硅藻土在污水处理中的作用篇1
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：
项目
pH
色度
BoD5
CoDcr
SS
tn
tp
登龙河城市污水
进水水质
6.31
40
150.68
360
250
20.31
4.14
出水水质
6.87
4
10
33.7
10
8.78
0.02
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
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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：
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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BoD592-92.8%、CoDcr95%以上、SS99%、tn78%、tp90.7%。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:
项目
pH
色度
BoD5
CoDcr
SS
tn
tp
自祥饭店污水
进水水质
6.31
40
150.68
377
1211.5
16.31
4.14
出水水质
6.87
4
10.78
33.7
未检出
7.78
0.39
去除率（％）
92.8
91
99.9
52.3
91.2
明通河水
进水水质
7.13
40
154.43
405
960
33.51
8.58
出水水质
6.82
5
11.47
18.6
未检出
7.12
0.59
去除率（％）
92.6
95.4
99.9
78.7
90.8
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
方法
占地面积
基建投资(万元)
单位处理成本(元/m3)
优点
缺点
生物化学法
10亩
1500
0.70
污水处理适应强，tn、tp、BoD5去除率高有成熟可靠的设计参数和运行管理经验.
投资大，占地多，工艺流程复杂，操作复杂，温度控制要求高，污泥处置困难，色度和CoDcr去除率低。
化
学
法
4亩
1200
0.803
投资小，占地少，耗电低，设备简单，去除重金属、磷效果好。
投药量大，混凝速度慢，处理成本高，有腐蚀性，污泥处置困难，造成二次污染，对有机物和氮去除效果差。
硅藻精土处理剂法
2亩
680
0.30
出水质量好，水质稳定，运行成本低，停留时间短，温度变化不影响，连续处理，污泥无二次污染，自动化控制，特别适应城市污水处理。
对有些难度大的工业污水还须有针对性试验，配制相应硅藻精土处理剂。
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，tn33.51mg/L到7.12mg/L，去除率78.7%，tp8.58mg/L到0.79mg/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。
硅藻土在污水处理中的作用篇2
关键词：污水处理厂；絮凝；沉淀
中图分类号：X703文献标识码：a文章编号：16749944（2013）04014302
1引言
上海市某郊区污水处理厂，设计规模为1万m3/d，采用具有脱氮除磷功能的氧化沟工艺，设计出水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的二级标准。
由于污水处理厂经常受到高浓度来水水质冲击，水质波动很大，以至于生化系统处于不稳定转运，污泥沉降性能差，出水水质时有超标发生，尤其是出水SS、氨氮指标存在不达标的现象，初步分析主要是由于污泥颗粒细小，不易在沉淀池沉淀，导致氧化沟污泥系统老化。
为尽快恢复生化处理系统的稳定运行，实现出水水质达标排放，在尽量不改变任何工程设计规模的前提下，选择投加硅藻善污泥沉降性能，提高污泥活性成份，通过实验室小试确定合适的硅藻土投加量，然后进行生产性试验，向曝气池出水口投加硅藻土[1]，实验分析投加硅藻土对城镇污水处理厂出水水质影响。
2材料与方法
2.1主要仪器
梅宇牌SC2000-6智能混凝试验机。
浊度仪，Lp2000，精度0.1ntU。
taRe，De系列，moDeL-1000分析天平，感量0.1mg。
2.2试验水样
试验水样为氧化沟好氧段出水口的混合液，试验期间，污泥浓度为1500～2000mg/L。
2.3主要试剂
本试验主要研究分析硅藻土对污水处理厂出水水质的影响。硅藻土是由硅藻及其他微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩，主要化学成分是无定型的Sio2，并含有少量的al2o3、Fe2o3、Cao和有机质等。硅藻土具有独特的微孔结构，比表面积大，堆密度小，孔体积大，硅藻土颗粒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能[2，3]。
2.4试验方法与过程
将试验硅藻土0.1g，用蒸馏水稀释至100mL，得到浓度为1000mg/L的药液。药液投加量按照硅藻土与污水投加浓度分别为10mg/L（100kg/万m3）、投加浓度分别为30mg/L（300kg/万m3）、投加浓度分别为60mg/L（600kg/万m3）加入混凝试验机，先快速混合300r/min，1min，在慢速絮凝50r/min，10min，速度梯度G=143.5s-1。慢速搅拌10min后，静止沉降40min，取上清液测定浊度和颗粒特征值。
3结果与分析
3.1投加量分析
按照絮凝试验方法，絮凝剂投加量分别为10、30、60mg/L做絮凝沉淀试验。混合液的污泥浓度为1500mg/L，水温为22℃，pH值为6.9搅拌强度为180r/min，搅拌时间为30s，试验结果如图1所示。
图1加药量对絮凝沉淀效果的影响
由图1可以看出，投加量为10mg/L时，混合液的沉降性能不明显，无实质改善作用；投药量大于30mg/L，水样的絮凝沉淀性能相比加药量为30mg/L时没有明显改善，在经济上很不划算。因此，选择的最佳投药量在30mg/L左右。
3.2污泥浓度对絮凝沉淀效果的影响
按照絮凝试验方法，用稀释的方法分别调节各个小样的污泥质量浓度为2250、1500、750mg/L后做絮凝沉淀试验。水样的水温为22℃，pH值为7.2，投药量为
图2污泥浓度对絮凝沉淀效果的影响
15mg/L，搅拌强度为180r/min[4]，搅拌时间为30s。试验结果如图2所示。
由图2可知，在污泥浓度为750～2250mg/L的范围内，水样的污泥浓度越低，絮凝沉淀性能越好。
4生产性试验
4.1试验方法
根据实验室小试的结果，选择硅藻土的投加量为30mg/L，生产性试验时的实际进水量为10500m3/d，氧化沟污泥浓度为1500mg/L。加药量为30mg/L，加药点为好氧池出水口，二沉池的出水负荷达到1.02m3/（m2·h）。好氧池出水在管道经过约60s的混合后进入二沉池。试验进行了7d，每日检测进、出水的CoD、SS、nH3n、tp，最终计算出7d的平均进、出水水质。
2013年4月绿色科技第4期
徐明：投加硅藻土对城镇污水处理厂出水水质影响研究环境与安全
4.2结果与分析
生产性试验的数据结果见表1。
表1生产性试验进出水水质
项目CoD/（mg/L）SS/（mg/L）氨氮/（mg/L）tp/（mg/L）进水水质35828424.53.4出水水质38.51812.30.5
从表1可以看出，投加硅藻土对出水SS、CoD的去除效果明显，对nH3n、tp的去除效果则不明显。这是主要是因为该污水厂进水主要是生活污水，出水中SS主要为有机性固体物，投加药剂去除SS的同时，也去除了此类有机物；而进水中tp含量较少，在不加药的情况下，出水tp已经较低，加药难以明显增加tp的去除率，同时加药对nH3n的去除没有明显作用。参考文献：
[1]马千里，宋锐，李浩然.城镇污水处理厂好氧池出水加药絮凝试验[J].工业用水与废水，2010（41）：49～52.
[2]张秋花，黄进刚，徐晓军.硅藻土复配混凝剂预处理橡胶促进剂废水的研究[J].西南给排水，2009（31）：29～30.
硅藻土在污水处理中的作用篇3
[关键词]改性硅藻土新工艺瓜子加工废水
1废水水量与水质
福建某公司食品厂主要从事瓜子系列食品的生产加工，炒瓜子系列食品的加工过程包括风选、漂洗、蒸煮、上油抛光、炒干、磨光、提香、包装等工序，生产废水主要来自漂洗工序。漂洗是利用碱性石灰水去除瓜子壳的外层保护膜同时软化外壳，漂洗废水外观为黄色，呈碱性，主要污染物是CoD、BoD和SS，属中高浓度的碱性有机废水。废水量随瓜子生产的淡、旺季波动很大，根据实地调查和业主提供的资料，在正常生产季节，全厂生产废水的排放量40m3/d。废水进水水质及排放标准见表1。
表1实际污水水质均值和排放标准水质指标
2处理工艺选择
硅藻土具有孔隙率高、比表面积大、密度小、吸附性强、化学稳定性好等优异的理化性质，可利用其处理工业废水或净化饮用水[1]。硅藻土能将微生物负载到表面，形成矿物―微生物的复合体，能增强吸附剂的吸附性能，提高对吸附对象的去除率。此外，将微生物固定在相比微生物细胞大得多的硅藻土矿物表面，可解决固液分离的难题。同时，将微生物固定在一个限定的空间域内，使其保持活性，成为一种可反复利用的修复材料。这种微生物―矿物(或其他载体)复合吸附技术，不仅使微生物活性有更广的环境适性，也提高了吸附剂整体的处理效率[2～3]。经实践表明，改性硅藻土工艺处理废水具有投资省、占地面积小、运行方便、处理效果稳定可靠的优点[4]，鉴于改性硅藻土新工艺技术已在造纸废水处理工程运用中取得较好效果，故本项目将以改性硅藻土新工艺作为主体单元。
该企业的用地较为紧张，生产淡、旺季明显，废水的水量、水质波动很大；同时，生产中漂洗使用了碱性石灰水，出水中pH很不稳定。结合该厂的实际情况，选择投资少、占地面积小、耐冲击、运行稳定可靠的处理工艺是必须的选择，最终确定的处理工艺流程如图1所示。
图1改性硅藻土工艺处理流程
3工艺单元简述
3.1初沉池
去除漂洗水中大量石灰残渣等无机颗粒及悬浮在污水中的淀粉、蛋白质等有机颗粒物质。
3.2调节池
主要起到均衡水质水量的作用，并起到水解酸化作用，以降低废水的pH值。
3.3曝气循环澄清池
在曝气循环澄清池中投加改性硅藻土，通过循环曝气机的循环曝气使反应区处于完全混合状态，利用物化和生化双层作用高效去除水中的溶解性有机物和非溶性有机物。改性硅土藻的吸附、网捕作用可将反应器内的污泥浓度由普通活性污泥法的2400～4800mg/L提高至4000～6000mg/L，较大幅度提高了反应器的耐冲击负荷和处理能力，极大缩减所需反应器的容积，从而减少了占地面积，节省了工程投资。
3.4曝气悬浮陶粒滤池
曝气循环澄清池出水进入曝气悬浮陶粒滤池，经过滤池填料及填料上所附着微生物的过滤和吸附、分解作用，进一步去除水中的SS、色度和溶解性有机物，保证出水达标排放。
4设计参数
4.1初沉池
形式采用平流式沉淀池，池子前端底部设集泥坑，底部1%坡度。使泥流向集泥坑，坑内污泥由污泥泵抽至压滤机。尺寸：24.1m×2.0m×0.8m，集泥坑深度2.0m。配置一台潜水污泥泵。
4.2调节池
尺寸：4.0m×6.0m×3m，有效容积：70m3，为埋地式钢砼结构，内配置一台耐腐潜水泵，流量8m3/h、扬程6m。
4.3曝气循环澄清池
尺寸：φ3.0×3.5m，有效容积：20.4m3，钢结构防腐，内设一台循环曝气机，功率4.0kw，设置穿孔曝气管，对其进行补充曝气。
4.4曝气悬浮陶粒滤池
尺寸：φ3.0×3.2m，有效容积：11.5m3，钢结构防腐；配置罗茨风机一台，功率2.2kw、风量100m3/h，采开孔式曝气管曝气，设置反冲洗设施，反冲洗废水排入调节池。
5调试运行及验收监测
5.1调试运行
各污水处理池完工后进行满水试验检查无渗漏，设备清水试车正常后，进入生化系统的调试阶段。曝气循环澄清池注入2/3体积的废水，启动循环曝气机和鼓风机．调节pH值到7～8，投放污水厂的二沉池活性污泥浓缩液（接种）6m3，闷曝2d。随后，启动污水泵，每天以设计流量（40m3/d）1/3的流量更换废水，连续7d培养。之后，以7d为1个周期，流量和废水量同步增加1/3，连续培养23天。当曝气循环澄清池、曝气悬浮陶粒滤池出水较清澈，水颜色由深变浅时，表明微生物培养与驯化已经稳定，系统调试完成。
5.2验收监测
在系统稳定运行2个月后，由当地环境监测站取样监测，结果表明：处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）二级标准，监测结果见表2。系统对CoDCr、BoD5、SS等指标去除率分别达到88.8％、95.5％、68.6％，见表2。
表2水质监测数据
6结论
6.1应用改性硅藻土新工艺处理瓜子加工废水，工程运行稳定、处理效果良好，出水可达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）中的二级标准要求。
6.2设施直接投资15.9万元。其中土建费用7.7万元，设备、管道及安装费用8.2万元，吨水投资约4000元。
6.3运行费用2.73元/吨水。其中电费0.73元/吨水，药剂费1.00元/吨水，人工费1.00元/吨水。
参考文献：
[1]HollerH,wirschingU.Zeolitestbrmationfromflyash[J].Fortschrminera1,1985.63f（1）:21～43.
