无硝态氮的氧）以及可快速降解的有机物的含量（此值一般为进水CODcr的1／4~1／3），即P／CODcr比值越小越好。除磷效率的高低与进入生物处理池中易生物降解的CODcr浓度有很大的关系，当易生物降解的CODcr浓度小于50mg/L时（此时进水CODcr浓度大致为150－200mg/L），几乎没有除磷效果,P／CODcr比值应小于0.025，方能达到除磷的要求。这些条件均很难达到,为此生物除磷工艺总的来说效果不好。

从一般城市污水处理厂的进水水质和要求达到的目标，我们认为，最佳的处理工艺是采用硅藻精土水处理剂，并使用高效水力循环澄清池污水处理设备的工艺，该工艺对总磷的去除率能稳定的确保在90%以上,甚至达到99%,是目前任何一类工艺均不能达到；并且在除磷的同时也对污水中的重金属离子进行特别有效的去除。在满足除磷脱氮要求的前提下，BOD5、CODcr和SS的去除都能同时解决。

二、污水处理厂生产中水工艺方案选择

综合上述几种主要的脱氮除磷方法，A2／O、UCT、氧化沟由于要设置专门的二沉池，占地面积较大，投资运转费用都较大；T型氧化沟虽然不需设置二沉池，但由于使用的曝气装置限制了其水深，占地面积很大，且设置利用率，容积利用率均很低；传统的SBR（包括循环曝气法CAST），虽然构筑物少，水头损失小，但容积利用率仅50％；使用硅藻精土水处理工艺和庆中生化工艺（在BC比值很小条件下的生化技术），具有投资小、占地少、运转费低、去除率高、结构简单、能耗少、沉渣能回收再利用、无二次污染、适应性强、无论气候、温度、污水浓度发生变化均能不受影响。

三、硅藻精土水处理工艺及设备

(一)硅藻土

1、硅藻土的性质和用途

硅藻土[DIATEMITE]是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由硅藻(一种单细胞的水生藻类)遗骸和软泥固结而成的沉积矿。具有孔隙度高、比表面积大、吸附性强、质轻、坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等特性，广泛用于水处理、饮食、建材、化工、橡胶、石化、医药、冶金、油漆、化妆品、涂料、机械、能源等行列，可制水处理剂、助滤剂、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂等，是近代工业不可缺少的材料，至今尚未获得令人满意的替换物质。

2、国外硅藻土开发的情况

硅藻土矿业在世界矿业中占的比例很小，约万分之一至万分之二。在一九七九年以后，硅藻土矿业增长不快，主要原因是：世界硅藻土资源不丰富，特别是经济品质适合开发的硅藻土资源不多，产品受原矿土品质限制，即无需选矿就可以达到硅藻精土质量的矿山储量很少，需要选矿才能利用的低品质原矿土的利用越来越迫切，低品位原土优选为精土的选矿工艺成为世界各国急需迫切解决的攻关课题，但至今难于解决，不能适应需求量越来越大的硅藻精土的要求，从而使硅藻土工业的发展受原材料的制约而难于较快发展。

由于硅藻土矿业不大，因此研究硅藻土矿业的人很少，硅藻土矿的开发，特别是低品位矿的开发，由于缺少实际经验和理论指导进展不快。

硅藻土原矿的物理性质，化学成分和极其复杂的共生杂质，因矿山不同而差异很大，这又增加了开发的困难。总的来说，世界硅藻土矿业增长不快的主要原因，不是需求的减退，而是高品质原矿土的供应因上述原因而产生困难。

3、我国硅藻土开发的情况

我国对硅藻土开发仅处于起步阶段，不论在基础理论研究还是在应用研究方面都远远不足，与硅藻土应用研究发达的领先国家相比，仅仅只是一个萌芽。

我国现有的权威部门和科研单位，由于缺乏硅藻土基础知识的了解，又无实践经验，多次发生误将其它矿种，当作硅藻土进行开发的情况，浪费大量的人力和财力。

我国忽视硅藻土基础理论研究和对国外技术的信息交流，致使研究工作长期停留在低水平阶段，从而缺少对一些较深的基础理论研究和较高层次的产品开发，研制成果几乎为零。

我国对硅藻土的研究起步较晚，各类专业人才非常缺乏，为此有一些根本不懂硅藻土知识的学者，出国取经，组织研讨会，结果使已出现的科技成果被压抑，而纯理论甚至是谬误的技术在大量发表，至使我国硅藻土开发进退徘徊。

我国硅藻土精土产品外销几乎为零，并且目前仍不能摆脱依靠进口的局面。

硅藻土工业的开发，对于储量丰富的我国，是迫在眉睫的重大课题，但我国的硅藻土资源，绝大多数均属中、低品位“贫矿”。为此，中国硅藻土的大量开发的首要问题是解决选矿工艺，只有找到经济、适用、可行的中低品位“贫矿”优选为精土的选矿工艺，我国的硅藻土工业才能迅速发展，否则将继续停留在目前现状上。

4、我国硅藻土资源情况

通过20余年来的努力，我国在硅藻土资源调查方面，做了一些工作，就目前已知的资料来看，我国硅藻土矿的形成分布具有以下几个特点：

我国硅藻土矿主要分布在云南省中部和西南地区以及我国东部浙江嵊县，东北部吉林省和内蒙古,四川攀西地区,广东雷州半岛。

我国硅藻土矿的形成时期从中新世开始一直延续到全新世，其中新世形成的硅藻土矿规模一般都较大。

我国的硅藻土矿均属非海相沉积，其中以淡水湖泊相沉积为主。

我国许多地区的硅藻土矿的形成和分布都与新生代以来火山活动(玄武岩)有密切联系。

我国硅藻土矿绝大多数均属中、低品位，必须经过选矿才能用作工业产品的原料。

我国的14个省，已勘明了七十余个硅藻土矿，以吉林、浙江和云南形成三足鼎立形势。东部沿海、西部新疆、北部黑龙江、南部广东、海南，中部内蒙、河北、山东、四川等均储藏着大量硅藻土，除吉林长白马鞍山矿品质较好外，全国原土均属中、低品位，王庆中教授研制的国家发明专利技术“硅藻土纯物理选矿工艺”均能把各地原土优选为精土。为此，我国硅藻土工业开发可在各地建选矿厂，就近供给精土。在近数百年内，仅勘明的储量，可以说开采量再大也开采不完。

（二）硅藻精土水处理剂工艺所取得的成绩

实践证明，硅藻精土水处理剂是“硅藻精土水处理工艺”的核心，硅藻精土水处理工艺适用于城市污水和各类工业废水处理。该工艺在经国内水处理专家组成的专家组及中国硅藻土协会评定为国内首创，并具有世界领先水平的技术。在广东、江苏、云南、贵州、广西、内蒙古建成的污水处理工程,在各省环境监测中心站等部门的监测下，成功地把城市污水、工业废水处理达到国家排放标准并可循环使用。 去除率分别达到BOD5 92-92.8%、CODcr 95%以上、SS 99%、TN 78%、TP 90.7%。一九九六年十月四日由云南省主管部门十四个单位十八名专家组成专家组对该污水处理工艺及试验进行评审，给予较高的评价并建议立即推广,该工艺的发明，为治理污染废水，提供了既经济又适用的最佳技术，使彻底根治污水由希望变为现实。

（1）一九九六年九月，在昆明明通河上进行了治理城市污水的试验，在省环保科研所参加下，由云南省监测中心站测示的结果如下:

