除矽的工藝介紹：

       混凝脫矽

       混（hún）凝脫矽是利用某（mǒu）些金屬的氧化物或氫氧（yǎng）化物對矽（guī）的吸附（fù）或（huò）凝聚來達到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（yī）般的混凝+過濾可去除60%的膠體矽（guī），混凝（níng）+澄清過濾可去除90%的膠體矽。

       1 鎂劑脫矽

       在實際的水處理過程中，常將鎂劑和石灰一起使用以保證脫矽（guī）效果。 鎂劑脫矽（guī）的效果決定於（yú）：

       ①pH值：鎂劑脫矽的（de）*佳pH值為10.1～10.3。為保證pH值，有必要在處理（lǐ）係統中加入石灰。石灰不僅有調節pH的功能，而且還可以除去部分二氧化矽、暫時硬度和（hé）二氧化碳等。

       ② 混（hún）凝劑的用量：采用鎂劑（jì）脫矽時，通常都（dōu）加混凝劑。適當（dāng）的混凝劑可以改善（shàn）氧化鎂沉渣的性質，提（tí）高除矽效果。一般所用的混（hún）凝劑為鐵鹽，其添加量為0.2～0.35 mmol/L。

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

       ④ 水在澄清器中的（de）停留時間：水溫（wēn）為30 ℃時，實（shí）際停留時間應＞1 h，40 ℃時約（yuē）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。原水中矽化合（hé）物含量對鎂劑比耗(mgMgO/mgSiO2-3)有影（yǐng）響。鎂劑比耗（hào）隨原（yuán）水矽化合物含量的增加而減少，隨水中膠體矽所占比（bǐ）例的（de）增（zēng）加而增（zēng）加，一般在5～20範圍內（nèi）。

       2 鋁鹽脫矽

       決定鋁鹽脫除溶解（jiě）矽效果的主要條件有：

       ① 溫（wēn）度：鋁鹽除矽的*適宜溫度為20 ℃。

       ② 接觸時（shí）間：在鋁鹽與含矽水接觸30 min後，大多數的矽（guī）可被吸附脫除。

       ③pH值（zhí）：*適宜的pH值（zhí）範（fàn）圍（wéi）為8～9。

       ④ 鋁鹽的結（jié）晶狀態（tài）和物（wù）理性質：鋁鹽沉澱物如果在溶液之外生成，尤其是經過幹燥後，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（yǐng）響為：AlO(OH)＞Al2O3·3H2O＞Al(OH)3。 鋁（lǚ）鹽脫除膠體矽的*佳pH範圍為（wéi）4.1～4.7，大約40 mol膠體矽僅需1 mol鋁鹽即（jí）可。

       3 鐵（tiě）鹽脫矽

       氫氧化鐵能夠吸附溶解矽，一般認為其*有效的pH值為9，且無（wú）定形氫氧化鐵比其晶形的（de）吸附效果更佳。去除1 mg二（èr）氧化矽需要硫酸鐵10～20 mg。在常溫時，以鐵（tiě）鹽（yán）作絮凝劑對含矽水進行處理後，可使水中殘餘溶解矽含量降至3～5 mg/L。據報（bào）道，在水中加入適量的三氯化鐵、鋁酸鈉和氧化鈣處（chù）理含矽20 mg/L的水，矽的去（qù）除率也可達70%～80%。

       4 石（shí）灰脫矽 采用熟（shú）石灰處理原（yuán）水，於40 ℃下在除去暫時硬（yìng）度（dù）和二氧化（huà）碳的同（tóng）時，還可以除去部分二氧化矽，水中殘留矽含量可降到（dào）30%～35%。

       在110～115 ℃的溫度下采用（yòng）消石灰對福建煉油廠鍋爐給水進（jìn）行除（chú）矽預處理，由於生成CaSiO3沉澱的緣故，矽去除率可達80%。

       近年來，水的混凝處理技術在兩個方麵（miàn）有了較大進展。一方麵是注重混凝劑的複配使用，通（tōng）過藥劑的協同效應（yīng）以求得*佳的混凝沉澱效果。另一方（fāng）麵是一些無機高分子混凝劑，如聚鐵、聚（jù）鋁三號等開發成功並已投入（rù）工業（yè）應用。這些無機高分子混凝劑具有適用範圍廣和（hé）價格低的特點，與傳統的鋁鹽和鐵（tiě）鹽相比，它們免除了水（shuǐ）解和聚合反應，不僅可以加快混凝過程，而且還減輕了許多影響混凝效果因素（sù）的幹擾（rǎo），脫除矽的效果比較穩定。