[2]terzanoaR,Spagnuoloam,medicibL,eta1.Zeolitesynthesisfrompre-treatedcoalflyashinpresenceofsoilasatoolforsoilremediation[J].appliedClayScience,29(2005):99-ll0.
硅藻土在污水处理中的作用篇4
关键词：过滤预敷层过滤硅藻土可逆式硅藻土过滤机
abstract:thefilterequipmentistoguaranteethequalityofthewaterswimmingpoolkeyequipment,diatomitefiltrationaidagentinforthefiltrationtechnologyusedtoapplylayerrepresentstheswimmingpoolofcirculatingwaterfilter,andachievedgoodfilteringeffect,reversiblediatomitefilterhadhighprecision,largefilteringequipment,coveranareaofanareasmall,reversewashwatervolumeissmall,easyinstallation,etc.
Keywords:filtertheapplylayerdiatomitefiltrationreversiblediatomitefilter
中图分类号：tU991.24文献标识码：a文章编号：
随着国内经济的发展，人民生活水平的提高，大批高档宾馆、饭店，水上娱乐中心的纷纷建成，游泳池成为必不可少的健身娱乐的设施。为了节约水资源和保护游泳者的身体健康，游泳池都必须有一套循环、过滤、消毒设备。其中过滤设备是保证水质的关键设备。
在国外，硅藻土过滤技术早在二十世纪五六十年代，就广泛用于净水、制药、啤酒、饮料等工艺中，自七、八十年代逐渐用于游泳池水处理中。国内近年来也有一些游泳池采用了此技术，取得了较好的过滤效果。本文就其过滤机理，设备构造等做简单阐述，与同行探讨。
一、概论
过滤是固液分离的组成部分，最早依靠重力的砂滤来满足净水要求，但近年来被加压砂过滤取代，还有部分为预敷层过滤所取代。
过滤的分类
过滤是利用过滤介质将固体和液体分离的单元操作，可分为澄清过滤和滤饼过滤。澄清过滤目的是获得澄清的液体。滤饼过滤又称表面过滤，过滤时，先由滤布等的表面截留悬浮颗粒，而后由逐渐增厚的滤饼继续截留颗粒。滤饼过滤的目的是对颗粒固体进行浓缩及回收。
图1滤饼过滤机理
2．预敷层过滤
预敷层过滤是指在滤布（滤网）上涂敷助滤剂（硅藻土、活性碳或离子交换树脂等粉末），形成滤饼层，然后以此滤饼层为过滤介质对悬浮液进行过滤。其过滤基理属于滤饼过滤，但其操作目的是为了获得澄清的液体，故又属于澄清过滤。硅藻土循环水过滤技术属于以硅藻土为助滤剂的预敷层过滤。
预敷层过滤的基本原理
1．滤饼过滤的理论基础
滤饼过滤理论认为，滤饼受压缩时，固体颗粒均向过滤介质方向平行移动，颗粒之间的距离减小，后来的颗粒不能穿越已经堆积起来的颗粒。
过滤速度的基本方程式如下：
q――任意时间t（单位为s）所对应的过滤速度，单位为m/s;
a――过滤面积，单位为m2;
V――总滤液量，单位m3;
p――过滤压，单位pa;
pm――过滤介质的压力损失，单位pa;
μ――滤液的粘度，单位为pa・s；
Rc――单位面积滤饼的阻力，单位为m-1;
α――滤饼的平均比阻，单位为m/;
ω――单位面积上的固体质量，单位为；
由上式可看出，对过滤效果有影响的可变因素有过滤面积a，过滤压力p，滤液粘度μ、单位过滤面积上的固体质量ω及滤饼的平均比阻。通过增大过滤面积a来提高流量，会导致设备费、电费等大幅增加。减少单位面积的固体质量，会导致滤饼不很厚时过滤便要结束。
提高过滤压力p，可提高过滤效果，往往受到滤饼压缩性的制约，但通过添加助滤剂来调节滤饼的比阻后，可使流量大大提高。
当滤液中固体浓度很低，液体中所含固体对絮凝来讲嫌太少，悬浮微粒不易架桥，且架桥后往往堵塞过滤介质的流路，在此情况下即便添加了絮凝剂，由凝胶性物质形成的滤饼的渗透性也很差。采用固定介质过滤又嫌悬浮颗粒太细，此时用预敷层过滤可过滤掉0.1μm以上的悬浮物。
可作为助滤剂的原料有硅藻土、珍珠岩、纤维素、石棉及碳粉等。
2．硅藻土的特性
硅藻土起源于称为硅藻的植物。硅藻是海水或淡水中繁殖的一种藻类，其个体是由一个细胞组成的单细胞植物。大多数硅藻在20μm左右，大约如人发那样粗细。硅藻死亡后，细胞内的有机物消失，只剩下硅酸质的壳，壳的细孔构造，就像柠檬的横断面，与细胞内外相通的无数细孔可以通水。沉积的硅藻壳经过地壳变迁，形成硅藻土层。
硅藻土的主要成分为二氧化硅（Sio2）约占用80-90%，三氧化二铝（aL2o3）约占3-7%，三氧化二铁（Fe2o3）约占1-2%，及其它微量的氧化钙（Cao）,氧化镁（mgo）等。它的特点是孔隙率高、密度低、比表面积大、不可压缩性和化学稳定性好、无毒、无味，是极好的预敷层过滤助剂材料。
三、可逆式硅藻土过滤机的原理及构造
1．可逆式硅藻土过滤机的工作原理
可逆式硅藻土的过滤原理是利用硅藻土作为助滤剂，生成预敷层滤膜，再利用滤膜对游泳池水进行精密过滤，其工作原理如图2。
图2可逆式硅藻土过滤机工作原理图
1）、过滤，原水从左至右穿过过滤介质上的滤膜过滤，脏物被截留在左侧滤膜，形成滤饼，流量逐渐减少。
2)、反冲洗，原水换从右向左将滤膜和脏物冲洗掉，右侧同时涂膜。
3）、过滤原液换从右向左通过滤膜，赃物被截留在右侧，流量逐渐减少。
4）、反冲洗，原水换向从左向右将滤膜和脏物冲洗掉，左侧同时涂膜。
板框可逆式过滤器是将粘贴有滤布的若干个塑料板框组合在一起的装置，利用水泵将硅藻土混合液送入滤布的一侧，使其形成预涂膜，待反冲洗时，则将冲洗水从另一侧送入，并在该侧滤布上形成硅藻土膜层的过程称为可逆式过滤器。该过滤器因其构造原因，需较高的滤速方可将滤膜挂上，一般滤速可达到6~10m/s。
2．可逆式硅藻土过滤机的构造：
硅藻土过滤机如图3，由毛发过滤器，助滤剂罐，循环水泵，五通阀，过滤器，阀门，配管、仪表、电控柜等构成。
1）、过滤时原水经毛发过滤器经水泵吸水管进入水泵，水泵加压后进入五通阀，经配管进入板框式过滤器，过滤后的水从另一侧配水管进入五通阀，从五通阀的出水管经加热、消毒等处理后回游泳池。
2）、涂膜：将定量的硅藻土粉投入助滤剂罐内，用水泵出水管的旁通管水稀释，硅藻土混合液经循环水泵、五通阀到过滤器，这时硅藻土在过滤元介质上进行涂膜，形成2mm厚预敷层。
3）、过滤：完成涂膜后即进入过滤过程，1微米以上的固态杂质、藻类等被截留在滤膜上，净水经五通阀、配管回水池。
4）、反冲洗：当滤膜表面污物堆积越来越多时，过滤器两端的压力差增加，达到一定值时需对滤元介质进行冲洗。冲洗时将五通阀手轮转到冲洗档，原水从原出水口进入，从过滤器原进水口出来，将滤元介质上的硅藻土涂层和污物冲洗掉，经五通阀、排污管排出。在冲洗的同时在滤元的另一侧同时涂膜。冲洗完成后进入下一轮过滤。
5）、药洗：当过滤机运行一断时间后，为保证滤元介质的通透性，需用药液冲洗过滤介质，这时关闭滤水阀、原水阀，打开吸水管与出水管连通管上的循环阀，药液在机内循环冲洗，反复冲洗后将药液放掉。
图3可逆式硅藻土过滤机构造图
3．可逆式硅藻土过滤机的特点：
1）、精度高。能滤除2μm及2μm以上的各类杂质，出水清澈透明，出水浊度可达到0.1ntU；能滤除大肠菌、隐孢子虫、贾第鞭毛虫等细菌、病毒；
2）、设备过滤面积大，采用膜叠压式板框结构，不但更换维护方便，而且占地面积小、重量轻，不增加楼层荷载。
3）、使用寿命长。机组为不锈钢、塑料等制成，耐腐蚀，无磨损。由于预敷层过滤属于颗粒过滤，其过滤阻力主要来自预敷层，其阻力远小于微孔过滤（mF）、超过滤（UF）、反渗透（Ro），其滤元介质使用寿命也远大于超滤膜和反渗透膜。
4）、环保、卫生。硅藻土本身性质稳定，对人体无害，由于池水与人体接触紧密，为保证游泳者的健康，规定游泳池采用的硅藻土应为食品级的产品。过滤过程中无需投加混凝剂、抑藻剂，不会增加水中金属离子浓度。