以上工程取得了悬浮物达到未检出的最佳效果，各项去除率均超过传统工艺。

（2）一九九六年九月，用该技术在昆明自祥饭店污水处理工程和昆明盘龙卫生巾厂污水处理工程中取得排水污染物指标全面达到国家一级排放标准，多项污染物指标远远超过国家效果一级排放标准的要求。

（3）一九九七年七月，用该技术建成的昆明大观河污水处理工程，排水远远超过国家一级排放标准，该工程轰动了昆明，云南日报在一个月内登载了三个版面，春城晚报也连载三篇文章，昆明日报等均进行报导，并且国外报刊也多次报导。云南电视台，昆明电视台等十多家电视台，广播电台均纷纷报导，省市领导亲自现场参观，省外纷纷闻讯赶来现场看。

（4）一九九八年三月，用该技术建成澄江禄充风景区污水处理站，又一次引起轰动，从试运转第一天起至今，多次接待省市领导及环保主管部门前往参观。电视、报刊也多次进行报导。

（5）一九九八年六月，用该技术建设贵州省六盘水市矿务局老鹰山煤矿8000m3/日废水处理工程。

（6）一九九八年三月起，用该技术参加九九博览会重点工程——滇池草海蓝藻应急治理试验，试验结果表明，该技术取得最好成绩。

（7）一九九八年三月在昆明市明通河上建成1000m3/d和4000m3/d两座城市污水处理展示工程。

（8）二000年在云南省瑞丽市造纸厂建成1000m3/d造纸黑液污水处理工程。

（9）二000年在广西省桂林市荔浦电镀厂建成500m3/d电镀废液工程。

（10）二00一年一月在内蒙古呼和浩特市建成10000m3/d城市污水处理工程。在零下17度的低温情况下,经该工艺处理后,出水水质的各项指标均达到国家规定排放标准。2001年2月21日香港文汇报C14港闻专题刊登了大幅版面“内地发明硅藻精土处理污水——较传统工艺具多项优势，可作本港污水处理方案借鉴”,对内蒙古呼和浩特市城市污水处理工程所取得的成果进行报导。

（11）二00二年六月广东清远市建成20000m3/d城市生活污水处理一期样板工程，广州日报多次进行报道。

（12）二00四年用庆中水处理技术第二代成功地在大理建成5000m3/d的城市生活污水出水已达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准GB18918-2002。目前正在协商的有：内蒙古呼和浩特市50000m3/d城市污水处理工程；广东省湛江市30000m3/d城市污水处理工程(用BOT方式)；广东省中山市三乡镇20000m3/d城市污水处理工程。

(三)硅藻土纯物理选矿工艺

该工艺是当今世界上唯一能用物理方法把中低品位硅藻原土优选为精土的工艺，与化学法即酸洗法比较，具有投资小、效益高、无污染、耗电少、用水可循环，成本低，回收率高，操作简便，适应性强，设备结构紧凑，能连续生产，分离效率高等特点。工艺的要点是：原矿土采集后按不同品级堆放。投料前测定原土水分，按干料计重定量投入特制低速擦洗机中加水变细为浓矿浆。再流入高速分散机加水稀释为低浓度矿浆，此时在除粗砂设备中除去粗砂。然后进入高速搅拌机，加入硅藻土选矿专用重磁水，在叶片高速旋转下矿浆产生静摩擦，利用三氧化二铁，三氧化二铝等原土中杂质微粒带负电，重磁水带正电而二氧化硅保持中性的原理，用内摩擦产生的高压静电使杂质处于不沉降状态。矿浆进入负压爆破设备和超声波振震设备后，进入粗选设备，精选设备，除去细粒晶体二氧化硅、碎屑矿物，最后进入硅藻富集设备。不沉降的粘土和杂质向外排出，硅藻自由沉降富集为硅藻饼，从而把超低品位硅藻原土中的硅藻精选出来为高品质精土。所采集的原土品位高低，仅影响到精土的回收率高低，而不影响精土质量。因在选矿工艺流程中，仅有硅藻才能富集为饼，其余杂质均分选出去。为此，所得精土，纯度可达92%以上。

(四)硅藻精土处理剂处理污水的工艺

该工艺不但具有各传统工艺的综合优点，同时弥补各处理工艺的不足，并且具有各传统工艺所做不到的，沉渣可彻底取走并回收使用的特殊优点。本工艺不仅投资小，耗电少，成本低，占地少，处理质量好、去除率高，污染物可全部取走并再利用，而且适用性强，设备简单，操作方便，可作为各类大、中、小型企业工业废水和城市污水处理，是一种优于国内外各传统工艺的具有国际先进水平的污水处理工艺。它采用硅藻土纯物理选矿工艺优选提纯的硅藻精土改性配制而成处理剂，在专用的污水处理设备中，由于硅藻具有强烈的吸附性，把污水中的有机物和无机物吸附，在絮凝作用下，瞬间沉降至底部，获得洁净清水。清水可循环使用。而被硅藻吸附絮凝为饼的沉渣，可以彻底分离取出。因其中硅藻占一定量，按污染物类别的不同，分别再制成硅藻土系列产品。本工艺建设成本仅是生化法的40%。运转费仅是混凝法的50-60%。

1、硅藻精土改性配制成硅藻精土水处理剂

硅藻精土水处理剂是获国家发明专利的专有产品。硅藻是一种单细胞藻类，它的形体极为微小，一般只有几微米到十几微米，直到显微镜问世后，人们对它才逐渐有所了解。硅藻能进行光合作用，自制有机物，是水域中需氧动物的氧气提供者。在水体中以惊人的速度生长繁殖，它们的遗骸沉积形成硅藻土。经过选矿，除去与其共生的粘土、石英砂、碎屑矿物等杂质后，把硅藻富集到92%以上称为精土。硅藻精土与硅藻土的区别,关键在“精”字。世界上没有纯净的硅藻土,为此, 硅藻土中有很多杂质, 硅藻含量少,不但在处理水时难于把水处理清,还可能把水搅混。经过特殊方法提纯,把硅藻富集到92%以上称为精土。颜色为白色，紧堆密度0.3-0.4g/ml，比表面积50-60m2/g， 数量2-2.5亿个/g，孔体积0.6-0.8cm3/g，孔半径2000-4000Å，吸水率能吸收自身重量的3-4倍。具有质轻、多孔、隔音、耐酸、而碱、比表面积大、化学性质稳定、热稳定和吸附能力强等特点。在水处理中根据污水的类别在精土中加一定量的改性物质，改性配制成处理各种水质的硅藻精土水处理剂。

2、硅藻精土处理污水的工艺要点

硅藻在精选过程中把与硅藻共生的杂质分离除去，这样使硅藻表面本已平衡的电位形成不平衡电位，在水处理进时，硅藻精土处理剂被微量加入污水中后，在高速搅拌，或抽吸污水的泵机叶片旋转下，瞬间散于水体之中，硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮离子的带电性，使胶体颗粒的胶团结构的ξ电位减小或为零，从而达到胶体颗粒脱稳作用的目的，促使水中的污染物快速絮凝、沉淀。使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成缪羽，电价中和与沉淀作用，凝集成较大的絮花,借重力沉淀至底部,加上硅藻巨大的表面积，巨大的孔体积和较强的吸附力,把细微和超细微物质吸附到硅藻表面，形成链式结构。由非晶体活性二氧化硅组成的硅藻,具有在水体中相聚和自由沉降为硅藻饼的性能。再加上精土被改性后产生的絮凝作用，加快硅藻等凝聚到水底形成硅藻饼的速度,使硅藻吸附时电位中和，污染物质和细菌，瞬间下沉与水体分离,清水向上流出。并且硅藻还具有能自身脱水的功能，当沉渣被排放到厢式脱水机上时, 通过机械挤压压榨脱水。沉渣被吸附着留在滤布上而水质透过硅藻被过滤到滤布外回流到调节池。沉渣保持在含水57%左右，成饼状装袋取走，从而达到污水处理为清水的目的。

