硅藻土在污水回用中的應(yīng)用

摘 要：由于我國水資源的嚴(yán)重缺乏，人們不得不通過多種途徑開發(fā)新水源，主要有海水淡化、遠距離調(diào)水、城市污水處理回用。相比之下，污水處理回用投資少、工期短、見效快，比較現(xiàn)實易行，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：污水平；絮凝劑；硅澡土

污水的再生回用途徑有：農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)回用、城市雜用、地下回灌和生活飲用。工業(yè)廠區(qū)道路沖洗、沖廁以及綠化等，水質(zhì)滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）標(biāo)準(zhǔn)中城市綠化、道路清掃消防及沖廁標(biāo)準(zhǔn)，是回用水利用的一個方面。

混凝沉淀在城市污水回用中應(yīng)用非常普遍，目前主要應(yīng)用鋁鹽混凝劑和鐵鹽混凝劑。如何改善這些混凝劑的混凝特性，提高混凝性能，使各組分之間形成增效作用，并降低各種不良影響變得很重要。

硅藻土作為新的水處理藥劑起到助濾助凝的作用。它可以增大絮凝體及其密度，增加絮凝體的粒度和牢度，使生成的絮凝體粗大而緊密，易于沉降分離。

污水中含有的懸浮物，其粒徑從數(shù)十毫米到1μm以下的膠體顆粒是多種多樣的，而這些膠體顆粒大多是有機性的。為了滿足污水回用的水質(zhì)指標(biāo)，去除這些懸浮物是必要的。混凝沉淀是污水回用處理常用的一種技術(shù)。混凝沉淀去除的對象是水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機和無機污染物，從表觀而言，就是去除污水的色度和渾濁度。而過濾技術(shù)也是產(chǎn)生高質(zhì)量出水的一個關(guān)鍵。

污水的二級出水或者循環(huán)水排污水均可以作為污水回用處理的水源。與天然水不同，需深度處理的回用水主要包含微生物碎片等懸浮物和膠體。而這種懸浮物膠體往往帶有負電荷，具有較強的親和力。通過投加混凝劑，使得懸浮物膠體的水力條件改變，形成大的絮凝體而沉降可以在短時間內(nèi)完成。

絮凝劑的選擇是提高污水回用水質(zhì)效率的關(guān)鍵。單獨使用絮凝劑并不能取得良好效果，往往投加一定的輔助藥劑，增大絮凝顆粒的密度，增加絮凝體的粒度和牢度，使生成的絮凝體粗大而緊密，加強吸附橋架作用，充分發(fā)揮網(wǎng)捕作用，使其迅速沉淀。

硅藻土作為一種新型的水處理藥劑，在污水回用處理領(lǐng)域越來越受到重視，尤其是在水源色度較高的回用水中，可以起到很好的效果。硅藻土是古生物硅藻殘骸的沉積物，外觀為白色至淺灰色或米黃色多孔性粉末，具有獨特物化性能。硅藻土性能穩(wěn)定，密度1.9～2.35g/cm3，耐酸，孔容大，主要成分是SiO2、Al2O3，孔徑大，比表面積大，吸附性能強，是一種良好的絮凝加固劑，用以充當(dāng)絮凝的骨架材料，起到助濾助凝的作用。

本論文結(jié)合工程項目實際經(jīng)驗，對硅藻土在回用水工藝中的應(yīng)用加以論述。

回用水處理裝置將循環(huán)水排污水處理回用，達到回用于道路沖洗、綠化的水質(zhì)。由于水質(zhì)的碳酸鹽硬度較高，懸浮物顆粒較大，先投加石灰對水質(zhì)軟化，再經(jīng)過管道混合器投加PAM、PAC以及硅藻土，使其在后續(xù)的反應(yīng)沉淀過濾等處理中很好的絮凝沉降，最后對出水進行投加ClO2消毒回用。具體工藝流程路線：

循環(huán)水排污水經(jīng)輸水管壓力送入錐形反應(yīng)容器，投加氫氧化鈣溶液對來水進行軟化，降低來水硬度。出水自流入管道混合器，在管道混合器投加PAC、PAM以及硅藻土。

管道混合器出水首先進入反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)在過濾容器底部，并均勻布水。隨著水流速度的降低，進入高濃度絮凝區(qū)絮凝。絮凝區(qū)上部為導(dǎo)向流斜管沉淀區(qū)，由于出水濁度控制在10NTU以下，斜管區(qū)上升流速控制在2～3 mm/s，斜管傾角采用60°，斜管長約1米。來水隨著斜管方向向上流動，而污泥和絮凝的礬花在重力作用下，沿斜管傾斜的方向往下滑落，由于導(dǎo)向流斜管的水力作用進入過濾容器下部泥斗。

出水進入過濾部分，自上而下通過過濾區(qū)。濾料層可以采用石英砂或無煙煤或者合成纖維濾料，由底部出水裝置收集進入清水區(qū)，再由連通管接到過濾容器的頂部清水層。出水投加ClO2消毒回用。

本系統(tǒng)最主要的設(shè)備為反應(yīng)沉淀過濾容器，經(jīng)管道混合器投加的絮凝劑和助凝劑0.5kg/d，處理規(guī)模約50m3/h，容器設(shè)備的排泥周期為12小時。污水經(jīng)過過濾層后，阻力逐漸變大，需反沖洗排污。此時過濾區(qū)水位逐漸上升，當(dāng)上升至虹吸真空管時，過濾區(qū)上部的存水在清水層的靜壓及真空吸引下自動反洗。清水按照正常運行自下向上的路徑的反方向反沖洗。反沖洗約5分鐘。

本系統(tǒng)中絮凝沉淀是必要的，所以藥劑的投加也是關(guān)鍵一環(huán)。

PAM、PAC吸附架橋作用強，使得混凝效果良好。硅藻土主要是發(fā)揮基團離解后表面帶負電荷，使得污水中帶正電荷的膠體表面電荷中和，膠體脫穩(wěn)而沉降，吸附電中和作用強。

硅藻土一方面作為良好的絮凝加固劑，充當(dāng)絮凝的骨架材料。另一方面硅藻土比表面積大，吸附性能強，脫穩(wěn)膠體極易被吸附到硅藻土上。

影響污水回用處理效果的因素很多，但是混凝沉淀是污水回用處理的重要環(huán)節(jié)。混凝劑種類和投加量是影響混凝效果的關(guān)鍵，目前混凝劑投加多采用的是濕投法。即先將藥劑溶解，配成一定濃度的溶液，采用液壓隔膜計量泵進行計量投加，并能根據(jù)原水水量和水質(zhì)的變化隨時調(diào)節(jié)。

硅藻土無毒，可再生，是良好的助濾劑。隨著我國水處理過濾技術(shù)和設(shè)備的不斷改進和完善，硅藻土在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛，尤其是污水處理領(lǐng)域。