5）、运行费用低。由于过滤不用添加药剂，省去了混凝剂等费用，而硅藻土预敷层用量较低。以苏州相城区会议中心游泳池为例，该馆高峰时每天达到700人次，全年仅用去硅藻土0.6吨，大大降低了运行成本。
6）、操作方便，反冲洗水量小。采用独特的五通阀，使操作变得及为方便，并可实现自动控制反冲洗。
在实际使用过程中，预涂膜的厚度和均匀性是保证出水水质的重要条件，预涂膜厚度较薄时，虽过滤速度可提高，但出水水质会受影响，这一点要予以充分注意。在游泳池的过滤净化中，实践证明预涂膜厚度在2～4mm为佳，为便于操作，将其折合为单位过滤面积所需硅藻土用量仅为0.2kg/m2。
四、结束语
由于游泳池的水质特点是水中固体物浓度低、颗粒细，游泳池补充水为自来水厂处理过的符合饮用水质标准的清水，故采用预敷层过滤技术过滤能取得较好的过滤效果。与传统建立在接触絮凝、深层过滤机理上的砂缸过滤器相比，具有滤速低过滤精度高，运行成本低，安装简便等特点，深受用户欢迎。
参考文献
1、《新型实用过滤技术》丁启圣王维一等编；冶金工业出版社,2001.1；
2、《a-1型可逆式硅藻土过滤机产品介绍》天津太平洋机电技术及设备有限公司/三蒲（miURa）化学装置株式会社；
3、《2003年中国国际游泳池设施博览会暨国际泳池建造技术研讨会会议摘要》国家体育总局游泳运动管理中心。
硅藻土在污水处理中的作用篇5
罗伯特在后花园里栽培的玫瑰杂交品种“爱迪生/泰斯拉”长势喜人，花枝上缀满了含苞欲放的蓓蕾。这种花似乎特别能适应恶劣的自然环境，即使在加利福尼亚这么潮湿闷热的气候下，它们也能茁壮成长。他心中充满了喜悦，不由得开始想象带着他的得意佳作去参加秋季园艺秀的情景。可谁知天有不测风云，那天早晨他走进花园，突然发现他的花都无精打采地低垂着头，叶子也都蔫了。原来有好多蚜虫正高兴地在他的宝贝花上咀嚼着。这下可完了，他的美梦要彻底破灭了。
蚜虫是植物的天敌，这些看起来不起眼的小寄生虫不停地吸食着花木的汁液，耗干寄主身上的能量。这些蚜虫虽不会立即给植物敲响丧钟，可他还是得马上除虫，否则这场虫灾肯定会在秋季的花卉节上影响到花的姿色以及他自己的声誉的。
对此他本来早就应该预料到的。当把两个不同品种的花的基因结合到一起时，结合的绝不仅仅是它们的优点，缺点也难免要包容在内。很明显，爱迪生和泰斯拉这两个不同品种的玫瑰花，都易于遭受虫害，它们的后代不幸继承了父辈双方的这种缺陷的基因。
治蚜虫有两个基本的方法:一种方法是用其天敌瓢虫将其吃掉，另一种方法是用其克星硅藻土从内部将其消灭。罗伯特是个纳米工程师，他想到自己要利用微小的海藻残骸来消灭害虫，不禁感到十分可笑。
硅藻是一种微小的单细胞生物，它能从海水里过滤出二氧化硅，然后用二氧化硅构筑出它那精细的带有花边的外壳。它们看起来就像是浮游在水里的花粉颗粒，但是边上十分锋利。当你把它们残骸的干燥的外壳撒到蚜虫身上时，砂砾般的粉末就会进入到蚜虫的体内关节部位，使其寸步难行，逐渐将它们磨死。
罗伯特刚开始搞园艺时，曾经遇到过蚜虫这一难题。他在他的工棚里翻箱倒柜地寻找着，终于在一个角落里找到了装硅藻土的铁罐子。他如获至宝地将这个罐子抱出来，跑到花园里，往所有的玫瑰上都撒了大量的硅藻土，然后才回到实验室里去工作。
他的研究团队设计了一个挺漂亮的原子组合机，能够将原子按照设计者的意愿堆积成任意的形状。但是他们始终没能解决其能源问题。因为将原子从一处拖到另一处需要能量，而体积很小的组合机不可能再带上一套体积巨大的电池组。于是他们想到利用一种化学能来提供能源，这种能源应该能通过周围环境而持续不断反复充电。
今天，当罗伯特开启了计算机模拟系统时，他发现自己又不由自主地回想起他撒在玫瑰上的硅藻土。那不就是个超小型的纳米组合机吗？似乎硅藻属生物存在的唯一理由就是构筑其令人惊奇的精微的外壳。日复一日年复一年，它们默默无闻地不断繁殖着。无边的海底就这样渐渐被它们残存的骸骨所覆盖，造成的沉积海床足足有几百米厚，这足以证明它们这样做已经有亿万年了。
一时兴起，罗伯特上英特网去搜寻有关信息，找到了好些不可思议的线索，其中最为有趣的是它们的基因组里边充满了无用的“垃圾”。在特定的硅藻物种基因中只有近20％是活性的。
在下班回家的路上，罗伯特在海滨停下车，灌了一瓶子海水。这里面的硅藻足够让他做实验了。他一到家，马上就把这件事给忘得一干二净。他急忙跑向玫瑰园去看他的宝贝杂交玫瑰，希望能看到玫瑰已经安然无恙了。但是，还有好几十个小寄生虫排列在花的枝干上。他立即用硅藻土在玫瑰上边撒了一遍，第二天早上上班以前又撒了一遍。他相信蚜虫快完蛋了，去掉了这块心病，他就可以全神贯注地搞他的基因试验去了。
要将硅藻的基因组进行分类，并且筛选出他想要的具有活力的基因来，恐怕得花上几个月，甚至几年的时间。另一方面，还得花不少时间去寻找主管“开”的开关键，并且安放到他所培育的硅藻的每一个基因上。然后他就可以养育它们，让它们大量繁殖。如果出现了一些有意思的东西，他就可以将那些具有特性的遗传密码的基因精选出来。
用了不到一个星期的时间，他就获得了超级硅藻。他将它们放到装有盐水的玻璃缸里，在那里，它们可以与天然硅藻竞争。随后的几天内，他一直对玻璃缸里硅藻的生长状况进行着严密的跟踪观察。
第二天早晨，他取样在显微镜下观察，却只看到了普通的硅藻，这令他大失所望。他已经把超级硅藻的Dna开关全部打开了，却几乎没看到它们发生什么变化。
他把这缸盐水又放了一个星期，还是没有什么显著变化。有人开玩笑地往玻璃缸里边放了一个玩具电动赛车，一切仍然如故。最后罗伯特认为实验失败了，一气之下，他把这缸盐水一股脑全给倒进了下水道。不过在倒盐水之前，他先往玻璃缸里倾倒了一桶漂白剂，并且浸泡了好几个钟头。我们都知道，在这样的消毒水里，一切生物都无法存活，硅藻肯定也一样。于是，罗伯特就将这件事抛到脑后去了。
谁知道过了几个星期以后，污水处理厂的一个工人偶然注意到一个沉淀池里有些东西甚是奇怪，就像是有人将小汽车开进了沉淀池。大家齐心协力将其捞上来之后，才看清楚它其实并不像普通的小汽车，它比顶级的SUV越野车还要大上一倍，而且在平常车轮的部位紧紧包着一些树桩似的硬壳。污水处理厂的工人将它冲洗干净，并且将其外壳剥开，大家惊奇地发现：里边竟是个功能齐全的赛车座舱。
有人把车里边一个橘黄色大按键按下去，车居然还发动着了。汽车“轰轰”响着，离开地面有半米高，悬空盘旋着。这时有一个胆大的工人爬了上去，关上车门，并胡乱按下了另一个按键，这辆汽车就像火箭一样“嗖”地一下飞上了高空，把这家伙的魂都给吓掉了。不过还算他运气好，最终控制住了这辆奇怪的飞天汽车，遨游蓝天之后成功回归地面。他的这桩奇遇使他名扬天下。
人们很快就搞清楚了这辆神秘的飞天汽车是用什么构成的，并且发现在这个污水池中长满了无穷多品种的生长速度极快的小玩意。官方对这些奇特生物的解释是，它们是硅藻的变异。罗伯特的脑子鬼一样精，此时他才不会傻乎乎地挺身而出对此事承担一切责任呢。如果发生严重的环境污染，他可是吃不了兜着走。还是做个缩头乌龟，假装什么也不知道的好一些。
这件事马上轰动了整个世界。各国的科学家各抒己见，议论纷纷。有的说这些变异了的硅藻神通广大，无论世上的什么东西，只要一开始你给个样品，它就会照原样按程序给组合起来。有人说其实这种现象循环反复不知有多少亿万年了，起码远在人类出现之前，硅藻就已经在地球上无处不在了。还有些人说可能是某个经过地球的外星生命在某处海边野餐时，有意或无意地留下了他们的这一生物工程技术。众说纷纭，天花乱坠，但是谁也不知道事情的真相。
无论谁说得对，只要硅藻组合出来的设备能够工作，科学家就得想法将它们收回来拆散，研究其中的原理。一时间，全世界的人都在谈论硅藻。无论硅藻是不是真的与每个人息息相关，几个月之内几乎人人都幻想着能够得到一辆能飞天的汽车，加上一座能遂人心愿的房子，再加上所有的能在房子里放得下的那些精致小巧的最新科技的纳米机械。
罗伯特可不管别人在胡说些什么，经过夜以继日的研究，他终于成功地解决了纳米组合机的开关问题，这样也就能够有效地控制硅藻的拟态了。他的这一成果极大地减轻了全球环境保护论者的心理压力，他们原来以为这些不听话的硅藻会把整个地球变成一个繁华的硅藻大都市呢。最后，罗伯特的一位同事不小心说漏了嘴，超级硅藻的秘密终于大白于天下。罗伯特一下子举世闻名，被誉为全球顶级的纳米科学家。可他对此不屑一顾。
