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

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。