3、沉渣回收再利用

用硅藻精土作水处理剂处理污水后所获得的沉渣均可以回收再利用。因为该沉渣中含有大量的硅藻、粘土质，有机质和无机盐，但沉渣不会变质腐烂,经试验，我们把沉渣做成轻质建材保温砖和普通轻型建材产品,由于沉渣中含有氮和磷，而硅藻土是酸性土壤改良剂,为此该沉渣也可以作为肥料，该沉渣经试验不会使土壤变硬,而相反能把硬质土变得更松散。承办水处理工程的公司是选矿为主的公司,既然能把超低品位原土提纯为精土,就能把沉渣中的硅藻土再精选富集为精土，这一点是勿需置疑的。而重新提纯的精土可以再次用于污水处理。提纯方法有两种,其一是用纯物理湿法选矿工艺，在附近建一个专门提选沉渣中精土的选矿厂。其二是用风选，此方法已做了试验，沉渣在850度高温下用推板窑,立窑或回转窑煅烧,此时有机质挥发，粘土质被烧结,而硅藻溶点是1200度保持完整状态,然后用旋风头式风选机( 三级旋风头)分选,被烧结的粘土和粗粒晶体矿物被分选出去,而硅藻以它特殊结构被第二级收集，第三级是粉层回收作填料,获得富集的硅藻再改性为水处理剂。

(五)用硅藻精土处理污水工艺与其他工艺比较

目前国内外处理污水方法归结起来主要有物理化学法和生化法两大类。

1、物理化学法

采用格栅－>沉砂－>絮凝－>沉淀－>出水的简单工艺流程。优点是投资小、占地少、节约能源、设备简单，去除重金属、磷、色度效果好。但缺点是对有机物和氮的去除不理想。单独使用在浓度低的情况下不经济，特别是各型絮凝剂的加入在水底形成浓液不能彻底分离取走，最终仍然排放造成更严重的第二次污染。目前，该方法在各企业的污水处理中被普通采用，一般不能把污水处理达到国家排放标准，由于絮凝的大量污泥无法处理，目前一般采用填埋的方式。所以，这类工艺不是污水处理的理想工艺。

2、生化法

采用氧化沟，A2／O、AB、ICEAS，SBR工艺为主流。优点是工艺已较为成熟，去除污水中的有机污染物及营养物质氮、磷等有一定效果。但缺点是CODcr去除率低，脱色效果差、投资大、占地多、耗电高、设备复杂、管理要求严格。另外该工艺还有一个很大的缺点，就是大量的污泥难于处置，仍易产生二次污染。为此，该类工艺也不适于我国国情，不是污水处理的理想工艺。

3、硅藻精土处理剂处理污水工艺与传统方法的比较

以10000m3/d工程规模为例

要彻底治理污水必须寻求切实可行的新技术、新工艺。目前国内外处理污水的传统工艺，均不能使污泥与水分离后彻底取出，更谈不上把污泥再制成可用产品。加之各类工艺的严重缺点，使污水处理工作形成老大难问题。要彻底治理污水，必须寻求切实可行的新技术、新工艺。硅藻精土处理剂处理污水的工艺不但具有各传统工艺的综合优点，同时弥补各处理工艺的不足，并且具有各传统工艺所做不到的，沉渣可彻底取走并回收使用的特殊优点。本工艺不仅投资小、耗电少、成本低、占地少、处理质量好，去除率高，污染物可全部取走并再利用，而且适用性强，设备简单,操作方便，能连续处理，可作为各类大、中、小型城市污水处理。是优于国内外传统工艺的具有国际先进水平的污水处理工艺。 处理污水的理想工艺，应该是处理后出水水质好，投资少，耗电低，占地小，运转成本低，污泥能彻底分离取出，并能再加工制成其他产品的最佳工艺，本可行性报告提出的工艺，是目前所有污水处理均办不到而唯有该工艺能做得到的理想工艺，这正是本方案优势。

4、工艺优势

1、投资费用低,本工艺与传统工艺相比,占地面积小,工艺流程短,故10000T/d以上规模的工程项目投资总额仅为其它工艺的50-65％。

2、运行费用省,实际运行费用中的大头是药剂费，其用量约在十万分之五至七，水处理剂单价为2100元／吨（含运费），故每处理1立方米污水药剂费不超过0.15元，加上电力、人工，每处理1立方米污水的运行费用不超过0.40元, 运行费仅是其它工艺的30-45％。

3、总磷总氮去除率高,去除重金属有明显效果。由于硅藻精土水处理工艺的特殊作用,对污水中的总磷、总氮和重金属有比较高的去除率。以本工艺在昆明明通河城市污水工业性试验为例，由云南省环境保护科研所参加，经省环境监测中心站测试，TN 33.51 mg/L 到7.12 mg/L,去除率78.7%，TP 8.58 mg/L 到0.79 mg/L 去除率91.8%。

4、治污与补水相结合,本工艺对悬浮物SS等指标特别明显，处理后的清水达到国家《城镇污水处理污染物排放标准》,水体清澈透明,完全可以满足补给水的要求。采用硅藻精土水处理工艺，治污与补水一次解决，一举两得可节省许多投资。

5、废渣处理简单且用途多样不会造成二次污染。硅藻精土水处理的废渣收集简单，废渣可以从排渣口直接装袋，也可以经机械脱水后运出厂外，不需要添加药剂处理。硅藻土本身具有质轻、隔热、保温特性、是无毒天然物质，故废渣可以制造保温砖、轻质建材，也可以做农田肥料，如果量大，还可以重新提取硅藻，生产硅藻精土水处理剂，循环使用。

6、管理费用低。由于该工艺简单，处理设施小，工艺流程短，因此操作管理方便，管理费用低

四、硅藻精土水处理工艺流程图

[ 本帖最后由 angel_love98 于 2008-1-18 14:37 编辑 ]

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图看不到。2楼补上吧。

angel_love98

硅藻土处理污水技术

（一）硅藻土的特点

硅藻土[Diatemite]是一种生物成因的含结晶水非晶体二氧化硅的蛋白石，主要由硅藻，（一种单细胞的水生藻类）遗骸和软泥固结而成的沉积矿，具有孔隙度高、比表面积大、吸附性强、质轻坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等特性。广泛用于水处理、饮食、建材、化工、橡胶、石化、医药、冶金、油漆、化妆品、涂料、机械、能源等行列，可制水处理剂、公路路面沥青改性剂、助滤剂、填料、吸附剂、隔热材料、催化剂载体、色谱固定剂等，是近代工业不可缺少的材料，至今尚未获得令人满意的替换物质。

(二)国外硅藻土开发的情况

①硅藻土矿业在世界矿业中占的比例很小，约万分之一至万分之二。在一九七九年以后，硅藻土矿业增长不快，主要原因是：经济品质适合开发的硅藻土资源不多，产品受原矿土限制，即无需选矿就可以达到硅藻精土质量的矿山储量日益减少，需要选矿才能利用的低品质原矿土的利用越来越迫切，低品位原土优选为高品质精土的选矿工艺成为世界各国急需迫切解决的攻关课题，但至今难于解决，不能适应需求量越来越大的硅藻精土的来源，从而使硅藻土工业的发展受原材料的制约而难于较快发展。

