除矽的工藝介紹：

       混凝脫矽

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

       1 鎂劑脫矽

       在實際的水處（chù）理過程中，常將鎂劑和石灰一起使用以（yǐ）保（bǎo）證脫矽效果。 鎂劑脫矽的效果決（jué）定於：

       ①pH值：鎂劑脫矽的*佳pH值為（wéi）10.1～10.3。為保證pH值，有必要在處理係統中加入石灰。石灰不僅有調節pH的（de）功能，而（ér）且還可以除（chú）去部分二（èr）氧化矽、暫時硬度（dù）和二氧化碳等。

       ② 混凝（níng）劑的用量：采用鎂劑脫矽時，通（tōng）常都加混（hún）凝劑。適當的混凝劑可以改善氧化鎂（měi）沉渣的性（xìng）質，提高除矽效果。一般所用的混凝劑為鐵鹽，其添加量（liàng）為0.2～0.35 mmol/L。

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

       ④ 水（shuǐ）在澄清器中的停留（liú）時間：水溫為30 ℃時，實際停（tíng）留時間應＞1 h，40 ℃時（shí）約（yuē）為1 h，120 ℃時為20～30 min。

       ⑤ 原水水質：原水（shuǐ）的硬度大時對鎂劑脫矽的效果（guǒ）有利。原水中矽化合物含（hán）量對鎂劑比（bǐ）耗(mgMgO/mgSiO2-3)有影響（xiǎng）。鎂劑比耗隨原（yuán）水矽化合物含量的增加（jiā）而減少，隨水中膠（jiāo）體矽所占比例的增加而增加，一般在（zài）5～20範圍內。

       2 鋁（lǚ）鹽脫矽

       決定鋁鹽（yán）脫除溶解矽效果的（de）主要條件有：

       ① 溫度（dù）：鋁鹽（yán）除矽的*適宜溫度為20 ℃。

       ② 接觸時間：在鋁鹽與含矽（guī）水接觸30 min後，大多（duō）數的矽可被吸附脫除。

       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（chéng），尤其是經過幹燥後，其脫矽效果將大為減弱，而鋁（lǚ）鹽的結晶狀態對（duì）二氧化矽（guī）脫除效果的影響為：AlO(OH)＞Al2O3·3H2O＞Al(OH)3。 鋁鹽脫除膠體矽的*佳pH範圍為4.1～4.7，大約40 mol膠體矽僅需1 mol鋁鹽即可（kě）。

       3 鐵鹽脫矽

       氫氧化鐵能夠吸附溶解矽，一般（bān）認為其*有效的（de）pH值為9，且（qiě）無定形氫氧化鐵比其晶形的吸附效果更佳。去除（chú）1 mg二氧化矽（guī）需要硫酸鐵10～20 mg。在常溫時，以鐵鹽作（zuò）絮凝劑對含矽水進行處理後，可（kě）使（shǐ）水中殘餘溶解矽含量降至3～5 mg/L。據報道，在水中加入適量的三氯化鐵、鋁酸鈉（nà）和（hé）氧化鈣處理含矽（guī）20 mg/L的水，矽的去（qù）除率也可達（dá）70%～80%。

       4 石（shí）灰脫矽 采用（yòng）熟石灰處理原水，於40 ℃下在除去暫（zàn）時硬度（dù）和二氧化碳的同時（shí），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 ℃的溫度下采用消石灰對福建煉油廠鍋爐給水進行（háng）除矽預處理，由於生成CaSiO3沉澱的（de）緣故，矽去（qù）除率可達（dá）80%。

       近年來，水的混凝處理技術在兩個方麵有了較大進展。一方麵是注重混凝劑的複配使用，通（tōng）過藥劑的協同效應以求得（dé）*佳的混凝沉澱效果。另一（yī）方麵是一（yī）些無機高分（fèn）子混凝劑，如聚鐵、聚鋁三號等開發成功並已投入工業應用。這些無機高分子混凝劑具有適用範圍廣和價（jià）格低的特點，與傳統的（de）鋁鹽（yán）和（hé）鐵鹽相比，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，脫除矽的效果比較穩定（dìng）。