解决了这一大堆麻烦事，罗伯特继续埋头进行他的“爱迪生/泰斯拉”杂交品种的玫瑰基因的纯化研究。最后，他终于发现有一株玫瑰不仅具有他所想要的花朵和芳香，而且还具有抗蚜虫的性能。他高兴地跳了起来，每天早起晚睡精心培育。到了秋天，他洋洋得意地带着这株玫瑰去参加花卉展。虽然他的玫瑰获得了金奖，但是他仍然感到若有所失，因为他是被当作一个纳米科技专家被广泛宣扬的，而他那植物学家的身份却黯然失色，无人提及。
硅藻土在污水处理中的作用篇6
关键词：汾河中下游；藻类植物；区系；群落
【分类号】：Q948
浮游植物是河流生态系统中重要的组分[1]，其组成和多样性的变化将直接影响到生态系统的结构与功能，对维持淡水生态系统平衡起到至关重要的作用[2]。由于浮游植物的群落结构与其生活水域的水质状况密切相关，在不同营养状态的水体中分布着不同群落结构的浮游植物。因此，浮游植物群落结构特征在一定程度上反映了水体的生态环境状况[3]。
汾河是黄河的主要支流，山西境内第一大河。汾河流域纵贯山西南北，发源于宁武境内的管涔山雷鸣寺泉，至河津和万荣注入黄河。汾河中下游自兰村起，至万荣县庙前村入黄河口，该河段全长476km，流域面积3.177万km2，占整个流域面积的80.5%。途径平遥、介休、霍州、洪洞、临汾、新绛、稷山、河津等十多个县市，是山西省工农业及经济发展的支柱[4]。
汾河中下游流域两旁分布有洗煤厂、炼焦厂、造纸厂等，大量工业废水、生活废水排入河道内，导致水体受到严重污染。之前已有文献报道过汾河下游段受到严重的污染并提出治理的相应对策[5-8]。本研究中，作者对汾河中下游的藻类植物区系组成及群落类型进行研究，旨在为汾河流域的生物多样性研究和生物资源的保护提供基础资料。
1材料与方法
根据汾河中下游自然地理情况，共设18个采样点，从上至下分别位于洛阳村南、汾河二坝、祁县苗家堡、汾河三坝、汾河三坝下游、孝义北桥头村、霍家堡、义棠、灵石、霍州、赵城、洪洞、临汾尧都区南芦村、襄汾三跨大桥、柴庄、新绛、稷山、河津。
2012年6月（丰水期）和11月（枯水期）在汾河中下游进行了两次标本采集。浮游藻类用25#浮游生物网采集，于水面下“∞”状拖动浮游网，每秒20-30cm，约2min。固着藻类用镊子等进行刮取，标本放于50ml采集瓶中，用体积浓度4%福尔马林液进行固定，以待镜检。硅藻用酸处理法制成半永久装片，观察鉴定。种类鉴定依据有关文献进行[9-11]。
2研究结果
2.1种类组成
通过对汾河中下游藻类植物标本的观察，共鉴定出藻类植物298种和变种，隶属于8门，42科，96属，其中蓝藻门10科20属45种，绿藻门15科41属104种，硅藻门11科27属127种，裸藻门1科3属15种，隐藻门1科1属2种，甲藻门1科1属1种，黄藻门2科2属3种，金藻门1科1属1种。汾河中下游藻类的组成主要以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主，分别占到了42.62%、34.90%和14.10%。
2.2主要群落类型及分布
根据有关文献，汾河中下游藻类植物群落类型主要有6种[12-15]。
2.2.1颤藻―席藻群落
主要分布于洛阳村南、汾河二坝、汾河三坝下游、霍州、洪洞、尧都区南芦村、襄汾三跨大桥、稷山。群落中优势种有小席藻（phormidiumtenue）、窝形席藻（p.fovcolarum）及弱细颤藻（oscillatoriatenuis）、两栖颤藻（o.amphibian）。群落颜色常呈蓝绿色，常混生有硅藻，如卵圆双眉藻（amphoraovalis）、梅尼小环藻（Cyclotellameneghiniana）、橄榄异极藻（Gomphonemaolivaceum）等。
2.2.2小环藻群落
主要分布于洛阳村南、祁县苗家堡、汾河三坝、孝义北桥头村、义棠、灵石、赵城、洪洞、临汾尧都区南芦村、襄汾三跨大桥、柴庄、稷山、河津。群落中优势种为梅尼小环藻（Cyclotellameneghiniana）等，细胞近鼓形，壳面边缘带具放射状的粗线纹。常混生有其它硅藻。
2.2.3舟形藻群落
主要分布于霍州、赵城、洪洞、尧都区南芦村、新绛、河津。群落中优势种为多种舟形藻，如喙头舟形藻（navicularhynchocephata）、隐头舟形藻（n.cryptocephala）、系带舟形藻（n.cincta）和放射舟形（n.radiosa）等，细胞两侧对称。经常混生有其它硅藻。
2.2.4菱形藻群落
主要分布于洛阳村南、霍家堡、洪洞、襄汾三跨大桥。群落中的优势种为谷皮菱形藻（nitzschiapalea）、线形菱形藻（n.linearis）、泉生菱形藻（n.fonticola）等，经常混生有其它硅藻。
2.2.5栅藻―空星藻群落
主要分布于汾河三坝下游、新绛、河津。群落中的优势种为四尾栅藻（Scenedesmusquadricauda）、小空星藻（Coelastrummicroporum）等。常混生有其它硅藻、蓝藻。
2.2.6刚毛藻―水绵群落
分布于柴庄水文站，群落中的优势种为脆弱刚毛藻（Cladophorafracta）、法乐水绵（Spirogyrafarlowii），颜色呈绿色。常混生有其它绿色的丝状藻类，如优美胶毛藻（Chaetophoraelegans）
3结论
（1）汾河中下游藻类植物共计8门，42科，96属，298种。其中蓝藻门、绿藻门、硅藻门种类较多，分别为蓝藻门10科20属45种，绿藻门15科41属104种，硅藻门11科27属127种，裸藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门和黄藻门种类较少，8属22种。
（2）汾河中下游藻类植物群落主要有6种类型，包括颤藻―席藻群落、小环藻群落、舟形藻群落、菱形藻群落、栅藻―空星藻群落、刚毛藻―水绵群落。
（3）总的来说汾河中下游藻类植物多样性比较丰富，但随着汾河中下游流域内工业的发展，周边相继建起了许多高污染的工厂，加重了汾河中下游水质的污染，水质状况令人堪忧，值得关注。
参考文献
[1]陈燕琴，申志新，刘玉婷.柴达木水系格尔木河秋季浮游植物群落结构特征初步研究[J].青海农林科技，2012，2：12-15.
[2]袁宇翔，于洪贤，姜明.小兴凯湖浮游植物群落结构及多样性[J].湿地科学，2013，11（2）：151-157.
[3]SannaS，mariaL，maijaH.Long-termchangesinsummerphytoplanktoncommunitiesoftheopennorthernBalticSea[J].estuarine，CoastalandShelfScience，2006，71（3-4）：580-592.
[4]杨国栋，孟庆珍，孙立宏.汾河流域水环境状况及流域可持续发展对策研究.中国人口・资源与环境，2001，11（51）：64-66.
[5]常乐，张秀红.汾河临汾城区浮游植物群落特征[J].农业与技术，2012，32（2）：52-56.
[6]邢肖鹏，薛鹏松，冯民权.汾河运城段河流水质评价[J].水土保持通报，2011，31（2）：142-145.
[7]杨波龙，闫子煜，史华锋.汾河下游运城段污染状况及防治对策[J].山西水利，2011，（7）：
12-14.
[8]贾长宏.汾河临汾段水环境质量状况及污染控制对策，山西师范大学学报（自然科学版），2000，14（2）：77-82
[9]中国孢子植物志编辑委员会.中国淡水藻志（第一至第十五卷）[m].北京：科学出版社
1988―2012.
[10]胡鸿钧，魏印心.中国淡水藻类――系统、分类及生态[m].北京：科学出版社，2006.
[11]朱惠忠，陈嘉佑.中国硅藻[m].北京：科学出版社，2000.
[12]SHeRwooDaR，SHeatHRG.Seasonalityofmacroalgaeandeplithicdiatomsinspring
fedstreamsintexas，USa[J].Hydrobiology，1999，390：73-82.
[13]冯佳，谢树莲.汾河源头周丛藻类植物群落结构特征[J].生态科学，2007，26（5）：408-414.
[14]陈乐，冯佳，刘晓玲，李峰，谢树莲.赛罕乌拉自然保护区藻类植物区系及群落结构特征[J].
水生生物学报，2013，37（2）：376-382.
