除矽的（de）工藝介紹：

       混凝（níng）脫矽

       混凝（níng）脫矽是利用某些金屬的氧（yǎng）化（huà）物或氫氧化物對矽（guī）的吸附或凝聚來達到（dào）脫矽目的的一種物理化學方法。這是一種非深度脫矽方法，一般的混凝+過濾（lǜ）可去除60%的膠體矽，混凝+澄清過濾可去除90%的膠體矽。

       1 鎂劑（jì）脫矽

       在實際的水處理過程（chéng）中，常（cháng）將鎂劑和石灰一起使用以保證脫矽效果。 鎂劑脫矽的效果決定於（yú）：

       ①pH值：鎂劑（jì）脫矽的（de）*佳pH值為10.1～10.3。為保證pH值，有必要在處理係統中加入（rù）石（shí）灰。石灰不（bú）僅有調節pH的功能，而且（qiě）還可以除去部分二氧化矽、暫時硬度和二氧化碳等。

       ② 混凝劑的用量：采用鎂劑脫矽時，通常都（dōu）加混凝劑。適當的混凝劑可以改善氧化鎂沉渣（zhā）的性（xìng）質，提（tí）高（gāo）除矽效果。一般（bān）所用的混凝劑為鐵鹽，其添加量為0.2～0.35 mmol/L。

       ③ 水溫：提高水（shuǐ）溫可以加速除矽過程，並使除矽效果提高。40 ℃時出水中（zhōng）殘留（liú）矽可達1 mg/L以下。

       ④ 水在澄清器中的停留時間（jiān）：水溫為30 ℃時，實（shí）際停留時間應＞1 h，40 ℃時約為1 h，120 ℃時為（wéi）20～30 min。

       ⑤ 原水水質：原水的硬度大時對鎂劑脫矽的效果有利。原水中矽（guī）化合物含（hán）量對鎂劑比耗(mgMgO/mgSiO2-3)有（yǒu）影響。鎂劑比耗隨原水矽化合（hé）物含量的增加而（ér）減少（shǎo），隨水中膠體矽所占比例的增加而增加，一般在（zài）5～20範圍內。

       2 鋁鹽脫矽

       決定鋁鹽脫除溶解矽效果（guǒ）的（de）主要條件有：

       ① 溫度：鋁（lǚ）鹽除矽的*適宜溫度為20 ℃。

       ② 接觸時間：在鋁（lǚ）鹽（yán）與含矽水接觸（chù）30 min後，大多數的矽可被吸（xī）附脫除（chú）。

       ③pH值：*適宜的pH值範圍為8～9。

       ④ 鋁鹽的結晶狀態和物理性質：鋁鹽沉澱物如果在溶液之外生成，尤（yóu）其（qí）是經過幹燥後（hòu），其脫矽效果將大為減弱，而鋁鹽的結晶狀態對二氧化矽脫除效果的影響為：AlO(OH)＞Al2O3·3H2O＞Al(OH)3。 鋁鹽脫除膠（jiāo）體矽的*佳（jiā）pH範圍為4.1～4.7，大（dà）約40 mol膠體矽僅（jǐn）需（xū）1 mol鋁鹽（yán）即可。

       3 鐵鹽脫矽

       氫（qīng）氧化（huà）鐵能夠吸附溶（róng）解矽，一般認為（wéi）其*有效的pH值為9，且無定形氫氧化鐵比其晶形的吸附效（xiào）果更佳（jiā）。去除1 mg二氧化矽需要硫酸鐵10～20 mg。在常（cháng）溫時，以（yǐ）鐵鹽作絮凝劑對含矽水（shuǐ）進行處理後，可使水中殘餘（yú）溶解矽含量降至3～5 mg/L。據報道，在水中加入適量的三氯化鐵、鋁酸鈉和氧化鈣處理含矽20 mg/L的水（shuǐ），矽的去除（chú）率也可達70%～80%。

       4 石灰脫矽 采用熟石（shí）灰處理原水（shuǐ），於40 ℃下在除去暫時硬度和二氧化碳的同時，還可以除去部分二氧化矽，水中殘留矽含量可降到30%～35%。

       在110～115 ℃的溫度（dù）下采（cǎi）用消石灰對（duì）福建煉油廠鍋爐（lú）給水進行除矽預處（chù）理，由於生成CaSiO3沉澱的緣故，矽去除率可達80%。

       近年來，水的混凝處理技術（shù）在兩（liǎng）個方（fāng）麵有（yǒu）了較大進展。一方（fāng）麵是注重混凝劑的複配使用，通過藥劑的（de）協（xié）同效應以（yǐ）求（qiú）得*佳的混（hún）凝沉澱效果。另一方麵（miàn）是一些無機高（gāo）分子混凝劑，如聚鐵、聚鋁三號等開發成功並已投（tóu）入工業應（yīng）用。這些（xiē）無機高分子混凝劑具有（yǒu）適用範圍廣和價格低的特點，與傳統（tǒng）的鋁鹽和鐵鹽相（xiàng）比，它（tā）們免除（chú）了（le）水解和聚合反應，不僅可以加快混凝（níng）過程，而且還減輕了許多影響混凝效果因素的（de）幹擾，脫除矽的（de）效果比較穩定。