       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（hé）溶解矽（guī），適於淨（jìng）化鍋爐補給水，回收（shōu）部（bù）分冷卻塔排汙水，以及製取超純水。另據資（zī）料，反滲透法的總除鹽效（xiào）率可達93%，SiO2可（kě）脫除80%。日本專利報道，對矽含量（liàng）為5～20 mg/L的混（hún）合水，以滲透膜處理後，其出水矽含量可（kě）降至1 mg/L以下（xià）。

       80年代以（yǐ）來，反滲（shèn）透已成為鍋爐補給水的一種重要處理（lǐ）方法，常用於離子交換係統之前（qián）對給水進行預脫鹽，以減輕離子交換係統的負擔。

       超（chāo）濾脫除膠體矽

       超濾與反滲透法（fǎ）一樣是以壓力（lì）差為推動力，將欲（yù）處理水在一定壓力（lì）作用下經過一個可讓水（shuǐ）和低分子量溶質透過而高分子物質、膠體物質不能透過的高分子膜，從而達到分離的目的。超濾（lǜ）處理所用的膜（mó）材料及（jí）裝置與（yǔ）反（fǎn）滲透法相似，其分離機理（lǐ）主要是篩分效應。在采用超濾脫除膠（jiāo）體矽時，膜孔徑不宜超過100 nm，否則不能截留所（suǒ）有的膠體矽。有關試驗表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（wú）脫除（chú）效果。

       氣浮脫除（chú）膠體矽（guī）

       Cassell等采用微泡浮選的方法進行了水（shuǐ）處理研究，發現這一方法對水中的所（suǒ）有膠（jiāo）態物質均有去除效果。浮選前先用1.0×10-3 mol/L的Al(NO3)3調漿10 min。捕收劑為月桂酸（suān）(濃度為25 mg/L)，起泡劑為（wéi）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，膠體矽的脫除率可達（dá）90%以上。另外，鋁鹽的添（tiān）加也是必不可少的，單獨的（de）膠體矽無法浮選。Cassell認為微泡浮選成功的關（guān）鍵在於必（bì）須滿足以下三個條件：

       ①添加少量的電（diàn）解（jiě）質和調整pH值使膠體顆（kē）粒（lì）得以聚團；

       ②添加合適（shì）的捕收劑和起（qǐ）泡劑以形成合（hé）乎要求的（de）泡沫層；

       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方法通過電極反應產生金屬水合物凝聚劑，一（yī）定條（tiáo）件下可析出氣泡，通過凝聚劑的吸附（fù）以實現聚沉，也可通過氣（qì）泡的浮選來達到淨水的方法（fǎ）。電（diàn）凝聚常用於離子交（jiāo）換、電滲析、反滲透除鹽之前，不僅可以有效脫除二氧化矽，而且能除濁、脫色，還能去除水中重金屬離子、藻類和細菌等，對去除水中的有機（jī）物質也（yě）有一定效果。

       有報道采用電凝聚（jù）對矽含量為44 mg/L(其中離子態的矽含量37.5 mg/L)的（de）原水進行脫矽處理後，其出水（shuǐ）矽含量可降至大約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（yóu）3.9 mg/L下降至0.26 mg/L的報道。某公司引進的一套蒸汽鍋爐裝置（zhì），其（qí）中的水處（chù）理工藝采用電凝聚除矽，原（yuán）水溶（róng）解態（tài）二氧（yǎng）化矽5.5 mg/L，膠體態二氧化矽1～2 mg/L，處理後二氧化矽含量＜0.05 mg/L。

       在非深度（dù）除矽時，采用電凝聚法效果*為明顯。在鋁和電能（néng）消耗量不大的情況（kuàng）下，可使（shǐ）水中的二氧化矽含量降低60%～80%。在深度或完全（quán）除矽時，電（diàn）凝聚法會大幅度增加（jiā）鋁和電能的消耗量，如含（hán）有二氧化矽40 mg/L的河（hé）水在電流密度2 mA/cm2時能完全（quán）除矽（guī），但耗鋁量（liàng）高達（dá）50 g/m3，耗電量達0.6 kW.h/m3。