②由于硅藻土矿业不大，因此研究硅藻土矿业的人很少，硅藻土矿的开发，特别是低品位矿的开发，由于缺少实际经验和理论指导进展不快。

③硅藻土原矿的物理性质，化学成分和极其复杂的共生杂质，因矿山不同而差异很大，这又增加了开发的困难。

④总的来说，世界硅藻土矿业增长不快的主要原因，不是需求的减退，而是高品质原矿土的供应因上述原因而产生困难。

(三)我国硅藻土开发的情况

①我国对硅藻土开发仅处于起步阶段，不论在基础理论研究还是在应用研究方面都远远不足，与硅藻土应用研究发达的国家相比，仅仅只是一个萌芽。

②我国有的权威部门和科研单位，由于缺乏硅藻土基础知识的了解，又无实践经验，多次发生误导，甚至将其它矿种，当作硅藻土进行开发的情况，浪费大量的人力和财力。

③我国忽视硅藻土基础理论研究和对国外资料、信息交流，致使研究工作长期停留在低水平，从而对一些较深的基础理论研究和较高层次的产品开发，研制成果几乎等于零。

④我国对硅藻土的研究起步较晚，专业人才非常缺乏，为此有一些根本不懂硅藻土知识的学者，发表文章，组织研讨会，结果使已出现的科技成果被压抑，而纯理论甚至是谬误的技术在大量发表，至使我国硅藻土开发进退徘徊。

⑤我国高档次硅藻土产品外销几乎等于零，并且不能摆脱目前仍依靠进口硅藻土成品的局面。

⑥硅藻土工业的开发，对于储量丰富的我国，是迫在眉睫的重大课题，但我国的硅藻土资源，绝大多数均属中、低品位，为此，中国硅藻土开发的战略问题是解决优选工艺，只有研制经济、适用、可行的中低品位原土优选为高品质精土的选矿工艺，我国的硅藻土工业才能迅速发展，否则将继续停留在目前现状上。

(四)我国硅藻土资源情况

通过30余年来的努力，我国在硅藻土资源调查方面，做了一些工作，就目前已知的资料来看，我国硅藻土矿的形成分布具有以下几个特点：

①我国硅藻土矿主要分布在云南省中部和西南地区，东北部吉林省和内蒙古以及我国东部浙江省嵊州市地区、四川省攀西地区；

②我国硅藻土矿的形成时期从中新世开始一直延续到全新世，中新世形成的硅藻土矿规模一般都较大；

③我国的硅藻土矿大部分属非海相沉积，其中以淡水湖泊相沉积为主；

④我国许多地区的硅藻土矿的形成和分布都与新生代以来火山活动(玄武岩)有密切联系；

⑤我国硅藻土矿绝大多数属中、低品位，必须经过选矿才能用于硅藻土系列产品的原料。

我国14个省，勘明了七十余座硅藻土矿，以吉林、浙江和云南形成三角鼎立形势。东部沿海、西部新疆、北部黑龙江、南部广东、海南，中部内蒙、河北、山东、四川等均储藏着大量硅藻土，除吉林长白马鞍山矿品质较好外，全国原土均属中、低品位。

(五)纯物理湿法选矿工艺

至今，在科学技术发达的国外，硅藻土选矿也仅能使用化学方法(即酸洗法)去除杂质，此种选矿方法不但成本高，投资大、设备复杂、管理严格，而且至命的缺点是不能去除晶体二氧化硅杂质，隋晶体二氧化硅杂质含量的多少而获得不同品质的精土，难于适应硅藻土的需求。我国在研究“植物静电位”的基础上，用静电原理优选出优质的硅藻精土，在世界上率先发明“超低品位硅藻土纯物理选矿方法及设备”，经过试验室试验、中试到建成年产万吨硅藻精土的选矿厂，大批量工业生产实践证明了该工艺的可行性、可靠行、稳定性和适用性。创造了国内外超低品位原土优选为高品质精土的唯一记录，是世界硅藻土选矿史上前所未有的重大科技成果、重大发明，也是国外选矿文献上未曾记载并具有当代先进水平的“中草药”选矿工艺。

由于我国已前没有优质硅藻精土，故所以没有精土再加工应用的专业成品厂，硅藻土工业仍然得不到发展。我国又开始了用硅藻精土改性配制成水处理剂处理污水和用硅藻精土改性沥青的研制，并获得了成功。

在硅藻土选矿工艺的基础上，研制发明了“超细微粒静电分离选矿方法及其系统”，把高岭土等非金属矿，把锡尾矿、低品位氧化锌、氧化锰、氧化铜等有色金属矿富集为高品质精矿,该纯物理选矿工艺还能把贫铀矿富集为高品质富矿。

超低品位硅藻土纯物理选矿工艺

(一)工艺简介

该工艺是当今世界上唯一能用物理方法把中低品位硅藻原土优选为精土的工艺，与化学法即酸洗法比较，具有投资小、效益高、无污染、耗电少、用水可循环，成本低，回收率高，操作简便，适应性强，设备结构紧凑，能连续生产，分离效率高等特点。

(二)工艺要点

原矿土采集后按不同品级堆放。按干料计重定量投入特制低速擦洗机中加水变细为浓矿浆。再流入高速分散机加水稀释为低浓度矿浆，此时在除粗砂设备中除去粗砂。然后进入高速搅拌机，加入硅藻土选矿专用重磁水，在叶片高速旋转下矿浆产生静摩擦，利用三氧化二铁，三氧化二铝等原土中杂质微粒带负电，重磁水带正电而二氧化硅保持中性的原理，用内摩擦产生的高压静电使杂质处于不沉降状态。由二氧化硅组成的硅藻保持中性呈自由沉降状态的原理。用不同浓度进入粗选设备，精选设备，除去晶体二氧化硅和碎屑矿物。加水稀释，不沉降的粘土和杂质向外排出，硅藻自由沉降富集为硅藻饼，从而把超低品位硅藻原土中的硅藻犹选出来为高品质精土。本选矿工艺所采集的原土品位高低，仅影响到精土的回收率高低，而不影响精土质量。因在选矿工艺流程中，仅有硅藻才能富集为饼，其余杂质均分选出去。为此，所得精土，几乎由纯净的硅藻组成。

硅硅藻精土的应用

(一)硅藻精土处理剂处理污水的工艺

<1>技术原理

硅藻精土是由不导电的非晶体二氧化硅组成硅藻壳体和6-110钠米的超导硅藻纳米微孔使得硅藻表面形成不平衡电位。在污水处理时，硅藻精土处理剂被微量加入污水中，在高速搅拌，或抽吸污水的泵机叶片旋转下，硅藻表面的不平衡负电位能破坏污水中由负离子核形成的正电离子圈，并中和悬浮离子的带电性，导致胶体颗粒和胶团结构的ξ电位减小或为零，从而达到胶体颗粒脱离作用的目的，促使水中的污染物快速物理絮凝、沉淀。同时加上硅藻具有巨大的比表面积，巨大的孔体积和较强的吸附力,把超细微粒物质吸附到硅藻表面，形成链式结构，瞬间下沉与水体分离。在特制专用设备中，水体从由每克2.5亿个以上的硅藻形成的数公尺渣层中浸出，污水中悬浮物、重金属离子及细菌等被硅藻纳米微孔超滤去除，清水向上溢出。另外硅藻还具有自身脱水的功能，通过负压脱水机压榨脱水，沉渣成饼状装袋取走，可再生利用。