       反滲透脫矽

       反滲透是自然現象滲透的逆過程。反滲透可以脫除膠體矽和溶解矽，適於淨化鍋爐補給水，回收部分冷卻塔排汙水，以及製取超純水。另據資料，反滲透法的（de）總除鹽效（xiào）率可達（dá）93%，SiO2可脫除（chú）80%。日本專利報道，對矽（guī）含量為5～20 mg/L的（de）混合水（shuǐ），以滲透膜處理後，其出水矽含量可降至1 mg/L以下。

       80年代（dài）以（yǐ）來，反滲透已成為鍋爐補給水的（de）一種重要處理方法，常用於離子交換係統（tǒng）之前對給水進行預脫鹽，以減輕離子交換係統的負擔。

       超濾脫除膠體矽

       超濾（lǜ）與反（fǎn）滲透法一樣（yàng）是以壓力（lì）差（chà）為推動力，將欲處理水在一定壓力作用下經過一個可（kě）讓（ràng）水和低分子量溶（róng）質透過而高（gāo）分（fèn）子物質、膠體（tǐ）物質不能透過的高分子膜，從而達到分離的目的。超濾處理所用（yòng）的膜材料及裝置與反滲透法相似，其分離（lí）機理主要是篩分效應。在采用超濾脫除膠體矽時，膜孔徑不宜超過100 nm，否則不能截留（liú）所有的膠體矽。有關試驗表（biǎo）明其工作壓力不宜超過7×104～7×105 Pa。

       超濾法沒有脫鹽能力，對溶解矽幾乎無脫除效果。

       氣浮（fú）脫除膠體矽

       Cassell等采用微泡浮選的方（fāng）法進（jìn）行了水處理研究，發現這一方法（fǎ）對水中的所有膠態物質均有去除效果。浮選前先用1.0×10-3 mol/L的（de）Al(NO3)3調漿（jiāng）10 min。捕收劑為（wéi）月桂酸(濃度為25 mg/L)，起泡劑為乙醇(用量為2.5 mL/L)。除矽（guī）效果與pH值緊密相關，在pH為8～11的範圍內，經浮選（xuǎn）5 min後，膠體（tǐ）矽的脫除率可達（dá）90%以上。另外，鋁鹽的添加也是必不可少的，單（dān）獨的膠體矽無法浮選（xuǎn）。Cassell認為微泡浮選成功的關鍵在於必須滿足以下三個條件：

       ①添加少量的電解質和調整pH值使（shǐ）膠體顆粒得以聚團；

       ②添加合適的捕收劑和起泡（pào）劑以形成合乎要求的泡沫層（céng）；

       ③氣泡直徑必須在 40～60 μm以下。

       電凝聚脫矽

       電凝聚是利用電化學（xué）方法（fǎ）通過電極反應產生金（jīn）屬（shǔ）水合物凝聚劑，一定（dìng）條（tiáo）件下可析出（chū）氣泡，通過凝聚劑的吸附以實現聚沉，也可通過氣泡的浮選來達到淨水的方法。電凝聚常用於離（lí）子交換、電滲析、反滲透除鹽之前，不僅可以有（yǒu）效脫除二氧化矽，而且能除濁、脫色，還能去除水中重金屬離子、藻類（lèi）和（hé）細菌等，對去除水中的有（yǒu）機物質也有一定效果。

       有（yǒu）報道（dào）采用電凝聚對矽含量為44 mg/L(其中（zhōng）離子態的矽含量37.5 mg/L)的原水進行脫矽處（chù）理後，其出水矽含量可降至（zhì）大（dà）約1～2 mg/L的範圍內。另外也有用電凝聚除矽，使矽酸總量由19.2 mg/L下降至1.37 mg/L，膠態矽酸由3.9 mg/L下降至（zhì）0.26 mg/L的報道。某公（gōng）司引進的一（yī）套蒸汽（qì）鍋爐裝置，其中的水處理工藝采用電（diàn）凝聚除矽，原水溶（róng）解態二（èr）氧化矽5.5 mg/L，膠體態二氧化矽1～2 mg/L，處理（lǐ）後二氧化矽含量＜0.05 mg/L。