       離（lí）子交換脫矽

       將不同的離子交換床結合使用，不僅可（kě）以達到很好的軟化和除鹽效果，而且也可（kě）以深度除矽，具有很高的處理深度。

       在（zài）離子交換係統中，一級複床除鹽出水二氧化矽含量可低於（yú）0.5 mg/L，再經混床（chuáng）處理，出水（shuǐ）的矽含量可以控製（zhì）在0.02 mg/L以（yǐ）下(依環（huán）境溫度的不同在0.005～0.03 mg/L的範圍內（nèi）波動)。我國電（diàn）廠采用的離子交換除鹽係統可以將矽含量由給水3～10 mg/L降至出（chū）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（mǐ）利肯電站采用（yòng）一種可移動式（shì）水處（chù）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（xì）統的2台並聯（lián）強酸（suān）型陽離子（zǐ）樹（shù）脂（zhī）交換器和2台並聯強堿型陰離子樹脂交換器，出水中全矽含量降為0.029 mg/L，膠體矽為0，再經大孔陰離子（zǐ）樹（shù）脂處理（lǐ）後，出（chū）水全矽含量可降至0.007 mg/L。

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

       一（yī）般（bān）認為離子交換係統對（duì）於膠體矽無（wú）脫除能力，因而需在此前采用預處理和預脫鹽去除懸浮物質和膠體物質，以防止其汙染樹脂，降低處理係統（tǒng）的效率。

       阻垢劑抑製矽垢的（de）形成

       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矽的水溶液中析出的方法。其主要作用表現在以下幾個（gè）方麵：延遲沉（chén）澱開始成垢的時間，使沉澱在成垢之前就（jiù）隨流體排出係統之外；使沉澱以懸浮狀態存在，抑製（zhì）其附（fù）著在管（guǎn）壁和設（shè）備上（shàng）成垢（gòu）；在一定的溫度和壓力（lì）條件下，完全抑製矽垢（gòu）的（de）形成。

       近年來，國內外對矽垢（gòu）的阻垢劑作了大量的研究並（bìng）提出了許（xǔ）多不（bú）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。阻垢劑總的發展趨（qū）向（xiàng）是向複合配方發展，而且要求耐溫性能良好。雖然近10年來矽垢（gòu）阻垢劑的（de）試（shì）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（gǎi）進。

       其他的脫矽或抑垢方法

       日本專利報（bào）道了一種在係統內連續或間斷地采用超聲波振動來（lái）防止地熱水結矽垢的方法。其（qí）發現在高純水製備係統中（zhōng）用紫外（wài）線和臭氧聯合處理可以將膠體矽轉化為溶解矽而除去。美國專利發明了用流態化的沙床作為晶核來沉積除去矽（guī）的方法。由於以上方法在工業上尚未得到（dào）廣泛應用，在（zài）此不予（yǔ）詳述。

       總結

       總之（zhī），在工業用（yòng）水處理係統中，由於指標要求（qiú）眾多，對（duì）於矽化合物的處理不（bú）可（kě）能單獨進行，需綜（zōng）合考慮給水中各種懸浮物質，膠體（tǐ）物質和（hé）溶解的有害氣體（tǐ）、離子的處理（lǐ）效（xiào）果，以保證係統出水各項指標符合工業生產要求。一般而言，混凝處理（lǐ）的深度（dù）較低，很難將出水中（zhōng）矽化合物的含量降至1 mg/L以下。如果用水係統水質要求較高，則需（xū）在混凝作（zuò）業後安排反滲透、電凝聚或離（lí）子交換作業以提高出水質量。具體的水處理工藝流程（chéng）需（xū）根據（jù）原水水質和不（bú）同工藝技術經濟指標（biāo）的優劣（liè）來選定。