滑石是一種具有特殊層狀結(jié)構(gòu)的鎂質(zhì)硅酸鹽，其化學(xué)性能穩(wěn)定，具有獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積。粉末狀滑石具有親油疏水性和優(yōu)異的吸附性，且儲(chǔ)量豐富，成本低廉，近年來(lái)，滑石粉成功應(yīng)用到污水治理領(lǐng)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(guān)研究。滑石主要成分是含水的鎂質(zhì)硅酸鹽，其結(jié)構(gòu)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(xué)式為Mg3(Si4O10)(OH)2，其組成為MgO 31.72%，SiO2 63.52%，H2O 4.76%。晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

       目前，國(guó)內(nèi)外處理污水的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物處理法，其中，吸附法以工藝簡(jiǎn)單、成本低及出水水質(zhì)較好等特點(diǎn)被廣泛使用，其他方法則存在操作復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高或產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。目前，使用較多的吸附劑是活性炭，但其價(jià)格昂貴、凈化效果相對(duì)較慢，使其廣泛應(yīng)用受到制約。滑石是一種天然黏土礦物，滑石粉是滑石塊經(jīng)空氣分離，破碎，研磨，水洗，干燥制成，其原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，是一種良好的吸附材料。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者用滑石粉處理水污染的研究越來(lái)越多。

      1、處理造紙廢水

       造紙廢水主要來(lái)自造紙工業(yè)生產(chǎn)中的制漿和抄紙生產(chǎn)過(guò)程，主要成分是木質(zhì)素、纖維素、揮發(fā)性有機(jī)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(diǎn)，是較難處理的工業(yè)廢水之一。近年來(lái)，將滑石粉作為助凝劑、混凝劑、助濾劑處理造紙廢水的應(yīng)用研究取得了可喜的進(jìn)展。

       1.1 作為助凝劑處理造紙廢水

       在最佳混凝條件下，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(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)果表明，超細(xì)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(shí)，其助凝效果優(yōu)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(tuán)可參與表面質(zhì)子遷移而發(fā)生表面絡(luò)合反應(yīng)進(jìn)而吸附污染物。

       1.2  作為助濾劑處理造紙廢水

       膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。具有操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已有用于處理造紙廢水的研究[11]，但是膜污染問(wèn)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(jié)果表明，滑石粉投加量為1.2g/L（0.1mm 孔徑的篩網(wǎng)篩出）時(shí)，CODcr 去除率可達(dá)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(shí)又延長(zhǎng)了膜的使用壽命。由于助濾劑滑石粉具有較強(qiáng)的吸附性，所以污泥絮凝體更易聚集，黏性也相應(yīng)減小，使膜污染阻力有所下降，新型廉價(jià)滑石粉助濾劑的研發(fā)是滑石應(yīng)用研究的新方向。

       1.3  作為混凝劑處理造紙廢水

       采用多種陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)滑石粉進(jìn)行有機(jī)改性，考查改性滑石粉在不同條件下對(duì)脫墨廢水的處理效果。結(jié)果表明，在CTAB-滑石粉用量15g/L、硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%、鋁用量5mL/L、pH 值為6.0、攪拌20min、靜止4h 條件下，CODcr （含量在1600mg/L）去除率可達(dá)82.1%。滑石粉改性的最佳條件：溫度90℃、時(shí)間50min，表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。將滑石粉添加到活性污泥曝氣池中考查對(duì)造紙廢水中絮狀物的沉降速率的影響。結(jié)果表明，絮狀物沉降速率得到提高，滑石粉可與其他污水處理劑共存，污泥渣的產(chǎn)量并未增多，生物剩余污泥脫水效果較好。將滑石粉直接作為混凝劑是因?yàn)槠涓咝叫裕?jīng)陽(yáng)離子表面活性劑改性后的滑石粉能中和帶負(fù)電荷的污染物粒子，破壞了這些粒子間原有作用力的平衡， 使其與滑石粉聚結(jié)更容易，從而可提高造紙廢水CODcr 的去除率。

        2、處理含油廢水

       含油廢水主要來(lái)源于石油工業(yè)，鋼鐵，煤氣工作站，機(jī)械工業(yè)的冷卻潤(rùn)滑液等。近年來(lái)，一些學(xué)者對(duì)滑石粉作為吸油劑的研究為處理含油廢水提供了一條新途徑。滑石粉(150g/m3 水) 細(xì)度為0.074mm 占81%時(shí)， 除油率達(dá)到78.30%，滑石是天然的疏水親油礦物，能促進(jìn)疏水親油顆粒在油水中分離，故可將滑石粉作為吸油劑處理含油廢水。

       3、處理染料廢水

       染料廢水組分復(fù)雜、色度深，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。陽(yáng)離子染料廢水中由于含有復(fù)雜的芳香基團(tuán)而難以生物降解脫色，可生化性差，所以染料廢水不易治理。染料廢水傳統(tǒng)的處理方法（過(guò)濾、混凝等）只是將污染物由液相轉(zhuǎn)化成固相或氣相，并未將污染物完全去除，且易造成二次污染。因此，有關(guān)本低、效果好、綠色環(huán)保的治理技術(shù)正在不斷開發(fā)。

