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1、中国给水排水2000Vol.16CHINAWATER&WASTEWATERNo.4工业用水中硅化合物的去除方法邵磊,宋存义,胡永平,卢寿慈(北京科技大学资源工程学院,北京100083)摘要:根据工业用水对于水质中硅含量的要求,介绍了混凝、反渗透、超滤、微泡浮选、电凝聚、离子交换脱硅和阻垢剂抑制硅垢等方法的应用效果和各种技术的新进展。关键词:工业用水;硅化合物;脱除中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1000-4602(2000)04-0026-03工业用水中的硅化合物会对生产过程产生不同质,提高除硅效果。一般所用的混凝剂为铁盐,其添程度的危害。工业锅炉补给水、地热水和冷却水
2、的加量为0.2～0.35mmol/L。硅化合物易于形成硅垢,且形成的硅垢致密坚硬,难③水温:提高水温可以加速除硅过程,并使除于用普通的方法清洗,严重影响设备的传热效率以硅效果提高。40℃时出水中残留硅可达1mg/L以及安全运行;电子工业用水中,二氧化硅会对在单晶下。硅表面生产半导体造成极大危害,降低电子管及固④水在澄清器中的停留时间:水温为30℃[1]体电路的质量;在造纸工业用水中,二氧化硅含时,实际停留时间应>1h,40℃时约为1h,120℃量过高,将使纸质变脆;在人造丝工业用水中,硅酸时为20～30min。含量过高将影响纤维强度和粘胶的粘度;在湿法冶⑤原水水质:原水的硬度大时对
3、镁剂脱硅的金用水中,硅酸含量超过一定范围将出现乳化而影效果有利。原水中硅化合物含量对镁剂比耗(mg-2-响生产。为此在不同的给水处理系统中,均需充分MgO/mgSiO3)有影响。镁剂比耗随原水硅化合物考虑硅的脱除。含量的增加而减少,随水中胶体硅所占比例的增加1混凝脱硅而增加,一般在5～20范围内。混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物1.2铝盐脱硅[4]对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学决定铝盐脱除溶解硅效果的主要条件有:方法。这是一种非深度脱硅方法,一般的混凝+过①温度:铝盐除硅的最适宜温度为20℃。滤可去除60%的胶体硅,混凝+澄清过滤可去除②接触时间:在铝盐与含硅
4、水接触30min[2]后,大多数的硅可被吸附脱除。90%的胶体硅。1.1镁剂脱硅③pH值:最适宜的pH值范围为8～9。在实际的水处理过程中,常将镁剂和石灰一起④铝盐的结晶状态和物理性质:铝盐沉淀物如使用以保证脱硅效果。果在溶液之外生成,尤其是经过干燥后,其脱硅效果[3]将大为减弱,而铝盐的结晶状态对二氧化硅脱除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～的影响为:AlO(OH)>Al2O3·3H2O>Al(OH)3。10.3。为保证pH值,有必要在处理系统中加入石铝盐脱除胶体硅的最佳pH范围为4.1～4.7,灰。石灰不仅有调节pH的功能,而且还可以除去大约4
5、0mol胶体硅仅需1mol铝盐即可。部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。1.3铁盐脱硅②混凝剂的用量:采用镁剂脱硅时,通常都加氢氧化铁能够吸附溶解硅,一般认为其最有效混凝剂。适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性的pH值为9,且无定形氢氧化铁比其晶形的吸附效·26·2000Vol.16中国给水排水No.44果更佳。去除1mg二氧化硅需要硫酸铁10～20硅。有关试验表明其工作压力不宜超过7×10～75mg。在常温时,以铁盐作絮凝剂对含硅水进行处理×10Pa。后,可使水中残余溶解硅含量降至3～5mg/L。据超滤法没有脱盐能力,对溶解硅几乎无脱除效果。报道,在水中加入适量的三氯化铁、铝酸钠和
6、氧化钙4气浮脱除胶体硅处理含硅20mg/L的水,硅的去除率也可达70%～Cassell等采用微泡浮选(Microflotation)的方法80%。进行了水处理研究,发现这一方法对水中的所有胶1.4石灰脱硅-3态物质均有去除效果。浮选前先用1.0×10mol/采用熟石灰处理原水,于40℃下在除去暂时硬L的Al(NO3)3调浆10min。捕收剂为月桂酸(浓度度和二氧化碳的同时,还可以除去部分二氧化硅,水为25mg/L),起泡剂为乙醇(用量为2.5mL/L)。中残留硅含量可降到30%～35%。除硅效果与pH值紧密相关,在pH为8～11的范围[5]张桂枝在110～115℃的温度下采用消石灰
7、内,经浮选5min后,胶体硅的脱除率可达90%以对福建炼油厂锅炉给水进行了除硅预处理,认为由上。另外,铝盐的添加也是必不可少的,单独的胶体于生成CaSiO3沉淀的缘故,硅去除率可达80%。硅无法浮选。Cassell认为微泡浮选成功的关键在于近年来,水的混凝处理技术在两个方面有了较必须满足以下三个条件:①添加少量的电解质和调大进展。一方面是注重混凝剂的复配使用,通过药整pH值使胶体颗粒得以聚团;②添加合适的捕收剂的协同效应以求得最佳的混凝沉淀效果。另一方剂和起泡剂以形成