硅藻土在污水处理中的作用篇7
关键词：白葡萄酒；葡萄汁；沉淀液；过滤设备
中图分类号：tS262.6文献标识码：aDoi编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.006
干白葡萄酒的酿造基本工艺是将葡萄进行压榨、取汁，对葡萄汁进行澄清处理，然后用澄清后的葡萄汁接种酵母发酵。在葡萄汁澄清阶段，会产生大量的液态沉淀物（约占葡萄汁的15%～20%），其中含有大量的果肉、果胶和少量带入的泥沙等，由于其太浑浊而无法直接添加酵母发酵，直接排放会造成大量浪费并造成水质和土壤污染。经过探索研究，笔者总结出了白葡萄酒用葡萄汁澄清过程中沉淀液综合利用的方法，即通过过滤的方法，将沉淀物分离成固、液两部分，固体部分用来做有机肥，液体部分用来发酵成酒液。
目前，用于葡萄酒生产的过滤设备主要有：硅藻土过滤机、离心机、板框压滤机、真空转鼓过滤机等。
硅藻土过滤机为封闭式正压过滤，其优点是不易造成酒体氧化，缺点是对所过滤酒液澄清度要求较高。在过滤浑浊液体时，硅藻土过滤机的预涂层和滤饼很快会被经过过滤机的颗粒所饱和，一旦被饱和，无法逐层去除，只能重新预涂。因此只适用于澄清度较高的葡萄原酒和勾兑工艺中冷冻后原酒的过滤，不适于过滤粘度高、较浑浊的葡萄汁沉淀液。
离心机利用离心原理对混浊物进行澄清处理，虽不消耗过滤辅料，但对工作条件（如水平度）和清洗水源（要求为纯净水）要求较高，购置成本和使用成本均高，不适合白葡萄汁沉淀液的处理。
板框压滤机为封闭式正压过滤，对被过滤液体的澄清度要求较为宽泛，滤板通过清洗可反复使用，且不需消耗硅藻土，较常用于葡萄酒生产中。
真空转鼓过滤机为开放式负压过滤，用多孔隔膜进行固相物质和液相物质分离，并通过真空转鼓的转动，将难以过滤的固相物质用刮刀铲去，以保证正常的过滤流量。适用于固相物质含量较大的沉淀液的固液分离、过滤。
过滤白葡萄酒葡萄汁澄清过程中沉淀液的设备需满足以下几点：①过滤后的葡萄汁的质量好，以使得接种酵母后的发酵能顺利进行，进而获得高品质的葡萄原酒；②出汁率高，能最大限度提高产量；③操作简便、省时，便于工业化生产。
经初选，可用的过滤设备主要有：板框压滤机和真空转鼓过滤机。
（1）板框式压滤机工作原理。板框式压滤机工作流程：先预紧滤板，在0.1mpa的状态下泵入沉淀液，充满滤腔后通过酒泵流量调节将压力调至0.15mpa进行过滤。当压力达到0.35mpa时停泵，终止过滤。松开滤板，清除滤板上的固相物，清洗滤板、滤布，重新预紧后进行下一轮过滤。
（2）真空转鼓式过滤机工作原理。真空转鼓式过滤机工作流程：在过滤前需进行硅藻土的预涂，槽体内的硅藻土溶液在真空抽吸作用下，在转动的转鼓表面形成一层有一定厚度的硅藻土涂层；然后注入待过滤的沉淀液，在真空泵的抽吸作用下，沉淀液经过硅藻土涂层进行过滤，过滤后的清汁经吸液管、集液管抽吸到清汁罐中。而沉淀液中的胶质、固体等颗粒被硅藻土涂层截留，由自动控制进刀速度的刮刀连同硅藻土涂层表层不断刮去。当预涂层残留厚度达到一定时，需要重新进行预涂，进行下一个工作循环。
1材料和方法
1.1材料
试材：天津地区生产的玫瑰香（muscathamburg）、贵人香（italianriesling）葡萄汁沉淀液。
主要备选过滤设备：真空转鼓过滤机（意大利paDoVan公司）和板框压滤机（景津压滤机有限公司）。其他设备：不锈钢发酵罐、螺杆泵。
1.2方法
将同一品种沉淀液等分2小罐，分别用真空转鼓过滤机与压滤机进行过滤，比较2种过滤机的过滤性能及过滤液的品质，确定较为适用的过滤设备。
2结果与分析
2.1过滤性能比较
2种过滤机由于其结构和工作原理不同，其过滤效果差异较大。
同样过滤10t沉淀液，真空转鼓式过滤机出汁率较高，可达到90%，只需预涂清洗1次，耗时短；压滤机出汁率仅为60%，清洗的次数多，拆装清洗过滤板8次，耗时长。原因是白葡萄汁沉淀液含胶类物质较高，容易堵塞滤布，压滤机在使用过程中需多次拆装、冲洗滤板、滤布，清洗次数多，造成出汁率低（拆卸过程中损失沉淀液），过滤总耗时长。
2.2沉淀液过滤前后理化指标比较
分别用两种过滤机过滤玫瑰香和贵人香葡萄汁沉淀液，比较两种过滤机过滤沉淀液后所得到的澄清液含糖量和挥发酸含量，并与过滤前沉淀的上清液做对比，结果见表2。
从表2可以看出，通过过滤前后的比重/糖度和挥发酸两项比较，用真空转鼓过滤机过滤所得的过滤汁的比重/糖度和挥发酸都没有变化，说明野生酵母未启动发酵，也没有不良副产物产生；而板框压滤机过滤所得的过滤汁的比重/糖度下降，挥发酸升高，说明已感染杂菌。
白葡萄汁沉淀液的糖度高、粘度大，极易造成过滤层表面堵塞。真空转鼓式过滤机在过滤时表面过滤层不断被刮刀刮去产生新的过滤层，比较容易过滤白葡萄汁沉淀液。以过滤10t沉淀液为例，预涂一次即可完成过滤；而压滤机在过滤时虽不消耗硅藻土辅料，但在过滤时易堵塞，须多次拆洗滤板、滤布，费时费力，造成葡萄汁损耗过大和过滤耗时过长，过滤汁极容易感染杂菌，降低品质。
3结论
每年压榨季节，在白葡萄原酒生产过程中需大量处理葡萄汁沉淀液。真空转鼓式过滤机与压滤机相比较，其生产效率高，出汁率高，劳动强度低，过滤所得葡萄汁质量较高，虽然使用真空转鼓酒泥过滤机时需消耗硅藻土辅料，但是同获得的高出汁率、高品质的葡萄汁相比而言，辅料的消耗显得微不足道。所以，无论从工艺角度还是经济角度，使用真空转鼓式过滤机对白葡萄酒用葡萄汁澄清过程中所产生的沉淀液进行过滤处理是理想的选择。
参考文献：
[1]李华.现代葡萄酒工艺学[m].西安：陕西人民出版社，2000.
[2]高树贤.葡萄酒工程学[m].西安：陕西人民出版社，2004.
[3]刘成梅.食品工程原理[m].北京：化学工业出版社，2012.
[4]毛青钟，陈宝良，俞关松，等.黄酒酒脚过滤和废硅藻土的利用[J].酿酒科技，2006（3）：96-97.
[5]邓伟，姚怀宇，吴军.干红葡萄酒下胶澄清后两种分离方式的比较[J].中外葡萄与葡萄酒，2010（1）：61-62.
[6]李华.葡萄酒酿造与质量控制[m].西安：天则出版社，1990.
[7]贺晋瑜.酚类物质对葡萄酒品质的影响[J].山西农业科学，2012（10）：1118-1120.
[8]李新榜，张瑛莉，范永峰.葡萄酒澄清和稳定工艺理论与实践探讨[J].中外葡萄与葡萄酒，2011（1）：57-62.
[9]左永全.板框式硅藻土过滤机在啤酒过滤中的应用[J].江苏食品与发酵，1996（2）：20-21.