       反滲透脫矽

       反滲透是自然現（xiàn）象滲透的逆過程。反滲透可以脫除膠體矽和（hé）溶解矽，適於淨化鍋爐補（bǔ）給水，回收部分冷卻塔排（pái）汙水，以及製取超純水。另據資料，反（fǎn）滲透法的總除鹽效率可達93%，SiO2可脫除80%。日本專利報道，對矽含量為5～20 mg/L的混（hún）合水，以滲透膜處理後，其出水（shuǐ）矽含量可（kě）降至1 mg/L以下。

       80年代以來（lái），反滲透已成（chéng）為鍋爐補給水的一種重要處理方法，常用於離子交換係統之前（qián）對給水進行（háng）預脫鹽，以減輕離子交換（huàn）係統的負擔。

       超濾脫除膠體矽

       超濾與反（fǎn）滲透法一樣是以（yǐ）壓力差為推動力，將欲（yù）處理水在一定（dìng）壓（yā）力（lì）作用（yòng）下經過一個可讓水和低分子量溶質透過而高（gāo）分子物質、膠體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（suǒ）用的膜材料及裝置（zhì）與反滲透法相似，其分離機理（lǐ）主要（yào）是篩（shāi）分效應。在采用超濾脫除膠體矽（guī）時，膜孔徑不宜超過100 nm，否則不能截（jié）留所有的膠體矽。有關試驗（yàn）表明其工作壓力不（bú）宜（yí）超過7×104～7×105 Pa。

       超濾法沒有脫鹽能力，對溶解矽幾乎無（wú）脫除效果。

       氣浮脫除（chú）膠體矽

       Cassell等采用微泡浮選的方法進行了水處理（lǐ）研究，發現（xiàn）這一方（fāng）法對水中的所有（yǒu）膠（jiāo）態物質均（jun1）有去（qù）除效果。浮選前先用1.0×10-3 mol/L的Al(NO3)3調漿10 min。捕收劑為月（yuè）桂酸(濃度為25 mg/L)，起泡劑為乙醇(用量為2.5 mL/L)。除矽效（xiào）果與pH值緊密相關，在pH為8～11的範圍內（nèi），經浮選5 min後（hòu），膠體矽的脫除率可達90%以上。另外，鋁鹽的添加也是必不可少的，單獨的膠體矽（guī）無法浮（fú）選。Cassell認為（wéi）微泡浮（fú）選成功的關鍵在於必須（xū）滿足以下三（sān）個條件：

       ①添加少量的電解質（zhì）和調整pH值使膠體顆粒（lì）得以聚團；

       ②添加合適的捕收劑和起泡劑以形成合乎要求（qiú）的（de）泡沫層；

       ③氣泡直徑必須在 40～60 μm以下。

       電凝聚（jù）脫矽

       電凝聚是利用電化學方法通過電極反應產生金屬水合物（wù）凝（níng）聚劑，一定條件下可析出氣泡，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（shuǐ）的方法。電凝聚常用於（yú）離子交（jiāo）換、電滲析、反滲透除鹽之前，不僅可以有效脫（tuō）除二氧化（huà）矽，而且能除濁、脫色，還（hái）能去除水（shuǐ）中重金屬離子、藻（zǎo）類和細菌等，對去除水中的有機物質也有一定效果。

       有報道采用電凝聚對矽含量為44 mg/L(其中離子態的矽含量（liàng）37.5 mg/L)的原（yuán）水進行脫矽處理後，其出水矽含量可降至大約1～2 mg/L的範圍內。另外也有用電凝聚（jù）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0.26 mg/L的報道。某公司引進的一套蒸汽（qì）鍋爐裝置，其中的水處理（lǐ）工藝采用電凝聚除矽，原水（shuǐ）溶解態二氧化（huà）矽5.5 mg/L，膠體態（tài）二氧化（huà）矽1～2 mg/L，處理後（hòu）二（èr）氧化矽含量＜0.05 mg/L。