<2>工艺优势

该工艺不但具有各传统工艺的综合优点，同时弥补各处理工艺的不足，并且具有各传统工艺所做不到的，沉渣可彻底取走并回收使用的特殊优点。本工艺效果好、投资少、运行费低、占地小、自动化程度高、实用行强、无二次污染、重金属离子去除率高、不受气温影响、可建成园林景观等，可作为各类大、中、小型企业工业废水和特大型城市污水处理。优于国内外各传统工艺的具有国际先进水平的污水处理工艺。

(二) 硅藻精土改性沥青

在沥青路面材料中添加一定量的硅藻精土可制成具有最佳附着强度和延长路面寿命的混合料。硅藻精土增加了沥青的流动阻力，并有效地使路面泛油形成车辙和挤浆现象减少到最低程度。硅改沥青压制的路面具有良好的柔性磨擦作用，等同于橡胶路面，具有良好的防滑性和耐磨性。路面使用寿命至少为一般标准密积配比路面的二至三倍，此项技术已在云南省和其他地区高等级公路采用。

(三)用硅藻精土制成“木材”

硅藻精土经烘干后，具有吸水功能，按量投入特制管道，隋负压气流均匀向前。把特制树脂溶于水中，加热形成蒸气，加进管道。硅藻精土吸水的同时，把树脂同时吸至硅藻壳体表面。特制树脂在高温时没有粘结性，而在常温时才具有粘结性。表面带特制树脂的硅藻壳体在模具中加压成型，被特制树脂粘结为微孔人造石，经解板机械切为所需板材，制成硅藻精土“木材”。

该新材料具有：放在强酸(氢氟酸除外)、强碱中不腐蚀，12000C以下高温不变形，防水，堆密度0.3以下，仅是木材堆密度的1/3，可钉跑钉，隔热，隔音，具有一定强度。既具有木材的一切优点又弥补了木材的一切缺点能完全代替木材的最佳轻型功能性新材料。

(四)硅藻精土其它应用

硅藻土目前在世界上有500多种用途。因世界上没有纯净的硅藻原土，而难于用于要求质量稳定的产品。硅藻精土的诞生，将推动硅藻土传统产业迅速发展。

<1>硅藻精土的主要性质

（1）粒径：颗粒是硅藻的基本单元，每克有2-2.5亿个硅藻，粒径在-800目以下。以均匀的粒径作为优质填料。

（2）比表面：硅藻精土每克重大约有100m2以上的比表面积。作为多孔性填料，其内表面比外表面大。由孔隙结构形成活性表面，具有巨大的附着能力，增加附着强度，有效均匀地附着在物料的表面。硅藻的多孔隙结构使物料表面形成亚光。

（3）、颜色：硅藻精土是白色。

（4）、密度：从经济角度来说，填料的加入取代了一定体积的基体，因此必然关心所用填料的密度。硅藻精土的松散堆密度只有0.1-0.2g/cm3,紧堆密度只有0.2-0.3g/cm3，所以是最经济的填料。

（5）硬度：硬度对于硅藻精土的应用有十分重要的意义。硅藻精土属软质填料，但由于它属二氧化硅组成的非晶体结构，硅藻壳壁最低莫氏硬度为4.5-5.5，莫氏硬度可达到5.6-6.0。

（6）化学组分：化学组分决定了硅藻表面的性质，其成分是非晶质二氧化硅，为此它化学稳定性极好。不怕酸碱，不易氧化，能长久地维持物料的稳定性。优良的化学组分使它在浸润性、分散性、硫化性、补强性、耐老化性等方面都表现出极为优良的品质。

<2>硅藻精土对物料的综合效应

从经济效益的角度来说，应用硅藻精土填料首先获得的效果是它降低成本。但是随着现代化的发展，不仅仅是要求价格竞争上占有优势，而且要求提供理想的物理、化学性能的材料。

(1)弹性效应：硅藻精土与物料混合后很重要的一个作用是使复合材料的弹性模量增大很多倍。加入物料时容易充分分散和混合均匀。

(2)强度效应：由于硅藻精土比表面积非常大，则有利于提高物料的强度。对物料的弹性体系的增强，并对物料的断裂伸长率克制，并在冲击强度上有明显的提高。

(3)阻燃效应：阻燃将成为硅藻精土最有前途的应用领域。硅藻精土无论加入橡胶、塑料及低制品中均能阻燃。例如硅藻精土加入纸浆可生产隔热防火纸板，该纸板用氧焊火焰来吹烧也不能起火燃烧。最早使用硅藻土的诺贝尔，在发明了硝化甘油后不能用于工业，一摇动就爆炸。晚年找到硅藻土作为吸附剂和稳定剂，把硅藻土加入消化甘油后则不会摇动爆炸，用雷管才能爆炸。第一代炸药才诞生了。

硅藻精土加入物料后，与火焰接触，而本身的结构却不受破坏。可以避免可燃集合物进一步暴露在火焰之中，从而使内部深层不受破坏。

(4)光学效应：硅藻精土加入物料后增加对光的散射界的面积，提高多角度的散射，形成的亚光，对面强光源照射下，物料不会产生光滑面的折射。

(5)防腐、耐酸和耐磨效应：硅藻精土因其固有的化学惰性而能令物料表现出良好的防腐蚀性、耐酸碱性、并表现出良好的耐磨性。加入物料后，硅藻颗粒将完全被高物料所包裹，颗粒之间的机体便构成了连续相，这时硅藻精土的化学稳定性便基本上决定于基体。但是事实上，另一情况是在物料表面有不少硅藻颗粒呈裸露状态。这时物料的化学稳定性决定于硅藻的化学稳定性。

硅藻精土具有体积轻、孔隙度高、比表面积大、吸附性强、坚固、隔音、隔热、耐酸、化学性质稳定和热传导性低等一系列优良特性。为此硅藻精土能代替高岭土、轻质碳酸钙、滑石粉等非金属填料，用于造纸、油柒、人造革、塑料制品等等作为新功能性填料。

硅藻精土可生产过滤空气的分子筛，用于空调外层时可使室内获得无菌空气。用于香烟过滤嘴。

硅藻精土可作为催化剂载体，用于汽车尾气等有害气体经催化剂转化为无害气体。催化剂载体是很多化工产品生产不可缺少的原料。

硅藻精土可生产高级隔热保温材料---微孔硅酸钙。

硅藻精土是最好的化粧品底料。

硅藻精土可代替白碳核作橡胶的填料。

硅藻精土可作为吸附剂、色谱固定剂等。

利用物理选矿，把低品位硅藻原土优选为硅藻含量达92%以上高品质硅藻精土处理剂用于处理污水，创导了既有传统污水处理工艺的综合优点，同时又弥补了各处理污水技术的不足，使出水水质达到中水回用要求，实现了污水的资源化，具有广阔的前景。

硅藻精土处理剂由不导电的非晶体二氧化硅的硅藻壳体和超导的纳米微孔组成，使硅藻表面形成不平衡电位。在水处理过程中，硅藻精土处理剂被微量加入污水中，在高速搅拌或抽吸污水的泵机叶片旋转下，瞬间分散于水体中，硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮离子的带电性，导致胶体颗粒和胶团结构的ξ电位减小为零，从而达到胶体颗粒凝聚成较大的絮花，污染物由此被快速物理絮凝、沉淀，加之硅藻具有60m2/g的表面积和巨大的孔体积及较强的吸附力，把污水中的有机物和无机物细微和超细微的物质吸附到硅藻表面，形成链式结构并快速下沉与水体分离。在水处理设备中，水体自下而上，通过由每克2.5亿个以上的硅藻形成数公尺的悬浮渣层，其悬浮物、重金属离子及细菌被硅藻纳米微孔超滤去除，清水则由主设备上方溢出。由于硅藻具有自身脱水的功能，用脱水设备很容易脱水、沉渣形成饼状可装袋运输，可再生利用回收硅藻土；该工艺获得专利（专利号ZL96122377.4）。

