硅的介绍：

硅分有机硅和无机硅，有机硅是一种合成化合物，无机硅是存在于水中复杂的一种无机物，无机硅主要指水中的溶解硅和胶体硅。

硅的4种存在形态：含呈分子、离子状态的硅酸化合物，不安定的胶体硅、吸附状态的硅酸化合物，较安定粗粒的硅酸化合物。

（1）离子分子状态的硅酸化合物，即溶解硅，主要来源于硅酸盐、硅酸铝盐以及各种氧化硅的溶解，一般以二氧化硅溶解为主。主要产物是H4SiO4，少部分以HSiO3形式存在。

（2）不安定的胶体硅：水中以分子聚集态存在的硅酸化合物，是一种聚合产物。例如聚硅酸和硅胶之类的高聚硅酸分子，以及低聚硅酸分子。

（3）吸附状态的硅酸化合物：天然水中存在的各种颗粒物如铁/铝氧化物颗粒、钙镁等碳酸盐或有机物颗粒，能将水中的硅酸吸附至其表面，通过过滤去除。

（4）较安定粗粒的硅酸化合物：可能是硅和水中的沙石、悬浮物等组成，比表面积较大，一般用过滤方法也可以去除。

水质测定中硅的判断依据

1、全硅：水中以各种形式存在的硅酸化合物的总和。水质测定以二氧化硅为主，分为活性硅和非活性硅，按水中二氧化硅存在状态一般分胶体硅、溶解硅、微粒硅三种形式。

2、活性硅：即溶解硅，主要指二氧化硅溶解于水形成的硅酸盐。

3、非活性硅：全硅减去活性硅，在工业上可以理解为胶体硅和微粒硅。微粒硅：主要是指水中悬浮的二氧化硅。胶体硅的粒径一般在5~200nm。较安定粗粒的硅酸化合物即属于非活性硅的一种。可以通过混凝、澄清、过滤去除。

硅垢的成因

1、SiO2结垢的特性：

（1)硅酸分子中含有4个羟基，很容易发生自聚反应而形成沉淀。

（2）铁和铝等容易与硅发生反应，形成难溶硅酸铁和硅酸铝，改变SiO2的溶解度，加速污堵膜元件及蒸发器的结垢。（3）SiO2结垢一般不溶于常规的酸碱，清洗困难，且容易使RO不可恢复。

（4）钙镁高含量和重碳酸碱度大是促进硅沉淀的协同影响因素。

2、硅垢的形成分为内因和外因。内因主要指溶液中存在各种形态的硅，外因是各种条件下过饱和析出的沉淀。当体系中存在各种形态的硅以及Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42-时，硅垢更容易形成。

（1）循环过程：各种离子浓缩增大达到过饱和产生硅酸钙和硅酸镁的沉淀，这些已经形成的微小颗粒又会成为成核中心，加速沉淀过程，形成坚硬密实的硅垢。

（2）浓缩过程：浓缩形成的碳酸钙和氢氧化镁等沉淀型水垢，可以为硅酸垢提供晶核中心，从而促进混合型水垢的形成。（3）胶体析出：高盐分及PH和压力的降低，使得二氧化硅胶体可能析出，形成无定型或者聚合态硅酸沉淀。

（4）工业生产装置压力骤降时，硅酸盐等物质最容积沉积，形成硅垢。

3、硅在水中存在形式的复杂和不稳定性，使硅垢的去除成为难点。硅垢的危害

1、工业废水处理主要面临膜浓缩和蒸发器结垢的危害。硅垢不仅会堵塞膜表面还会堵塞蒸发器，降低膜的性能，而且一旦形成很难清除，清除时容易破坏膜性能。硅垢还容易影响蒸发器的换热效率，缩短蒸发器的使用寿命。

2、高盐废水中SiO2的主要形态为单硅酸和二聚硅酸、低聚硅酸、高聚硅酸及非活性硅。(1)PH＜7，以高聚硅酸[(H2SO3)]的形式存在，可聚集并沉积在膜表面形成硅，部分以单硅酸形式存在的二氧化硅还可以在膜表面聚合，形成无定形的污染层概念。(2)PH＞7，碱性条件下的二氧化硅主要以硅酸跟离子（SiO32-)的形式存在，硅酸根离子和金属离子如Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+反应生成金属硅酸盐垢。硅垢很难从反渗透膜上彻底去除。

常见的除硅工艺

水中硅的存在形式主要以二氧化硅测定，二氧化硅的存在形式主要分胶体硅和溶解硅，针对不同形态采用不同的去除方式。

1、胶体硅：混凝澄清、过滤、气浮、UF超滤、ROFILM反渗透。

2、溶解硅：化学除硅，ROFILM反渗透、离子交换、电絮凝、EDI等。

化学除硅含镁剂除硅、铁盐除硅、铝盐除硅、石灰除硅，一般采用复合方式。

反渗透膜浓水侧硅要求影响二氧化硅溶解度的因素主要有PH、温度等。

1、二氧化硅溶解方程式Si( OH)4⇌Si( OH)3- + OH-

2、PH值7~8时，硅酸溶解度几乎不变，PH＞8时，硅酸分子部分电离成硅酸离子，PH升高，溶解度增大。