       在非深度除矽時，采用電凝聚法效果*為明顯。在鋁和電能消耗量不大的情況下，可使水中的二氧化矽（guī）含量降低60%～80%。在深（shēn）度或完全除矽（guī）時，電凝聚法會大幅度增加鋁和（hé）電（diàn）能的消耗量，如含有二氧化矽40 mg/L的河水在（zài）電流密（mì）度2 mA/cm2時能完全除矽，但耗鋁量高（gāo）達50 g/m3，耗電量達0.6 kW.h/m3。

       離子交換脫（tuō）矽

       將不同的離子交換床結合使（shǐ）用，不僅（jǐn）可以達（dá）到很好的（de）軟化和除鹽效果，而且也可以深度除矽，具（jù）有很高的處（chù）理深（shēn）度。

       在離子交換係統中，一級複（fù）床除鹽出水二氧化矽含量可低於0.5 mg/L，再經混（hún）床處理，出水的矽含量可以控製在0.02 mg/L以下(依環（huán）境溫度的不同在0.005～0.03 mg/L的範圍內波動)。我國電廠（chǎng）采用的離子交換除鹽係統可以將矽（guī）含量由給（gěi）水3～10 mg/L降至出水為0.005～0.08 mg/L。其指標依原水性質和處理係統的特點而（ér）定（dìng）。

       美國紐約州電（diàn）力煤氣公司所屬米利（lì）肯電站采用一種可移動式水處理係統，使全（quán）矽含量為（wéi）3.47 mg/L(溶解矽（guī）為1.04 mg/L，膠體矽為2.43 mg/L)的原（yuán）水通過該係統的2台並聯強酸型陽離（lí）子樹脂交換器和2台並聯強堿（jiǎn）型（xíng）陰離子樹脂交換器，出水中全矽含量（liàng）降為0.029 mg/L，膠（jiāo）體（tǐ）矽為0，再經大（dà）孔陰離子樹脂處（chù）理後，出水全矽含量可（kě）降至0.007 mg/L。

       日本專利公布了一種以氫氟酸（suān）飽和的弱堿性陰離子交換樹脂除去（qù）水中矽酸的方法。將含有120 mg/L矽酸（suān）(以二氧化矽計)的水通過該樹脂，出水中矽酸（suān）含（hán）量可降至1 mg/L以下。

       一般認為離子交換係統對於膠體矽無脫除能力，因而需在此前采用預處理和預脫鹽去除懸浮（fú）物質（zhì）和膠（jiāo）體物質，以防止其汙染樹脂，降低處理係統的效率。

       阻垢劑抑製矽垢的形（xíng）成

       矽垢阻垢劑是在用水係統中添加（jiā）化（huà）學藥劑以防止矽化合物從含有過飽和矽的（de）水溶液中析出的方法。其（qí）主要（yào）作用表現在以下（xià）幾個方麵：延遲沉澱開始成垢的時間，使沉澱在成（chéng）垢之前就隨流體排出係統之外；使沉澱以懸（xuán）浮狀態存在，抑製其附著在管壁和（hé）設備上成垢；在一定的溫（wēn）度和壓力條件下，完（wán）全抑製矽垢的形成。

       近年來，國（guó）內外對矽垢（gòu）的阻（zǔ）垢（gòu）劑作了大量的研究並提出了許多不同的配方，其主要的藥劑組分基本上仍未超出現今使用的範圍。阻垢劑總的（de）發（fā）展趨向是向複合配方發展，而且（qiě）要求耐溫性（xìng）能（néng）良（liáng）好。雖然（rán）近10年來矽垢阻垢劑的試驗室工作有了明顯（xiǎn）進展，但還不能認為是突破性的，大多配方在實用性上還有待改進。

       其他的（de）脫矽或抑垢方法

       日本專利報道了一種在係統（tǒng）內（nèi）連續或（huò）間斷（duàn）地采用超聲波振動來防止地熱水結矽垢（gòu）的方法。其發現在高純水製備（bèi）係統中用紫外線和臭氧聯合處理可以將膠體矽（guī）轉化為溶解矽而除去。美國專利（lì）發明了用流態化的沙床作為晶核來沉（chén）積（jī）除去矽的方法。由（yóu）於以上方法在工業上尚未得到廣泛（fàn）應用，在此不予詳（xiáng）述。

       總結

       總之，在工業用水處（chù）理係統（tǒng）中，由於（yú）指標要求眾多，對於矽（guī）化合物的處理不可能單獨（dú）進行，需綜合考慮給水（shuǐ）中各種懸浮物質，膠體物質和溶解的有害氣體、離子的處理效果，以保證係統出水各項指標符合工業生產要求。一（yī）般而（ér）言，混凝處理的深度較低，很難將出水（shuǐ）中矽化合物的含量降至1 mg/L以下。如果用水係統水質要（yào）求較高，則需（xū）在混凝作業後安排反（fǎn）滲透、電凝聚或離子交換作業以提高出水質量。具體的水（shuǐ）處理工藝流程需根據原水水質和不同工藝技術經濟指標的優劣（liè）來選定。