利用硅藻精土，处理污水具有其它工艺难以相比的优点即：

1、工艺流程短、设施结构紧凑、占地面积小，仅为其它处理工艺的1/3-1/5。

2、投资省，仅为其它工艺的44-66%。

3、管理方便，运行费用低，一般市政污水直接运行费不超过0.25元/m3，仅为其它工艺的1/3左右。

4、处理后水质好：由于硅藻精土处理工艺的特殊作用对市政污水，SS去除率达99.9%；BOD5出水仅20mg/l以下，去除率达92%；CoDcr去除率大于90%；总氮去除率78%以上；总磷去除率大于90%。排水水质达到和超过（GB18918-2002一级A标准）可进一步简单处理即可作中水回用。

5、污泥渣收集容易，可回收重新生产硅藻精土，由于具有质轻、隔热、保温、无毒的特性，也可作建材和农肥使用。

6、由于工艺较简单，采用设备较少，便于实现自动化控制。

7、工艺对外界环境变化影响小，四季运行平稳，出水水质稳定。

废水微波处理技术

(一)微波净化污水的机理

微波技术起源于20世纪30年代，最初应用于通讯领域，直到最近十几年间，人们才开始注意到微波技术应用在环境保护领域内的潜力，目前微波现已成功地用于废气、废水、固废的处理和环境监测。

微波处理污水是运用微波具有对流体中吸波物质物化反应有强烈的催化作用、对流体有穿透作用和杀灭微生物的功效。当流体置于微波场中，流体中各种固相微粒能迅速汇聚沉降与水分离，其溶解性的物质（包括高分子有机物）在微波高频穿透下进行解吸和消降，最终分解率达100%，且处理后的水质长期保持稳定。微波还具有对菌、藻杀伤力极强的特性，在20—30秒内蓝藻即由微粒汇聚成大颗粒沉降与水分离。

(二)废水微波处理技术的优点

① 废水微波处理技术的优点

污水微波处理法与传统污水处理法相比较有如下优点：

1) 单位污水处理投资强度低，规模大于5000m3/d时，单位投资强度为800～1000元/m3污水；

2) 占地面积小，同等规模仅为传统污水处理法的占地面积的1/10～1/30；

3) 实施灵活，污水微波处理技术不仅适于大、中、小型工程的新建，也适用于现在运行中的传统技术污水处理厂的技术改造，尤其是使用在高难度的工业污水处理上，具有国内外目前其它污水处理技术所不能达到的效果。如焦化废水、印染污水、造纸废水等高难度工业污水是从今以前所不能解决的重大难题，现在已经有从根本上完全解决的跨越性技术突破，解决了国内目前对该类污水治理难题，对提高出水水质、深度脱磷、实现污水资源化。从根本上解决人类的生活和生产活动给江河湖泊带来的污染，使水环境步入良性循环；

4) 工艺流程短，污水中污染物降解的物化反应迅速，污水经调配进入微波场20～30秒流出，5～7分钟完成澄清分离，产出清水和无菌污泥；

5) 单位污水处理运行费用低，运行费用中主要两项指标是：综合能耗为0.21～0.28度/m3；二是药剂消耗为0.08～0.10元/m3；

6) 污水中污染物清除彻底，经微波一次性处理后产出的清水其主要理化指标可达到或接近国家地表水环境质量Ⅲ类；

7) 污水处理进程不受周围环境温度和原污水污染物浓度影响，传统污水处理工艺却受控于这两个因素的影响；

8) 污水处理过程中可根据需要随意开、停，传统生化法和活性污泥法一旦停止运行后，需要半个月至1个月才能恢复正常运行；

9) 实现水的可持续利用和污水资源化，解决淡水资源日益短缺的问题；a、产出无菌清水可回用，b、产出无菌污泥可作用高效复合肥原料。

10) 污水微波处理对杀灭蓝藻和杀灭污水中的病原体具有特效，示范工程检测数据表明，市政污水微波处理前粪大肠菌群值为24×104个/L，出口仅为20个/L。

(三)该技术社会认可情况

该技术获以下证书：

国际绿色生态环保成果（产品）推荐证书：（LSOZ-NO.0109）

全国发明展览会金奖证书(141071)

发明专利证书ZL99115141.0

云南省科技厅成果鉴定证书

云南省发明创造一等奖证书

世界生产率科学院中国分院专家评审意见(世科中评审字2004.第20号)。

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硅藻土处理城市生活污水，在技术上有一定的风险性，江苏海门市污水处理中心一期采用 SBR工艺，效果不错，二期为了节省造价，采用的是硅藻土工艺，效果很不稳定，基本是失败的。慎重，慎重。

angel_love98

硅藻土在城市污水处理中的应用

王映荷

(华南师范大学化学与环境学院 广州 510631)

摘　要: 硅藻土经过提纯、改性、活化和扩容可以作污水处理剂。硅藻土作污水处理剂, 在技术上、经济上都可行, 有良好的推广应用前景。本文分析了目前城市污水的水质、水量等特点, 并以此提出适合中国国情的污水处理技术。硅藻土处理城市污水技术是一项物化法污水处理技术, 高效的改性硅藻土污水处理剂是该技术的关键, 在此基础上配合合理的工艺流程和工艺设施, 该技术可实现高效、稳定而又廉价地处理城市污水的目的。但由于这是一项新技术, 在理论和实际工程应用上都还存在一些问题有待解决。

关键词: 城市污水的特征 处理现状 硅藻土 污水处理剂 水污染治理

工业废水和城市生活污水的排放, 造成了严重的环境污染。 因此, 废水和污水的处理一直都成为热点问题。在综合治理方面，利用硅藻土处理工业废水或生产饮用水的技术已有将近20 年的研究历史[1] , 且据查, 早在1915 年就有人把硅藻土用于小型水处理装置, 生产饮用水。在国外, 把硅藻土污水处理剂作为助滤剂的一个品种来生产和应用, 包括饮用水、游泳池水、浴室用水、温泉、工业用水、锅炉循环水、工业废水的过滤和处理等。但在国内，将硅藻土用于处理城市污水是近几年才发展起来的。特别是对一些含有较高比例工业废水的城市综合废水的处理, 硅藻土处理技术以其独特的特征而受到业内人士的重视，有广阔的发展前景。

1　目前城市污水的特征及其处理现状

1.1 城市污水的特征

城市的性质、现有的排水系统、气温、水资源及其经济发展水平等多方面因素都会影响城市污水的特征。目前我国城市污水的主要特点为:

(1) 废水的有机质浓度低

其成因是多方面的, 主要有: 我国多数城市的排水系统不完善, 导致雨水、地下水、河塘水和湖泊水等混入排水管网内,污水浓度被稀释, 随着环保产业和体制的发展, 目前在多数城市, 要求工业废水经过适当的预处理达到有关的工业废水排放标准后, 再排入城市排水管网中, 与缄市生活污水混合进入城市污水处理厂作进一步的处理, 而这些经过预处理的工业废水的有机质浓度已较低, 一般COD 值在200mg/L 以下, 进入市政管网后会对城市生活污水产生稀释作用, 特别是当工业废水含量高的时候, 城市废水中总的有机质浓度将会较低。低有机物浓度的城市污水给生物处理造成困难[2 -4 ]。

(2) 废水的可生化性差

　　工业废水的初步处理也往往是采用生化的方法, 所以经过处理后, 留在废水中进入市政管网的有机质往往是难以生物降解的, 废水的B/C 值较低。因此含有大量工业废水的城市污水的可生化性变差, 不利于生化处理。