硅藻土在污水处理中的作用篇8
关键词：硅藻土；水玻璃；响应面法；Sio2气凝胶；介孔
中图分类号：X703.5文献标志码：a
文章编号：16744764（2013）02014106
Sio2气凝胶材料是一种由纳米量级粒子聚集并以空气为分散介质形成的新型非晶固体材料，自20世纪90年代以来，引起了材料学者极大的研究兴趣，世界各国的学者对其进行了广泛的研究，但气凝胶的发展却一直缓慢，虽然它在航空航天、绝热保温、催化、吸附等领域均具有极大的应用前景，但目前在世界范围内仍未得到大规模商业化应用。其中最重要的原因就是气凝胶的制备成本过高，目前低成本制备气凝胶是其重要的研究方向之一，广泛采用的硅源主要有teoS、tmoS、peDS等硅醇盐，价格昂贵且具有一定毒性，因此，研究低成本常压干燥制备气凝胶材料很有必要，近几年来，相继出现了以水玻璃、粉煤灰、稻壳灰等廉价资源作为硅源制备气凝胶的研究报道。
硅藻土是一种无定形的硅质非金属矿物，化学成分主要为非晶态Sio2，以Sio2H2o的形式存在。目前，硅藻土主要应用于助滤剂、污水处理、催化剂载体、功能填料等领域[13]，将硅藻土作为硅源制备硅气凝胶材料的研究较少[4]。因此，考虑通过碱溶法提取硅藻土中活性硅生成水玻璃来进一步制备Sio2气凝胶材料，可大大降低气凝胶材料的生产成本，提高了硅藻土的利用价值，具有重要意义。BoxBehnken实验设计是响应曲面设计方法之一，具有所需的试验次数相对较少、效率高，所有的影响因素不会同时处于高水平，所有的试验点都落在安全操作区域内等优点，可以评价指标和因素间的非线性关系，已被广泛的用于生物过程、化学合成过程以及药物处方筛选过程的优化。基于此，本文采用廉价硅藻土为原料，通过BoxBehnken实验设计优化其制备水玻璃工艺过程，并在常压干燥下成功合成了Sio2气凝胶材料。
王宝民，等：硅藻土制备介孔Sio2气凝胶
1试验材料
1.1原料
试验用硅藻土购自天津致远有限公司，采用日本岛津XRF1800型荧光光谱仪对其进行成分分析，结果如表1所示。
采用日本RigakuD/max2400X射线衍射仪对样品的矿物成分进行分析，结果如下图所示，试验用硅藻土含矿物成分方石英和石英晶体。
1.2药品
试验中采用naoH、甲基橙、naF、盐酸、氨水、乙醇（etoH）、正己烷（nhexane）、三甲基氯硅烷（tmCS）等试剂均为国产分析纯aR级别。
2试验方法与设计
2.1试验方法
水玻璃的制备工艺是将一定粒度（过200目筛）的硅藻土与naoH在一定温度下反应，其化学反应式如下：
2.2试验设计
根据前期试验和相关文献[79]可知，碱硅比、naoH浓度、反应温度和反应时间4个因素对制备的水玻璃模数和Sio2溶出率均有一定影响，其中反应时间越长，Sio2溶出率越大，但实验发现反应时间达到90min后，Sio2溶出率基本保持稳定。考虑到设备利用率和节能，试验中将反应时间均固定为90min。考虑到制备的水玻璃将用于进一步制备Sio2气凝胶材料，水玻璃的模数在3.1左右为宜[10]，以加权平均值为响应值，建立数学模型，取碱硅比、naoH浓度和反应温度3个因素在3个水平上进行优化工艺研究。试验中的3个因素：碱硅比、naoH浓度、反应温度分别记为：X1、X2、X3，每个因素的低、中、高3个水平分别记作-1、0、1，根据前期试验将各因素水平设计如下，表2中列出了试验的各因素的各个水平和响应值。
2.3回归拟合及方差分析
对以上各试验点响应值进行回归分析和方差分析[1113]，可以得到相关回归系数及各因素对Sio2溶出率影响的回归模型（如表4所示）及各因素影响程度（表5所示）。
2.4响应面回归分析
根据BoxBehnken试验设计方案表，完成了15组试验，水玻璃模数采用文献[14]中方法测定，将所得数据进行效应面试验分析，以Sio2溶出率为效应值分别对各因素进行多元线性回归和二项式方程拟合。通过对数据进行分析，得出以加权平均值为响应值，3个因素（X1、X2、X3）为自变量的二次回归模型方程为：
DR=72.83+1.77X1+1.44X2+1.84X3-030X21-0.31X22+0.78X23+1.18X1X2+029X1X3+0.40X2X3
从方差分析结果可知，在本实验中，碱硅比、naoH浓度和反应温度对加权平均值影响，对二项式方程的各项系数进行p检验，删除不显著项，方程简化为：
DR=72.83+1.77X1+1.44X2+1.84X3+118X1X2
2.5响应面优化
为了更好地反映自变量对加权平均值的影响，根据二次多项式模型，绘制加权平均值的等值线图。
从图2可以看出，碱硅比和碱浓度的交互作用对加权平均值影响明显，当各因素取最大水平时，加权平均值达到最大。
3验证试验
按照表2所示的水平1进行制取水玻璃实验，3次试验的结果Sio2溶出率DR平均值为79%±10%，与回归方程得到的最优值79.91%非常接近，说明BoxBehnken试验设计能够达到良好的效果，故采用优化得到的工艺参数来进一步制备气凝胶材料。
4水凝胶制备工艺
将硅藻土与碱的反应产物进行抽滤，得到的滤液需要用蒸馏水稀释到一定比例后，倒入装有强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的离子交换柱中，交换后得到pH=2～3的硅酸，用1.0mol/LnH3・H2o水溶液调节所得硅酸的pH值至5.0左右，用磁力搅拌器搅拌均匀后倒入直径为30cm的透明塑料盒中，静置待其凝胶。
4.1稀释比例与凝胶时间
凝胶转变时间对于实际生产是一个重要参数，与硅水比和pH值有关[15]，控制所得硅酸的pH值不变，研究凝胶转变时间与硅水比的关系，结果如表6所示。
考虑到凝胶转变时间过快、过慢对实际生产都有不利影响，本文选择硅水比为1∶3来制备气凝胶材料。
4.2溶剂交换/表面改性和常压干燥
室温下将刚胶凝的水凝胶在50%etoH/H2o溶液中陈化12h，然后在50℃用etoH/n-hexane/tmCS溶液（etoH/tmCSmolarratio=2∶3，tmCS∶Hydrogel=1∶1）对陈化后的水凝胶进行一步溶剂交换/表面改性处理24h，改性完成后用nhexane溶液洗涤有机凝胶数遍后，放入恒温干燥箱，在50℃、80℃下各保温干燥2h，后在120℃、150℃下各干燥1h，即得Sio2气凝胶材料[1617]。
5气凝胶性能表征
通过测量所得气凝胶的体积和质量，用公式ρ=m/v计算气凝胶的密度；孔隙率通过p（%）=（1-ρ/ρSio2）×100%（ρSio2=2.19g/cm3）计算得到，采用日本RigakuD/max2400Xray衍射仪（CuKα辐射，λ=1.54056a）对气凝胶的结构进行定性表征，通过美国micromeriticsaSap2020物理吸附仪（200℃下真空脱气处理12h，77K下测定）测试气凝胶的比表面积及孔径分布，利用nicoletnexus670FtiRSpectrometer（KBr压片法制样，测定波数范围4000～400cm-1）测试气凝胶所带的化学基团，采用noVananoSem450场发射扫描电镜观察气凝胶的微观形貌和孔隙大小，采用FeitecnaiG2Spirittem观察气凝胶的微观形貌和结构，采用美国mettlertoledotGa/SDta851差热分析仪（升温速度10℃/min）对气凝胶进行热稳定性分析。
由图3可以看出，制备得到的气凝胶材料为半透明块状固体，表面无裂纹，外形上与采用其它昂贵有机硅源制备得到的气凝胶材料无差异。
5.1XRD表征
由图4可看出，制备得到的气凝胶XRD衍射图均为弥散峰，说明得到的Sio2气凝胶为无定形结构。
5.2孔径分布研究
样品比表面积利用Bet法计算，孔径分布使用BJH模型计算。由气凝胶材料的吸附脱附等温线（图5）和孔径分布图（图6）可以看出，所得气凝胶的吸附等温线表现为iV型等温线特征，孔径分布范围集中，孔径尺寸很均匀，大部分孔隙尺寸在10nm左右。
5.3微观形貌分析
由气凝胶的FeSem照片（图7）可看出气凝胶的颗粒堆积状态，不规则球形颗粒互相搭接，之间形成不规则孔隙结构，Sio2颗粒堆积的Clusters尺寸介于100～300nm。
图8为硅藻土为硅源常压干燥制备Sio2气凝胶的tem照片。由图可见：Sio2气凝胶由纳米颗粒交联构成，颗粒内部充满不同直径孔隙，大部分孔隙直径在1～50nm之间，属介孔范围。
5.4FtiR分析
通过气凝胶的热分析结果（图10）可以看出，在400～600℃间有约3%的失重，对应在这一温度区间有一个明显的放热峰，分析这与Sio2气凝胶表面所带的-CH3基团的氧化和相转变有关，在400℃左右，气凝胶表面的-CH3重新被-oH所代替，说明气凝胶在此温度下又转变为亲水性，在400℃以后，无明显放热峰和热失重峰出现，说明无任何相变发生，具有良好的热稳定性[20]。
6结论
1）采用响应面法中BoxBehnken试验设计对硅藻土制备水玻璃工艺条件进行优化，考察了各因素间的交互作用，方程的相关系数为0.7495。
2）方差分析结果表明碱硅比、碱浓度和反应温度对加权平均值的影响是非线性的，碱硅比、naoH浓度2个因素之间存在交互作用，加权平均值随碱硅比、碱浓度和反应温度3个因素的增大而增大，当碱硅比为3：10，naoH浓度为10%，反应温度为90℃时，加权平均值达到最大，为79.91%。
3）采用硅藻土为硅源，成功制备了疏水型Sio2气凝胶，制备出的气凝胶表面光滑，无裂纹，为介孔结构，比表面积为755.45m2/g，孔隙直径集中分布在10nm左右。
4）得到的气凝胶在400℃以下具有较强的疏水性，在高温下热稳定性良好。
参考文献：
[1]肖力光，赵壮，于万增.硅藻土国内外发展现状及展望[J].吉林建筑工程学院学报，2010，27（2）：2629.
XiaoLG，ZhaoZ，YuwZ.thedevelopmentstatusandprospectsofdiatomite[J].JournalofJilininstituteofarchitecture&Civilengineering，2010，27（2）：2629.
[2]Khraishehmam，alDegsYS，mcminnwam.Remediationofwastewatercontainingheavymetalsusingrawandmodifieddiatomite[J].ChemicalengineeringJournal，2004，99（29）：177184.
[3]刘洁，赵东风.硅藻土的研究现状及进展[J].环境科学与管理，2009，34（5）：104106.
LiuJ，ZhaoDF.thepresentsituationanddevelopmentofdiatomite[J].environmentalScienceandmanagement，2009，34（5）：104106.
[4]金承黎，陈秋平，张蓉艳，等.硅藻土为原料制备二氧化硅气凝胶的方法：中国，Cn101244825[p].20080320.
[5]FerreiraSLC，BrunsRe，FerreiraHS，etal.BoxBehnkendesign：analternativefortheoptimizationofanalyticalmethods[J].analyticaChimicaacta，2007，597（2）：179186.
[6]DongCH，XieXQ，wangXL，etal.applicationofBoxBehnkendesigninoptimizationforpolysaccharidesextractionfromculturedmyceliumofcordycepssinensis[J].FoodandBioproductsprocessing，2009，87（2）：139144.
[7]郑水林，李杨，董文，等.蛋白土和硅藻土制取水玻璃和白炭黑的工艺研究[J].有色金属矿产与勘查，1996，5（3）：184188.
ZhengSL，LiY，Dongw，etal.techniquesonmanufacturingofwaterglassandwhitelampblackbyusingopalanddiatomaceousearth[J].Geologicalexplorationfornonferrousmetals，1996，5（3）：184188.
[8]贾凤梅，陈俊涛，郑水林.用硅藻土制备硅酸钠工艺试验研究[J].非金属矿，2006，29（4）：3133.
JiaFm，ChenJt，ZhengSL.Studyontechniquesofpreparationofsodiumsilicatebydiatomite[J].nonmetallicmines，2006，29（4）：3133.
[9]丁开宇.稻壳灰制备白炭黑的研究[D].无锡：江南大学，2008.