        行業(yè)專家做了大量實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果表明，在25℃，滑石粉投加量為10g/L，慢速攪拌10min 時(shí)，染料廢水（0.015g/L）中3 種陽(yáng)離子染料脫色率均大于99%，其中，溫度變化對(duì)陽(yáng)離子染料廢水脫色效果無(wú)顯著影響。40℃時(shí)，濃硝酸浸泡滑石，以200℃煅燒2h 時(shí)制得改性滑石粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附率為84.6％。由此可見，滑石粉處理陽(yáng)離子染料廢水脫色率較高，主要有以下原因：① 滑石端面在水或空氣等的作用下形成活性官能團(tuán)OH、Si—O、Si—OH 和Mg—O，染料中的陽(yáng)離子被這些活性官能團(tuán)吸附；② 滑石中鎂氧八面體中存在OH—Mg—O 和OH—Mg—OH，當(dāng)半徑與Mg2+相近的陽(yáng)離子與滑石接觸時(shí)， 這些離子可以從配位八面體中置換出Mg2＋，故可去除水中陽(yáng)離子。

       4、處理芳香族有機(jī)廢水

       隨著石油化工，塑料等工業(yè)的發(fā)展，工廠排放的含有苯、甲苯、酚類等芳香族化合物的廢水越來(lái)越多，該類廢水污染物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難降解。目前，處理芳香族有機(jī)廢水的方法主要有Fenton 試劑高級(jí)氧化法和液膜技術(shù)分離法，前者雖然操作方便、反應(yīng)快速，但運(yùn)行成本較高，在國(guó)內(nèi)較少應(yīng)用；后者使用的液膜易老化，也存在著膜污染及費(fèi)用昂貴等問(wèn)題。

       考查滑石粉對(duì)廢水中苯和甲苯的吸附情況，并將吸附效果分別與蒙脫石和介孔硅材料進(jìn)行比較，結(jié)果表明，滑石粉在5h 內(nèi)完全吸附苯和甲苯，但對(duì)甲苯的吸附性更好，二者等溫吸附線為直線，滑石粉對(duì)苯和甲苯的吸附效果與改性蒙脫石相當(dāng)，但優(yōu)于介孔硅材料。將辣根過(guò)氧化酶或過(guò)氧化氫偶聯(lián)劑對(duì)滑石粉進(jìn)行改性，考查改性滑石粉對(duì)水中酚類物質(zhì)的去除情況。結(jié)果表明，在滑石粉的粒徑大小、數(shù)量及作用時(shí)間等最佳條件下，此方法可以有效凈化污水中的酚類物質(zhì)，改性滑石所表現(xiàn)出的吸附性使生物催化劑不受污染，延長(zhǎng)了催化作用，是去除水中含有酚類污染物的有效方法。滑石粉可用來(lái)處理芳香族有機(jī)廢水，主要因?yàn)槠浔砻婀柩踅Y(jié)構(gòu)具有疏水性，使其極易與非極性的有機(jī)分子（例如苯）發(fā)生中性吸附。偶聯(lián)劑或高能量超聲改性滑石粉后可增強(qiáng)其表面活性，提高其疏水性質(zhì)，可有效吸附有機(jī)分子污染物。

      5、處理重金屬離子廢水

      目前，國(guó)內(nèi)外處理重金屬離子廢水主要有離子交換法，超濾法，電解法，電滲析法等，對(duì)于重金屬污染水體的處理技術(shù)，大部分仍存在成本高，易造成二次污染等問(wèn)題。滑石經(jīng)超細(xì)粉碎后，ζ 電位負(fù)值更大，表面活性增強(qiáng)，這表明滑石吸附重金屬具有可行性。

       以動(dòng)態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)方法研究滑石粉對(duì)水中Cu2+、Pb2+、Cd2+吸附效果。結(jié)果表明，滑石對(duì)這3 種重金屬離子的吸附等溫線符合Langmuir 和Freundlich 方程式， 在3 種重金屬離子初始濃度等同時(shí)，吸附能力由大到小的順序?yàn)镻b2+、Cu2+、Cd2+， 最優(yōu)條件下，Pb2+去除率為99.95%，Cu2+去除率大于98%，Cd2+去除率為99.9%。

      滑石粉對(duì)重金屬離子廢水的吸附作用，主要是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中內(nèi)羥基具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，與重金屬離子結(jié)合組成可變電荷表面，發(fā)生配合反應(yīng)，使重金屬離子在滑石表面富集，最后去除廢水中的重金屬離子。

        結(jié)束語(yǔ)

       滑石這一非金屬礦物已得到廣泛應(yīng)用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，這也越來(lái)越顯示出其在環(huán)保領(lǐng)域中應(yīng)用的可行性。現(xiàn)將滑石粉在各種廢水處理中的優(yōu)缺點(diǎn)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(chǔ)量大、分布廣、成本低、污染小等優(yōu)點(diǎn)在水處理工藝中也有著極為可觀的應(yīng)用前景。

（粉體圈 作者：梧桐）