(3) 废水的成分复杂

虽对排入城市下水道的工业废水有严格的控制, 要求抑制生物处理的有害物质不得超过排水设计规范规定, 但由于各工矿企业废水成分的复杂性和经济技术可能性, 控制的项目不可能是全面的。所以废水中可能会引入一些不利于微生物生长的有害物质或引起活性污泥膨胀的物质, 从而给污水厂的运行和管理带来不便。

(4) 废水的水质、水量波动大

对于排水系统不完善的城市, 雨天和旱天的污水量和水质都会有很大的变化[2 ]。另一方面, 排入市政管网的工业废水的水质、水量会受到各工矿企业的运行状况及排水周期等因素的影响, 从而导致总的城市混合废水的水质、水量的变化。城市污水水质、水量的波动, 给污水厂的处理带来一定的冲击负荷。

1.2 城市污水处理现状

当今污水处理的主要方法有两大类: 一是物理化学法, 即混凝法; 二是生化法。物化法对去除重金属、磷、色度效果好, 但对氮和有机物去除效果不理想。另外, 各种絮凝剂的加入, 在水底不易与水分离, 会造成二次污染。生化法对有机污染物及氮、磷有良好的去除效果, 但对COD 去除率低，脱色效果差, 而且仍会产生大量污泥, 造成二次环境污染。

　　一般生化法要求废水的可生化性好, 各营养物比例协调、浓度适宜, 且其中抑制生物增长物质的浓度不高于微生物所能承受的范围, 所以对于目前一些城市的废水, 可能由于废水中含有大量的生物抑制剂或水质水量的波动过大等方面的原因,其生物处理系统的运行有时会不大正常。而且, 生化法对温度的要求较高, 在低温时, 微生物的活性会变低, 有的甚至可能完全丧失活性, 从而导致某些生化处理单元不能正常运行。所以在冬季, 特别是在一些北方城市, 运用生化处理方法的城市污水处理厂在其运行和管理上会存在很多不便。

　　另一方面, 生化法处理城市污水的运行费用和投资费用都较高, 一些城市, 特别是很多中小城市, 根本建不起也运行不起。所以这些城市的污水处理, 首先要求进行以较小的投资获得较大的环境效益的一级物化处理, 当条件具备时再实施二级生物处理[5- 6 ]。

鉴于上述等方面的原因, 物化法污水处理技术因其运行稳定可靠、去除重金属、SS、胶体和色度的效果好、投资和运行费用小等优势而受到重视。而天然的矿产资源, 如硅藻土、沸石、膨润土、海边石、凹凸棒石等, 因其具有的独特的理化性能和环境效应而越来越受到人们的关注[7]。

2　硅藻土的特性及其污水处理的原理

2.1 硅藻土的特性及其改性

　　硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻的遗体堆积后, 经过初步成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物硅质岩。它的主要化学成分是无定性的SiO2, 并含有少量的AL2O3、Fe2O3、CaO 和有机质等，其由硅藻的壁壳组成, 壁壳上有多级、大量、有序排列的微孔。这种独特的微孔结构, 赋于它许多优良的性能：空隙率高、比表面积大、比重小、吸附性强、耐磨、耐酸、热导性低、隔热阻燃、保温隔音等, 被广泛地应用于饮食、建材、化工、橡胶、石化、医药、冶金、涂料、机械、能源、油漆、水处理等行业中[8- 10 ]。尤其是硅藻土吸附性强, 能吸附等于自身质量1.5—4倍的水和1.1—1.5倍的油分。它的电位为负, 绝对值大, 吸附正电荷能力强。因此对污水有极好的净化效果。对于采用吸附塔净化装置, 除吸附作用外, 还有筛分作用和深度效应。在污水处理领域, 我们关心的也主要是硅藻土的表面性质、精度及孔系结构等。

形成硅藻土的硅藻的壳体具有大量的、有序排列的微孔,从而使硅藻土具有很大的比表面积(3. 1～ 60m2/g) [11 ]。而且硅藻土的表面及孔内表面分布有大量的硅羟基; 这些硅羟基在水溶液中离解出H+ , 从而使硅藻土颗粒表现出一定的表面负电性[12- 13 ]。

从硅藻土的精度方面考虑, 虽然我国硅藻土总的含量位居世界第二, 但是其品味普遍较低, 大多数产品的SiO2 的含量在50% 左右, 利用时应先将硅藻原土进行提纯处理, 使其SiO 2 含量大于90%。提纯后的硅藻土具有整体一致均匀的微粒和比较干净的表面, 从而使得其比表面充分展露出来。所谓一致均匀是指具有一致均匀的大小、外形尺度、表面理化性能等, 这是目前人造微粒难以实现的。常用的提纯方法有酸浸法、擦洗法、焙烧法、离旋—选择性絮凝法、干法重力层析分离法、热浮选矿法和综合提纯法等。

　　不同产地硅藻土的往往具有不同的形状结构和孔系分布 , 在生产和应用过程中, 应予以注意。

　　为了改善硅藻土污水处理的效果和范围, 需对硅藻原土进行提纯、活化、扩容和改性等处理。对硅藻土进行一定的酸、热等活化、扩容处理, 可改善硅藻土的一些表面性质, 从而提高污水处理的效果。彭书传通过利用等量的酸活化、热活化及未经活化的硅藻土制成的复合净水剂处理印染废水的对比实验表明, 酸活化和热活化均可提高硅藻土的处理能力。向硅藻精土中加入一定比例的其他物质, 可制成适合不同性质和种类污水的改性硅藻土, 既提高了硅藻土的污水处理效果, 又扩大了其应用范围。云南王庆中先利用纯物理湿法选矿工艺将低品味的硅藻原土提纯得到硅藻含量为90%～98%的硅藻精土, 再根据不同的污水类型和水质特征, 向此精土中加入不同数量的絮凝剂(硫酸铝、氯化铝、聚丙烯酰胺或三氯化铁等常见的无机或有机絮凝剂) , 得到具有很好吸附、混凝作用的改性硅藻土污水处理剂。

2.2 硅藻土污水处理的原理

硅藻土表面带有负电性, 所以对于带正电荷的胶体态污染物来说, 它可实现电中和而使胶体脱稳。但城市生活污水或综合废水中的胶体颗粒大多是带负电的, 所以如用普通的硅藻土作为污水处理剂, 只能起到压缩双电层的作用, 而无法使胶体颗粒脱稳, 处理效果不佳。所以对硅藻土进行各种方式的改性,使其对带负电的胶体颗粒也能脱稳。如采用铝、铁等带正电荷的离子对其进行表面改性, 或加入其他的絮凝剂复合制成改性硅藻土污水处理剂。对于复合其他絮凝剂制成的改性硅藻土处理剂而言, 硅藻土一方面可作为形成絮体的骨架, 改善矾花的结构, 即有助凝的作用, 使形成的絮体密实而有较好的沉降性,从而改善了一般的化学絮凝剂产生的矾花松散、不易下沉的状况; 另一方面, 由于其巨大的比表面积和表面吸附性等, 脱稳胶体极易被吸附到硅藻土上, 且附着了污染物质的硅藻土颗粒间的相互吸附的能力也大, 所以改性硅藻土用于污水处理时, 能快速形成粒度和密度较大的絮体, 且絮体的稳定性好, 甚至当絮体被打碎后, 还可发生再絮凝, —这是其他铝盐、铁盐等常用污水絮凝剂所无法比拟的。

