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废水除硅工艺介绍

混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。这是一种非深度脱硅方法，一般的混凝+过滤可去除60%的胶体硅，混凝+澄清过滤可去除90%的胶体硅。

钱剂脱硅

在实际的水处理过程中，常将镁剂和石灰一起使用以保证脱硅效果。镁剂脱硅的效果决定于：

①pH值：镁剂脱硅的最佳pH值为10.1~10.3。为保证pH值，有必要在处理系统中加入石灰。石灰不仅有调节pH的功能，而且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。

②混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，通常都加混凝剂。适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性质，提高除硅效果。一般所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2~0.35mmol/L。

③水温：提高水温可以加速除硅过程，并使除硅效果提高。40℃时出水中残留硅可达1mg/L以下。

④水在澄清器中的停留时间：水温为30℃时，实际停留时间应＞1h，40℃时约为1h，120℃时为20~30min。

⑤原水水质：原水的硬度大时对镁剂脱硅的效果有利。原水中硅化合物含量对镁剂比耗(mgMgO/mgSiO2-3)有影响。镁剂比耗随原水硅化合物含量的增加而减少，随水中胶体硅所占比例的增加而增加，一般在5~20范围内。

铝盐脱硅

决定铝盐脱除溶解硅效果的主要条件有：

①温度：铝盐除硅的最适宜温度为20℃。

②接触时间：在铝盐与含硅水接触30min后，大多数的硅可被吸附脱除。

③pH值：最适宜的pH值范围为8~9。

④铝盐的结晶状态和物理性质：铝盐沉淀物如果在溶液之外生成，尤其是经过干燥后，其脱硅效果将大为减弱，而铝盐的结晶状态对二氧化硅脱除效果的影响

为：AlO(OH)＞Al2O3·3H2O＞Al(OH)3。铝盐脱除胶体硅的最佳pH范围为4.1~4.7，大约40mol胶体硅仅需1mol铝盐即可。

铁盐脱硅

氢氧化铁能够吸附溶解硅，一般认为其最有效的pH值为9，且无定形氢氧化铁比其晶形的吸附效果更佳。去除1mg二氧化硅需要硫酸铁10~20mg。在常温时，以铁盐作絮凝剂对含硅水进行处理后，可使水中残余溶解硅含量降至3~5mg/L。据报道，在水中加入适量的三氯化铁、铝酸钠和氧化钙处理含硅20mg/L的水，硅的去除率也可达70%~80%。

石灰脱硅

采用熟石灰处理原水，于40℃下在除去暂时硬度和二氧化碳的同时，还可以除去部分二氧化硅，水中残留硅含量可降到30%~35%。

在110~115℃的温度下采用消石灰对福建炼油厂锅炉给水进行除硅预处理，由于生成CaSiO3沉淀的缘故，硅去除率可达80%。

近年来，水的混凝处理技术在两个方面有了较大进展。一方面是注重混凝剂的复配使用，通过药剂的协同效应以求得最佳的混凝沉淀效果。另一方面是一些无机高分子混凝剂，如聚铁、聚铝三号等开发成功并已投入工业应用。这些无机高分子混凝剂具有适用范围广和价格低的特点，与传统的铝盐和铁盐相比，它们免除了水解和聚合反应，不仅可以加快混凝过程，而且还减轻了许多影响混凝效果因素的干扰，脱除硅的效果比较稳定。

反渗透脱硅

反渗透是自然现象渗透的逆过程。反渗透可以脱除胶体硅和溶解硅，适于净化锅炉补给水，回收部分冷却塔排污水，以及制取超纯水。另据资料，反渗透法的总除盐效率可达93%，SiO2可脱除80%。日本专利报道，对硅含量为5~20mg/L的混合水，以渗透膜处理后，其出水硅含量可降至1mg/L以下。

80年代以来，反渗透已成为锅炉补给水的一种重要处理方法，常用于离子交换系统之前对给水进行预脱盐，以减轻离子交换系统的负担。

离子交换脱硅

超滤脱除胶体硅

超滤与反渗透法一样是以压力差为推动力，将欲处理水在一定压力作用下经过一个可让水和低分子量溶质透过而高分子物质、胶体物质不能透过的高分子膜，从而达到分离的目的。超滤处理所用的膜材料及装置与反渗透法相似，其分离机理主要是筛分效应。在采用超滤脱除胶体硅时，膜孔径不宜超过100nm，否则不能截留所有的胶体硅。有关试验表明其工作压力不宜超过7×104~7×105Pa。

超滤法没有脱盐能力，对溶解硅几乎无脱除效果。

气浮脱除胶体硅

Cassell等采用微泡浮选的方法进行了水处理研究，发现这一方法对水中的所有胶态物质均有去除效果。浮选前先用1.0×10-3mol/L的Al(NO3)3调浆10min。捕收剂为月桂酸(浓度为25mg/L)，起泡剂为乙醇(用量为2