有时候,我们在废水中水回用或废水零排放项目设计上,会遇到废水水质中硅含量高(>50mg/L),因为硅垢一旦在膜表面形成,就非常坚硬致密,常规清洗效果差,会导致产水量大幅下降且难以恢复。查阅和根据收集资料,整理了下面这个表格,汇总了主要的预处理强化措施,方便大家快速了解核心思路。 | | | |
|---|
| 镁剂/铝剂除硅:投加氯化镁、硫酸镁、氧化镁或铝盐(如偏铝酸钠),与硅酸根生成难溶沉淀。 | pH值至关重要:镁剂法pH宜在10-10.5;铝盐法适宜pH约为8-9。需与混凝剂(如铁盐)配合。 | 可显著降低活性硅浓度,去除率可达60%-90%,出水硅含量可降至15-20mg/L以下。 |
| 混凝/超滤:强化混凝(如用聚铁、聚铝)结合超滤(UF)或高精度过滤。特种吸附:采用活性氧化铝等介质。 | 超滤膜孔径建议不超过100纳米,以有效截留胶体硅。此法对溶解硅效果有限。 | 可有效去除胶体硅(去除率超90%),并降低浊度、SDI值,为RO系统提供优质进水。特种吸附可实现深度除硅。 |
| 电絮凝:通过电极反应产生金属絮凝剂(如氢氧化铝)吸附共沉淀硅。 | 适用于多种形态硅的深度去除,但对胶体硅和活性硅去除率均可超过90%。需控制电流密度防止能耗过高。 | 协同除硅、浊度、色度、部分重金属和有机物,污泥产量可能低于化学沉淀法。 |
| | 对胶体硅无效,进水要求高,需有良好预处理。树脂再生可能产生高盐废水。 | 出水硅含量可降至极低水平(如<0.5mg/L),适用于高纯水制备。 |
一、 如何选择与组合工艺
选择预处理方案时,需要考虑进水硅的具体形态(溶解硅、胶体硅占比)、总体水质、处理目标以及成本等因素。
- 化学沉淀 + 固液分离:这是Zui经典和经济的预处理组合之一。例如,先通过“镁剂/石灰软化”或“铝盐沉淀”进行化学除硅,配合高密度沉淀池或管式膜等固液分离设施,能有效去除大部分硅和硬度。
- 针对RO系统的强化保护:在预处理单元之后,RO系统之前,可设置超滤(UF) 作为保安过滤,确保去除胶体硅。可在RO进水中投加专用高效抗硅阻垢剂,提高浓水侧二氧化硅的过饱和极限(有些优质阻垢剂允许SiO₂浓度达到250-300mg/L而不结垢),并优化运行参数(如适当降低系统回收率),以减轻膜表面的结垢风险。
二、运行优化与注意事项
即便选择了合适的预处理工艺,精细化的运行控制也至关重要:
- 严格控制pH值:pH值直接影响除硅效果。例如,镁剂除硅需维持较高pH(约10.1-10.3),而铝盐除硅则有其适宜的pH范围(约8-9)。必须根据所选药剂控制。
- 关注共存离子:水中的钙、镁、铁、铝等阳离子会与硅酸根反应生成难溶硅酸盐(如硅酸钙、硅酸铝),这可能有利于预处理中的沉淀,但也可能在膜系统内形成致密污垢。特别是铁、铝离子会显著催化硅垢的形成并增加其硬度。
- 控制沉淀条件:化学沉淀时,水温、混凝剂选择和用量、反应时间等都会影响除硅效率和沉淀物的沉降性能。例如,适当提高水温(如至40℃)可以加速除硅过程并提高效果。
三、
处理高硅含量废水,关键在于根据水质具体情况(硅的形态、浓度、共存离子等)和Zui终出水要求,选择并优化组合工艺。核心思路通常是化学沉淀优先大幅度除硅,再结合物理分离/吸附进行深度净化,并为后续RO系统提供多级保护。