硅藻土的巨大比表面、强大吸附性以及表面电性, 使得其在污水处理过程中, 不但能去除颗粒态和胶体态的污染物质,还能有效地去除色度和以溶解态存在的磷(导致富营养化的主要污染物之一) 和金属离子等。特别是对于含有较高工业废水比例的城市污水, 其可能有较大的色度和较高浓度的金属离子, 但对于改性硅藻土处理系统来说, 由于其表面带负电, 能有效地吸附去除一部分带正电荷的金属离子。

硅藻土用于污水处理时的工艺设备对其处理效果也有很大的影响。通常水力澄清池只用于给水处理领域, 而对于一般城市污水的处理, 由于污水中含有大量的有机物和微生物, 会在形成的污泥悬浮层发生厌氧反应而产生气体, 从而会破坏悬浮层的稳定性。但最近的研究发现, 在澄清池中增设必要的设施或方法, 使悬浮污泥层保持缺氧状态, 可有效抑制气体的产生, 保证池内形成一个稳定的悬浮污泥层。此工艺相对于竖流式、平流式或辐流式沉淀池而言, 可大大减少用药量和提高系统缓冲力。主要是因为污泥悬浮层有筛虑作用, 可截留絮体颗粒; 悬浮层中没达到其饱和状态的硅藻土, 还可进一步吸附絮凝未絮凝的胶体和水中的溶解态污染物, 使药剂的潜能大到最大限度的发挥, 从而节省药剂的用量。当投药量不足或进水水质、水量有冲击时, 反应器内的悬浮层可以帮助吸附、截留水中的污染物, 起到一定的缓冲作用, 从而提高系统的稳定性。

3 硅藻土污水处理技术的典型工艺及其特点

改性硅藻土处理城市污水可采用以下工艺流程:

图1　硅藻土污水处理技术工艺

　　

硅藻土处理单元对污水中SS、COD、BOD、TP 和重金属离子等有很好的去除效果。根据该工艺, 我们在上海市曲阳污水厂进行了中试, 系统的进水水质为: CODCr为200～ 450mg/L ,BOD5 为130～ 250mg/L,氨氮为25～ 40mg/L ,SS为150～300mg/L : 采用的停留时间为: 硅藻土处理单元为1.5h, 后续生物处理单元为2h；采用的污水处理剂为大理庆中环境工程有限公司生产提供的改性硅藻土。运行结果表明: 硅藻土处理单元对于污水中COD 的去除率在70% 左右, 对BOD 的去除率在70%左右, 对SS的去除率> 90% , 对总磷的去除率>92% , 氨氮的去除率为30% 左右。而经过后续的生物处理后出水的CODCr则都在45mg/L 以下, 氨氮的硝化率也达到60% 左右。

硅藻土处理单元的出水中各项污染物的浓度已较低, 达到了国家二级排放标准, 所以对于出水要求不高的地区和采用深海排放系统的沿海城市, 该出水可直接排放。对于出水要求较高的地区, 增加一个二级的生物处理装置即可, 考虑到一级出水中有机质浓度已较低, 二级生物处理系统可采用生物膜法或氧化塘法等, 以进一步降低水中的有机质浓度和去除氨氮。

　 将改性硅藻土用于城市污水的处理是一项新技术, 其主要的特点是:

(1) 硅藻土处理单元的耐冲击负荷能力强, 处理效果十分稳定, 不易受到温度、水质、水量变化等的影响, 适宜含有较多有毒物质或冲击负荷较大的城市污水的处理。 (2) 该工艺技术先进, 所需设备少, 占地面积小, 工艺流程简单, 操作管理方便, 可实现自动化操作, 而且该工艺的建设工期短。 (3) 硅藻土药剂的用量少, 投加量为50ppm 左右时即可达到70%左右的COD去除率, 每t污水药剂的费用不超过0.10元, 每t污水的运行费在0.30元/m3左右。 (4) 硅藻土的脱水性能比一般的生物污泥和其它的化学污泥的要好, 可用离心法或板框压虑机将其脱水至含水率为58%～60% 左右的泥饼。 (5) 硅藻土污泥的回收利用空间大, 因其是一种天然矿物,且稳定性好, 经适当的处理, 可回用到农业、污水处理或建材等领域, 所以是一项无二次污染的技术。

4 硅藻土污水处理技术有待解决的问题

硅藻土用于城市污水的处理还处于其初期阶段, 在工程实践上可以借鉴的工程实例还较少, 所积累的经验也不多, 从而使其在推广应用上受到一定的限制。在理论上, 硅藻土污水处理的完整的机理还不清楚, 目前的研究主要还是处于黑箱模式阶段, 从而影响了其处理效果和操作运行条件的进一步提高和改善。特别是在硅藻精土的改性上, 其研究的成果还远不能满足根据不同的污水水质特征采用不同的改性硅藻精土的要求。

就目前国际污水处理的形式来看, 污水处理除了去除有机物外, 还要求除磷脱氮。而就上述提出的工艺来说, 虽然能达到较好的除磷效果, 但脱氮的效果不佳。所以, 应开发出更好的组合工艺, 使系统兼具脱氮的功能。

　　硅藻土是一种利用价值较高的矿物质, 其回收利用的可能性较大, 而目前在实际工程中, 往往都将脱水污泥填埋。考虑到硅藻土的各项理化性质, 及其在其它领域里的应用, 应对其回

收利用的途径作进一步的研究, 从而实现污水治理的可持续发展。

5　小　结

(1) 物化法处理城市污水是一项适合中国国情的技术, 也是一项适合我国城市污水特征的技术。硅藻土污水处理技术是一项物化的污水处理方法, 其技术的关键是高效硅藻土污水处理剂的生产。采用专用澄清池, 可使该技术达到更好的污水处理效果。

(2) 硅藻土具有比表面积大、表面电性、化学稳定性好等各项优异的理化性质。历时20年的研究表明:经过提纯、改性、活化、扩容的硅藻土，是一种优良的污水处理剂。在技术上和经济上都是可行的, 适用于各种污水处理, 而在污水处理时, 需将其进行适当的改性处理, 才能有良好的处理效果，同时也用于后续深度处理,且效果更佳，具有良好的推广应用前景。

(3) 用硅藻土污水处理剂处理废水, 后续深度处理效果最佳。另外, 采用与聚合氯化铝以及其他方法合用效果更好。

(4) 当出水要求不高时, 改性硅藻土处理污水可以单独作为一个工艺； 否则, 可在其后接生物膜或氧化塘等的后续生物处理装置, 以进一步提高出水的水质。

(5) 硅藻土污水处理技术的稳定性好、操作简单, 特别适合于水质水量波动较大的含工业废水比例较大的城市污水, 且其污水处理的成本低。

(6) 硅藻土污水处理技术还是一项较新的技术, 各方面还不完善, 还需加强理论上和实际工程应用上的进一步研究和探索。

参 考 文 献

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angel_love98

硅藻土是云南王庆中做的吧，听说效果不错，实际的情况不甚清楚

rain2007

把楼上的资料都看完了 有些资料中把硅藻土写得太好 简直就是神乎其神 其实也就是一个物理吸附剂，性质和活性碳相当的 当前应用还很少 大家借鉴

shk993

我凭主观感觉硅藻土去除污染物是依靠吸附作用，所以对硅藻土去除氨氮的能力表示一定的怀疑。

676268

这方法操作很方便，专业技术要求不高，农民也会

676268

我们现在用的就是这法，云南庆中的技术。感觉要求不高的话可以用

zhubinong

百度文库的好文件哦！

kerrykmy

顶！不错的资料，谢谢楼主