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。

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。

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、冶金、涂料、机械、能源、油漆、水处理等行业中。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) 。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。

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。