[10]HwangSw，JungHH，HyunSH，etal.effectivepreparationofcrackfreesilicaaerogelsviaambientdrying[J].JournalofSolGelScienceandtechnology，2007，41（2）：139146.
[11]高桂梅.油页岩灰渣制备纳米Sio2和气凝胶的方法研究[D].长春：吉林大学，2010.
[12]崔天顺，吴宏海，王虹.硅藻土合成白炭黑工艺研究[J].非金属矿，2004，27（6）：3436.
CuitS，wuHH，wangH.Studyonpreparationofwhitecarbonfromdiatomite[J].nonmetallicmines，2004，27（6）：3436.
[13]刘成梅，张彦军，李.响应面分析法优化稻壳灰制备纳米级白炭黑工艺[J].南昌大学学报：理科版，2009，33（5）：438444.
LiuCm，ZhangYJ，Lit，etal.optimizationofanalysistechniqueofpreparingnanosilicaaerogelfromricehusk[J].JournalofnanchangUniversity：naturalScience，2009，33（5）：438444.
[14]秦克刚，李淑珍.水玻璃模数的快速测定[J].理化检验化学分册，2000，36（10）：472473.
QinKG，LiSZ.Rapiddeterminationofmodulusofwaterglass[J].physicaltestingandChemicalanalysispartB：Chemicalanalysis，2000，36（10）：472.
[15]RaoaV，Raoap，Kulkarnimm.influenceofgelagingandna2Sio3/H2omolarratioonmonolithicityandphysicalpropertiesofwaterglassbasedaerogelsdriedatatmosphericpressure[J].JournalofnonCrystallineSolids，2004，350：224229.
[16]史非，王立久，刘敬肖.纳米介孔Sio2气凝胶的常压干燥制备及表征[J].硅酸盐学报，2005，33（8）：963974.
ShiF，wangLJ，LiuJX.preparationandcharacterizationofnanomesoporousSio2aerogelviaambientpressuredrying[J].JournaloftheChineseCeramicSociety，2005，33（8）：963974.
[17]wangLJ，ZhaoSY，Yangmei.Structuralcharacteristicsandthermalconductivityofambientpressuredriedsilicaaerogelswithonestepsolventexchange/surfacemodification[J].materialsChemistryandphysics，2009，113（1）：485490.
[18]wangLJ，ZhaoSY.Synthesisandcharacteristicsofmesoporoussilicaaerogelswithonestepsolventexchange/surfacemodification[J].JournalofwuhanUniversityoftechnology：materialsScienceedition，2009，24（4）：613618.
[19]ShiF，wangLJ，LiuJX.Synthesisandcharacterizationofsilicaaerogelsbyanovelfastambientpressuredryingprocess[J].materialsLetters，2006，60（29/30）：37183722.
硅藻土在污水处理中的作用篇9
关键词：生物技术；无机非金属材料；应用前景
在本世纪70年代，逐步发展形成的现代生物技术（亦称生物工程技术），从广义上说，它包括人类对动物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。随后80年代，美国和口本便分别召开了“用生物方法合成材料”和“使用生物技术创制新材料”等专题学术研公寸会。由此可见，现代生物技术在材料学与上程中的应用前景颇为看好。例如现代生物技术在金属材料行业中的系统应用已经成功地形成生物冶金分支学科。所谓生物冶金或称细菌冶金，即细菌萃取金属或生物浸出金属，是一种利用细菌的氧化作用把不溶性金属化合物转变成可溶性化合物，再用湿法冶金从溶液中回收金属的方法。又如开发研究生物降解高分子材料，及时防止和解决当今世界上极为严重的“白色污染”的决定性措施，亦是现代生物技术在有机高分子材料行业中的应用热点。至于现代生物技术在尤机非金属材料行业的应用前景，是又可望又可即的。
1生物提纯硅酸盐矿物原料
生物提纯是指现代生物技术利用生物浸出法在非金属矿选矿过程中的应用。这种技术的应用原理主要就是利用微生物能够让金属矿物进行液化的功能，使得生物技术在矿物融滤过程中得到广泛的应用。由于这些铁杂质一般都以黄铁矿的形态存在于硅酸矿物质中，人们可以利用氧化铁硫杆菌和其他菌类对黄铁矿变成可溶性化合物，在形成这一反应时。根据调查显示，这种真菌可以对高岭土壤中铁的含量至少降低4%左右，并且让高岭土的白亮度有很大的提高，这成为陶瓷和造纸行业产品的质量关键的因素。根据上述分析，现代生物技术将会为硅酸盐矿物原料。
2生物矿化过程
生物矿化过程是在一定的细菌分泌和特殊机质的作用下的成矿过程，也是在特定的机质下长成晶体结构。以珍珠贝的珍珠层为例，珍珠层的结构是由霞石的碳酸钙晶体组成，并在这种情况下形成了大小不一的螺旋形，由于这种基质的网络结构中存在不规则的钙物质，能够使碳酸钙在一定的距离成核并且按照自身的生长规律形成霞石螺旋。碳酸钙的生物矿化过程既是一个化学过程，也是一个生物过程，这是两者共同作用过程的结果。日本研究人员还培育出一种海藻和一种单胞藻，它们都可以联系生产处石灰石颗粒，每天这些形状的石灰石最佳生产率为15毫克每升和90毫克每升，并可以对回收后的细胞进行再生产。根据上述材料表明，人类可以在人工手段下实现细胞固定化技术，并利用生物的成矿能录生产石灰石质纳木材料和生物装饰材料，也可能利用生物的成矿功能进行复合材料的生产。
3用稻壳制备高纯度高性能碳化硅
从仿生学的角度来看，人们可以利用稻壳制造出高浓度、高性能的碳化硅。主要的步骤为：首先，将稻壳进行碳化，使稻壳中的纤维素进行分解，形成不定性碳化物；其次，在还原性和惰性的条件下，对稻壳进行高文炼烧下形成碳化硅。在稻壳中所存在的二氧化硅凝胶会与多糖基质进行紧密的结合，多糖的谈话会在二氧化硅的表层发生，并且二氧化硅一直处于高化学活性的多孔和微粒状态下，因此，在对它进行炼烧时，可以最快速度与二氧化硅产生反应。德国的一位建筑师利用自己设计的一种水下装置放到海中，在经过两到三个月的时间用过海藻作用可以产生25尺长、五尺宽、2寸厚的生物大理石材料板。近期，日本的工业技术研究所成功利用稻壳制备出碳化硅的新工艺，这种技术与原来的硅石和煤气还原法相比，同时达到了降低成本和实现了对稻壳的最大利用。在稻壳中存在碳、二氧化硅等有效化学成分，这就具备了形成碳化硅的先决条件，但是一旦在发生反应时磷成分过多时，就无法形成碳化硅，那么就必须研究减少磷产生的方法。这种工艺的原理是以弱酸性缓冲剂进行爆破性处理，在多种酶的作用下可以溶出碳，然后再对其进行氧化处理，在无氧加热条件下形成高浓度、高性能的碳化硅。
4生物混凝土
在很早以前，我国就应经学会利用存在于粘土中的细菌对粘土进行发酵来增强它的可塑性。目前，我国很多学者都预言几千年后老鼠建造洞穴的材料将用比混凝土还牢固的白蚁排泄物。这种材料是天然的高分子非金属材料的符合混凝土，也是细菌作用下形成的生物混凝土。与此同时，在日本也有相关报道曾预言提出这种单材质发酵技术的应用。新型生物混凝土具有多层结构：第一层是防水层，能够防止雨水渗入，避免对建筑结构造成破坏；第二层是生物层，能够收集雨水以供植物生长，例如它可以为微型藻类、菌类、地衣和苔藓等提供天然生物屏障；第三层是覆盖层，能够让雨水通过这一层渗入生物层，并可防止水分流失。与传统混凝土相比，这种新产品的最大优势是既能吸收二氧化碳，改善城市环境空气质量；又可美化墙体，改变城市色彩单一的外观面貌；还能提升建筑物的保温性，降低能源消耗。
5生物铁氧体功能陶瓷材料
在常温条件下，可以利用海洋水中想磁性细菌合成比较均匀的磁性微粒，磁性微粒通常情况下也被称为生物铁氧体功能陶瓷材料，它与人工制成的磁微粒材料相比，它的表面积比较大，而且表面部位被坚硬的有机薄膜覆盖，在这种情况下很难将铁浸。
6结语
将现代生物技术应用到非金属材料领域中比较重要的工程，这也将大大推动生物非金属材料工业的发展和进步。我们必须积极探索现代生物技术的作用，抓住现代生物技术的特点，现代生物技术作为一种低能耗、高效益的新兴技术，必将在非金属材料领域大面积的应用，以推动我国经济和科技的发展。
参考文献：
[1]朱跃钊，卢定强，万红贵，韦萍，周华，欧阳平凯.工业生物技术的研究现状与发展趋势[J].化工学报，2004（12）.
[2]王大博，孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J].黑龙江科技信息，2011（13）.
硅藻土在污水处理中的作用篇10
摘要：原水中的藻类会产生异臭、异味，影响净水厂出水水质。针对这些问题，总结了国内外一些除藻方法和经验，并介绍了部分工程实例。?
关键词：除藻氧化澄清气浮
1 混凝除藻
投加硫酸铝作为混凝剂可同时去除浊度和藻类，出水中藻类数量＜1000个/mL时所需混凝剂量远大于浊度＜3ntU时所需的量。原因是粘土类胶体在ζ电位=-5mV时即可完全脱稳，而藻类必须在ζ电位=0时才能脱稳。若同时投加聚丙烯酰胺或阳离子型助凝剂则可减少硫酸铝用量。?
