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滑石在污水處理中的應用

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滑石在污水處理中的應用

發布日期:2021-08-13 作者: 點擊:

滑石是一種具有特殊層狀結構的鎂質硅酸鹽,其化學性能穩定,海城輕燒鎂,具有獨特的孔結構和較大的比表面積。粉末狀滑石具有親油疏水性和優異的吸附性,且儲量豐富,成本低廉,近年來,滑石粉成功應用到污水治理領域,已有將其作為混凝劑、助凝劑、助濾劑、吸附劑、吸油劑的相關研究。滑石主要成分是含水的鎂質硅酸鹽,其結構是由兩層硅氧四面體夾一層水鎂石八面體組成的2:1 型的單斜晶系,化學式為Mg3(Si4O10)(OH)2,其組成為MgO 31.72%,SiO2 63.52%,H2O 4.76%……

  目前,國內外處理污水的方法主要有物理法、化學法和生物處理法,其中,吸附法以工藝簡單、成本低及出水水質較好等特點被廣泛使用,其他方法則存在操作復雜、運行費用高或產生二次污染等問題。目前,使用較多的吸附劑是活性炭,但其價格昂貴、凈化效果相對較慢,使其廣泛應用受到制約。滑石是一種天然黏土礦物,滑石粉是滑石塊經空氣分離,破碎,研磨,水洗,干燥制成,其原料來源豐富、價格低廉,是一種良好的吸附材料。因此,國內外學者用滑石粉處理水污染的研究越來越多。

  1、處理造紙廢水

  造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙生產過程,主要成分是木質素、纖維素、揮發性有機酸等,具有污染物濃度高,排放量大,難降解,可生化性差等特點,是較難處理的工業廢水之一。近年來,將滑石粉作為助凝劑、混凝劑、助濾劑處理造紙廢水的應用研究取得了可喜的進展。

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  1.1 作為助凝劑處理造紙廢水

  在混凝條件下,即滑石粉與聚合硫酸鐵(PFS)、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)混合的用量各為0.8~1.0、1.2、0.4~0.5g/L 時,CODcr 的去除率分別提高3.0%、4.0%和2.5%,懸浮物(SS)去除率分別提高27.1%、29.4%和26.5%。實驗結果表明結果表明,超細滑石粉(SFT,平均粒徑12μm)作為助凝劑與PAC 或PFS 混凝處理造紙廢水效果顯著,SFT的投料量為1mg/L 時,其助凝效果優于聚丙烯酰胺(PAM),成本降低約23%。滑石粉作為助凝劑的原因之一是其具有較多的表面羥基, 這些活性官能團可參與表面質子遷移而發生表面絡合反應進而吸附污染物。

  1.2  作為助濾劑處理造紙廢水

  膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。具有操作簡單,適應性強等特點,已有用于處理造紙廢水的研究[11],但是膜污染問題亟待解決。采用向MBR 中投加滑石粉的方法處理造紙廢水。結果表明,滑石粉投加量為1.2g/L(0.1mm 孔徑的篩網篩出)時,CODcr 去除率可達到90%以上,滑石粉助濾劑的加入,使膜污染阻力下降68.5%,濾餅阻力下降91.1%,減緩膜污染的同時又延長了膜的使用壽命。由于助濾劑滑石粉具有較強的吸附性,所以污泥絮凝體更易聚集,黏性也相應減小,使膜污染阻力有所下降,新型廉價滑石粉助濾劑的研發是滑石應用研究的新方向。

  滑石這一非金屬礦物已廣泛應用,社會經濟效益顯著,這也越來越顯示出其在環保領域中應用的可行性。現將滑石粉在各種廢水處理中的優缺點比較如下,見表1。盡管滑石粉在廢水處理方面有一些不足之處, 但是滑石粉以儲量大、分布廣、成本低、污染小等優點在水處理工藝中也有著為可觀的應用前景。


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