吉林建筑大学 吉林省长春市 130117
摘要：目的：研究新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷的研究及其在水处理中的应用价值。方法：通过探究一种新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷及其制备方法，主要原料选择硅藻土、秸秆混合发酵物。结合现代测试手段，对相关样品及其结构性能表征进行分析，就相关样品的等温先和水处理环节的吸附结构进行分析。结果：一种新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷及其制备中，料硅藻土/秸秆制备得到新型的净化水质的功能材料与复合材料，在水处理中具有重要的现实意义和经济价值。结论：经硅藻土改性的新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷，经吸附实验结果表明，可在污水处理中达到深度利用废弃材料的效果。
关键词：新型过滤材料；硅藻土/秸秆复合陶瓷；水处理
在实际的污水处理环节，基于污水处理的多工艺处理中，为进一步通过技术手段达到对污水的中和、絮凝、吸附、沉降和过滤等效应[1]。通过改性工艺，确保硅藻土在污水处理过程中能促进污水悬浮物的中和、絮凝、吸附、沉降和助滤的功能。现就新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷（Diatomite/straw composite ceramics）的研究及其在水处理中的应用分析如下：
1、硅藻土/秸秆复合陶瓷污水处理基本原理
因材料本身以颗粒状态存在，故在实际吸附中，基于颗粒表面电荷与偶极分子（原子）吸附极性介质的自发单极定向作用，由此，在污水处理环节，突破原有污水处理急性平衡，需进一步提升污水中胶体颗粒和极性分子（原子）的缔结作用，对增强聚团现象、避免分离提供了条件。加之，受水污染中，因小颗粒或小粒团块生成较大絮凝物的特点，使得改性硅藻土在缩短去污时间上对比更大，还在在行搅拌和时效处理上降低成本，提升污染物分离效率[2]。新型过滤材料的应用，在提升吸附体表面效应上，更能以大的分散度提升硅藻土表面的自由能。在硅藻体内外表面中，通过吸附材料以达到新型过滤效果，尤其针对絮凝团分细菌病毒和超细微颗粒物质等的集中行大颗粒中心效应，可成为污水生化处理环节的良好载体。为进一步发挥其过滤作用，需在硅藻土表面不可压缩性的改性处理中，进一步提升污水沉降效果，并以多孔滤床实现对病毒、菌类、絮凝团、颗粒的截留和滤除。简言之，硅藻土/秸秆复合陶瓷污水处理的基本原理为吸附，混凝，脱色可以用在溶解性污染物的去除，以及印染水的脱色方面。
2、应用可行性分析
硅藻土改性措施的应用，在污水处理中，以其提纯、改性、活化和扩容等措施发挥了材料的突出效应。配合秸秆的固化装置，在污水处理中，以其经济性、高新技术应用效能，值得进一步推广应用。与此同时，由现行城市污水中，相关治理措施的悬着和应用中，有必要结合区域水质、水量等进行选择[3]。改性硅藻土污水处理剂在现有的城市污水处理中，以其完善的工艺流程和措施、高效而稳定的城市污水处理效果，并在节省材料运作成本，合理城市污水排放和综合治疗，更好地利用现有技术以合理工业废水或生产饮用水技术，在生产用水、日常饮水、洗浴温泉、取暖用水及其工业废水滤过效应等层面，整体发挥了独特的处理技术和优势。
3、现有材料对污水处理的表征和现状
影响城市污水的特征主要受经济社会、温度变化、水资源分布和区域经济发展等多因素制约。而现阶段，废水的有机质浓度低受排水管网与地下水和江河湖海水的结合渗透影响，管网联通作用等影响，降低和稀释了污水浓度释[4]。加之，废水B/C＜0.3 难生物降解可生化性差，生化处理多陷入不利局面。在水处理环节，同时受引发微生物生长的不利因素影响，使得污泥等物质膨胀，管理举步维艰。现有城市管网建设中，受废水对原有河道的水质和水量变化影响，也加大了污水处理难度。
现有污水处理中，无论是物理化、混凝法还是生化，在实际的污水处理中，无法达到既定的排放效果，且背离了一般生化法的要求废水。
在营养物比例、污水的运行费用、投资费用中的了解度和执行度均不高，也使得实施二级生物处理的难度较大[51]。
4、新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷的制备和应用
鉴于此，为进一步提升污水处理环节的效果，以在重金属、SS（固体悬浮物浓度，Suspended solid）、胶体和色度等去除上达到较为理想的效果，善用硅藻土、沸石、膨润土、海边石、凹凸棒石等配合秸秆的研究，成为有效提升水处理效果的可行性方法。
4.1硅藻土/秸秆复合陶瓷的制备
将苯酚和30~40%甲醛水溶液混合，苯酚与甲醛的摩尔比为1：1~1：3，加热（温度60~90。C）并搅拌，使苯酚全部溶解。将处理后的溶液中加入（60~90。C的温度中反应2~4小时）氢氧化铝进行反应，氢氧化铝与苯酚的摩尔比0.3：1~1：1，然后，加入酸性溶液（盐酸、醋酸或硫酸任一）发生中和作用，反应停止后冷却至室温并行减压脱水（要求含水量控制在10~30%），得到液态混合物。在所得的液态混合物中加入发泡剂（二氯甲烷）和固化剂（盐酸、醋酸或硫酸任一；用量与液态混合物的体积比为1：10~1：3），搅拌，发泡（发泡温度为50~90。C，发泡时间为0.5 ~2小时）并熟化，获得泡沫体。将获得的泡沫体破碎，并用80~150目筛筛分（筛分后泡沫体物料的质量比为1：10~1：20），然后取通过筛目的物料，并将该物料投入造粒机中，同时加入粘结剂（羧甲基纤维素、聚乙烯醇或淀粉），旋转造球；将成型后的球料放入加热炉中炭化（300~500。C，炭化时间为0.5~1h）并活化（以水蒸气为活化剂，温度450~700。C，时间0.5~2h），即可得到活性炭和氧化铝复合材料组成的水处理用复合陶瓷球[6]。
4.2水处理效果
本次通过制备该过滤材料，进而在处理单元耐冲击负荷能力上达到较强的稳定性效果，且受外因（温度、水质、水量）的影响不大。该制备装置在设备投产、占地面积、工艺流程、处理方案、用药剂量、投加物质等方面，可达到70%COD去除率现象。改性硅藻土以其脱水性能在常规生物污泥装置中有着较为明显的对比效果；制得的复合陶瓷球应用于水处理具有活性好，再生能力强，使用寿命长等特点。
结束语
水处理，尤其是污水处理是当前环保研究领域的重要议题。基于旧有吸附材料的局限因素影响，尤其对提升材料的抗破碎性，更好地以其可调式的孔径和缝隙效果等优势。而同时暴露出来的问题也居多，尤其是使用寿命短、回收再生费用高、无法满足现有水质处理需求等问题也较多。基于此，本文拟通过准备一种新型过滤材料硅藻土/秸秆复合陶瓷，并经测试研究，证实在满足现有水处理需求，更好地提升使用性能上，值得实践环节大力推广该工艺。
参考文献：
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[4]肖力光，刘喜旭.硅藻土对秸秆纤维水泥基复合板材调湿性能的影响[J].新型建筑材料，2019，46（09）：145-147.
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