采用混凝法除藻时应根据藻的种类选择药剂。去除硅藻时可单独投加硫酸铝，例如番禺市沙弯水厂在硅藻高繁殖期的投铝量从平时的1.2mg/L增加到3.0mg/L，可使沉淀池出水的浊度降至1～2ntU以减少进入滤池的藻类数量。去除绿藻一般需要预氧化，预加氯时其去除率约为95%～98%，无预氯化时其平均去除率为85%(如果考虑到预加氯会产生三卤甲烷，也可以用其他氧化剂)。蓝、绿藻会产生臭味，甚至含有毒素，并且会分泌黏液造成配水管网中出现后絮凝现象，此种分泌物又可能转化为三卤甲烷母体，因此是水处理中较难去除的藻类，也是多数富营养化水体中主要生长的藻类，它对混凝剂投量的调整极为敏感。
另外，藻类代谢产生的有机物对絮凝和过滤也有影响，其原因是该有机物中的酸性物质与混凝剂(铁盐或铝盐)的水解产物发生反应，生成的表面络合物附着在絮体颗粒表面，阻碍了颗粒相互碰撞，因此必须增加混凝剂的投量，补偿由于表面络合物的形成对颗粒脱稳和絮凝造成的影响［1］。?
2 直接过滤除藻
直接过滤不适宜处理含藻量极高的水，这时应在过滤池前增加沉淀池或澄清池，但这样还可能出现滤池出水含藻量＞1000个/mL的情况，需要进一步处理。?
沉淀或澄清构筑物的类型很多，可除藻率却不相同。例如用静沉池处理泰晤士河水时，平均除藻率为59%，可是它处理衣阿华河水时，除藻率为37%(硫酸铝混凝)～97%(石灰软化)。应用澄清池处理波兰河水时，平均除藻率为85%～86%(无预氯化)、95%～97%(预氯化)，并且浮游动物量也相应下降93%～96%(无预氯化)和99%(预氯化)，因此澄清池的处理效果优于静沉池。
直接过滤适用于原水中藻类和悬浮物数量较少的情况，该工艺的关键是滤速的大小。采用均质砂滤池或双层滤料滤池进行直接过滤的工艺，藻类去除率约为15%～75%。若进行预氯化并在投加混凝剂后采用白煤—砂双层滤料滤池直接过滤(滤速＜3m/h)，则藻类的最优去除率约为95%。但是当原水中藻量＞1000个/mL、白煤粒径为0.9mm或藻类数量＞2500个/mL、白煤粒径为1.5mm时，过滤周期明显缩短。
昆明五水厂原水藻类数量平均为30500个/mL，采用微絮凝直接过滤法除藻(双层滤料：陶粒粒径为2.0～2.5mm、高为700mm，石英砂粒径为0.6～1.2mm、高为500mm，滤速为6～10m/h)，其去除率平均为96.4%。
将马德里的西班牙河水作为原水进行的半生产性试验也得出了类似的结果。双层滤料滤池的藻类去除率为63%～98%,其中以同时投加10mg/L的硫酸铝和0.5mg/L的活化硅酸时效果最好，但因原水中藻类数量＞2500个/mL，致使滤池的工作周期仅为6h。?
3
沉淀或过滤除藻
向反应沉淀池中投加粉末活性炭(paC)作为助凝剂(可有效去除泥土气味)，可以强化反应、沉淀效果，特别是在藻类大量繁殖的季节此法可作为应急措施。1995年5月，美国芝加哥的供水部门在夏季到来之前就开始投加paC(投量约为2.4mg/L)；当水中出现甲基—异冰片(miB)时(7月中旬)，将paC的投量逐渐增加到11mg/L；夏季过后，paC的投加量随miB浓度的减小而减少，当paC的投量减到1.2mg/L时再持续投加1个月，在此期间若miB浓度降到5μg/L则可停止投加paC。
日本的高桥和孝等人对以水库水为水源的某水厂(采用常规处理工艺)全年的进、出水进行监测，得出蓝藻6月—10月数量多、硅藻9月—转年4月数量多。同时证明，只要藻类的数量不太多，常规处理对藻类具有较好的去除性能［2］。?
美国的pakmer教授研究了水中藻类对过滤效果的影响：当藻类数量＜500个/mL时，不会引起滤池堵塞；当藻类数量为500～1000个/mL时，滤池有稍许堵塞；当藻类数量为1000～2000个/mL时，有明显堵塞现象；当藻类数量＞2000个/mL时，会出现严重堵塞。
上海市月浦水厂自陈行水库取水，从每年的3月下旬开始，库中水温上层高、下层低，藻类繁殖很快，进入水厂的藻类难以沉淀，造成滤池堵塞(过滤周期仅为2～3h)。该厂采取的措施：一是减少原水在水库中的停留时间，提高水库的换水率，使水中杂质来不及沉淀(保持浑浊状态)而阳光难以射入，从而导致藻类的光合作用困难；二是采用药剂控制(向水库水中投加漂白粉)。?
4 慢滤池、生物滤池除藻
瑞典的斯德哥尔摩水厂将快滤池的出水再经慢滤池处理(慢滤池过滤面积为500～2400m2，滤速仅为快滤池的1/30，砂层厚度为1m)，以去除水中残留的微小藻类。
以色列以麦杆作为过滤材料，在体积1m3的pVC池中装入50kg麦杆进行过滤，可去除75%的藻类。?
生物滤池工艺是生物除藻的一种，主要是利用生物膜上的微生物对藻类的絮凝、吸附作用，使其被沉降、氧化或被原生动物吞噬。
5 预氧化除藻
对于某些藻类(例如绿藻)可以用氯、臭氧、高锰酸钾或二氧化氯等氧化剂进行预氧化，以提高去除效果。有一些藻类在预加氯后常会产生臭味，这时应加过量的氯，使之产生游离态的余氯，随后再根据水质要求进行脱氯。?
利用高锰酸钾除藻也有较好的效果，对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水。一般高锰酸钾投加量为1～3mg/L、接触时间≥1～2h，但也有投加量为10mg/L、接触时间为10～15min的特殊情况(为了延长接触时间，可在引水管中投药)。如果预氧化过程中高锰酸钾投量过多，可能会穿透滤池而进入配水管网，出现“黑水”现象，而且出水的含锰量增加，有可能不符合生活饮用水水质标准。过剩的高锰酸钾可在沉淀池中去除，只要淡红色已在池内消失，高锰酸钾就不会进入滤池。有些水厂采用直接过滤工艺(不经过混凝、沉淀)，则需专门的检测设备，以防止多余的高锰酸钾穿透滤池而进入配水管网。有时也可投加粉末活性炭去除过剩的高锰酸钾，其投加点应在高锰酸钾氧化反应完成以后，以免相互作用而降低除藻效果，但是粉末活性炭也可能穿透滤池而进入配水管网，宜在滤速上加以控制。
臭氧是唯一不增加处理水中总固体的有效氧化剂，投加量为0.5～5mg/L。由于该法所需资和运行费用较高，在国内还很少应用。?
臭氧和活性炭联合除藻已受到人们的重视。日本福间町水厂原水取自某水库，该水库库容较小、深度较浅，因此藻类容易繁殖(有时有异味)。该水厂仅在水库水位低、藻类多、气味大时增用臭氧—活性炭处理设备，使藻类得到控制。?
北京田村山水厂水源取自怀柔、密云和官厅水库，藻类繁殖高峰期经常规处理后的出水达不到饮用水标准，当增加了臭氧—活性炭深度处理后，取得了满意的效果。?
美国许多水厂附近设有调节水库，库中藻类数量较多，常采用三种方法除藻：①当藻类数量较多时，每天由专门人员向水库中投加硫酸铜溶液，投加量一般为0.5～0.7mg/L；②当藻类数量居中等时，在原水中投加高锰酸钾；③当藻类数量较少时，采用预氯化去除。近年来，人们认为二氧化氯可以作为一种有效的除藻剂。其除藻机理是藻类叶绿素中的吡咯环与苯环非常类似，二氧化氯对苯环具有一定的亲和性，能使苯环发生变化而无臭无味。二氧化氯也同样能作用于吡咯环，氧化叶绿素，致使藻类因新陈代谢终止且合成蛋白质中断而死亡。二氧化氯与藻类的反应速度极快，能够有效地控制霉味和鱼腥味等。二氧化氯目前在国内并没有得到广泛应用，它和臭氧一样需就地生产。国外有稳定的液态二氧化氯供应站，但是价格昂贵。
6 气浮除藻
近年来溶气气浮法除藻得到了广泛应用，此法在固液分离速度(5～8m/h)、污泥浓度及节约药耗等方面都有比较满意的效果。气浮法除藻优于澄清法之处主要是：①当原水中藻类的数量为(3～5)×104个/mL时，气浮池和澄清池出水中藻类数量均为1000～1200个/mL，但气浮法可节约混凝剂20%～40%；②气浮池污泥干固体浓度为25～30g/L，澄清池的干固体浓度仅为气浮池的1/10，因此在污泥处理时气浮法可省去污泥浓缩阶段，减少了处理设备的投资；③气浮工艺比较节约运行费用，但要求原水的悬浮固体含量不高，并且设备发生故障时能及时检修。我国昆明、武汉和无锡等地的水厂采用了气浮池，可同时达到澄清和除藻的目的。?
7 微滤机法
采用网眼孔径为10～45μm(多数为35μm)的微滤机，除藻率约为50%～70%，但浊度只能减少5%～20%。采用孔径为25～35μm的布筛处理开罗的尼罗河水时，藻类平均去除率为40%；处理巴黎塞纳河水时为55%，处理湖泊和蓄水库水时为50%～65%。德国的Slipplingen水厂在向原水中投药之前用微滤机去除原水中大部分藻类等颗粒物。
微滤机对藻类的去除率随藻的种类不同而有很大区别，越细小的藻类越难去除，有时仅去除10%，可是这种藻类所消耗的混凝剂量最大。又因微滤机所能去除的浊度不多，所以应用微滤机几乎不可能降低混凝剂投量。
在某些特殊情况下，例如需要去除浮游动物(蠕虫、甲壳动物等)时，可选用微滤机除藻。
参考文献：
［1］王学云，高乃云.水中藻类的嗅味及去除方法［J］.净水技术，1999，67(1):36-39.
［2］高桥和孝，谷中正直，国包章一.净水处理における藻类数と浊度及ぴ微粒子数的关系［a］.第51回全国水道研究发表会讲演集［C］.日本水道协会，2000.96-97.
［3］乐林生，周云，唐意祥，等.上海市长江水源净水厂的优化处理工艺研究［J］.中国给水排水，2000，16(6)：13-16.
［4］菅原繁，黑川真弓，胡建英，等.カオリン人工浊水の凝集沈氵殿に与える藻类由来有机物质の分子量の影响［J］.水道协会杂志，1997，66(8)：9-18.