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

       離子交換脫矽

       將不同的（de）離子交換床（chuáng）結合使用，不僅可以達到很好的軟化（huà）和（hé）除鹽效果，而（ér）且也可以深度（dù）除矽，具（jù）有很高的處理深度。

       在（zài）離子交換係統中，一級複床除（chú）鹽（yán）出水二（èr）氧化矽含量可低（dī）於0.5 mg/L，再（zài）經混床（chuáng）處理，出（chū）水的矽含量可以控製在0.02 mg/L以下(依環（huán）境溫（wēn）度的不同在0.005～0.03 mg/L的範圍內波動)。我國電廠采用的離子（zǐ）交換除鹽係統可以將矽含量由給（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定。

       美國紐約州電力（lì）煤氣公司所屬米利肯電站采用一種可移動式（shì）水處理係統，使全矽含量為3.47 mg/L(溶解矽為1.04 mg/L，膠體矽為2.43 mg/L)的原水通過該係統的2台並聯（lián）強酸型陽離子樹脂交換器（qì）和2台並聯強（qiáng）堿型陰離子樹脂（zhī）交換器，出（chū）水中全矽含量降為0.029 mg/L，膠體矽為0，再經大孔（kǒng）陰離子樹脂處理後，出（chū）水（shuǐ）全矽含量可降至（zhì）0.007 mg/L。

       日本專利公布了一種以氫氟（fú）酸飽和的弱堿性陰離子交換（huàn）樹脂除去水中矽酸的方法。將含有120 mg/L矽酸(以二氧化矽計)的水通過該樹（shù）脂，出水（shuǐ）中矽酸含量可（kě）降至1 mg/L以下。

       一般認為離子交換（huàn）係統對於膠（jiāo）體矽無脫除能力，因而需在此前采用預處理（lǐ）和預脫鹽去除懸浮物（wù）質（zhì）和膠體物（wù）質，以（yǐ）防止（zhǐ）其汙染樹脂，降（jiàng）低處理係統的效率。

       阻垢劑（jì）抑製矽垢的形成（chéng）

       矽垢阻垢（gòu）劑是在（zài）用水係統中添加（jiā）化學藥劑以防止矽化合物從含有過飽和（hé）矽的水溶液中析出的方法。其主（zhǔ）要（yào）作用表現在以下幾個方（fāng）麵：延遲沉澱開始成垢的時（shí）間，使沉澱在成垢（gòu）之前就隨流體排出係（xì）統之外；使沉澱以懸浮狀（zhuàng）態存在，抑製其附著在管壁和設備上（shàng）成垢；在一定的溫度和壓力條件下，完全抑（yì）製矽垢的形成。

       近（jìn）年來，國內外對矽垢的阻垢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（jī）本上仍未超出現今使用的範圍。阻垢劑總的發展趨向是向複合配方（fāng）發展，而（ér）且（qiě）要求耐溫性能良（liáng）好。雖然近10年來矽垢阻垢劑的試驗室工作有了明顯進展，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。

       其他的脫矽或抑垢方法

       日本專利報道了一種在係統內連續或間斷地采用超聲波振動（dòng）來防止地熱水（shuǐ）結矽垢的（de）方法（fǎ）。其發（fā）現在高純水（shuǐ）製備係統中（zhōng）用紫外線和臭氧聯（lián）合處理可以將膠體矽轉化為溶解矽而除（chú）去。美國專利（lì）發明了用流態化的沙床作為晶核來沉積除去矽的方法。由於以上方法在工業上尚未得到廣泛應用，在此不予詳（xiáng）述。

       總（zǒng）結

       總之，在工業用水處理係統中，由（yóu）於指標要求眾多，對於矽化合物的處理不可能單獨進行，需綜合考慮（lǜ）給水中各種懸浮物質（zhì），膠體物質和（hé）溶解的有害氣體、離子的處（chù）理效果，以保證係統出水各項指（zhǐ）標符合工業（yè）生產（chǎn）要求。一般而言，混凝處理的深度較低，很難將（jiāng）出水中矽化合物的含（hán）量降至1 mg/L以（yǐ）下。如果用水係統水質要（yào）求較高，則（zé）需在（zài）混凝作（zuò）業後（hòu）安排反滲透、電凝（níng）聚或離子交換作業以提高出水質量。具（jù）體的水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來選定。