活性硅酸陰離子絮凝劑

活性硅酸陰離子絮凝劑

　　活性硅酸陰離子絮凝劑是一種以硅酸鈉（水玻璃）為原料，通過(guò)加酸活化制得的陰離子型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，在水處理領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。以下是對(duì)其詳細(xì)介紹：

　　一、基本特性

　　化學(xué)組成

　　主要成分為聚硅酸（SiO?·nH?O），帶有負(fù)電荷基團(tuán)。

　　可通過(guò)復(fù)合改性引入Al3?、Fe3?等陽(yáng)離子或有機(jī)高分子，形成復(fù)合型絮凝劑。

　　物理形態(tài)

　　外觀為無(wú)色至淡黃色透明液體，固含量（SiO?）通常為2%~5%。

　　儲(chǔ)存穩(wěn)定性受pH值、溫度及離子強(qiáng)度影響，易發(fā)生凝膠化。

　　環(huán)境適應(yīng)性

　　適用于pH=5~10的水質(zhì)條件，低溫（0~5℃）下仍能保持活性。

　　對(duì)低濁度水（<50 NTU）及高色度水具有良好處理效果。

　　二、制備工藝

　　原料準(zhǔn)備

　　硅酸鈉溶液（模數(shù)2.0~3.4）稀釋至SiO?濃度2%~4%。

　　酸化劑選擇硫酸、鹽酸或二氧化碳。

　　活化過(guò)程

　　在攪拌條件下緩慢滴加酸化劑，控制pH=5~7，熟化2~4小時(shí)。

　　關(guān)鍵參數(shù)：酸化速度0.5~1.0 mL/min，熟化溫度≤25℃。

　　復(fù)合改性（可選）

　　鋁硅復(fù)合：SiO?:Al3?=1:0.5~1:2（摩爾比），pH=6~8。

　　鐵硅復(fù)合：SiO?:Fe3?=1:0.3~1:1（摩爾比）。

　　有機(jī)改性：添加0.1%~0.5%聚丙烯酰胺（PAM）。

　　三、作用機(jī)理

　　電中和作用

　　陰離子聚硅酸與水中帶正電的懸浮顆粒發(fā)生電荷中和，降低顆粒穩(wěn)定性。

　　吸附架橋

　　長(zhǎng)鏈聚硅酸分子吸附多個(gè)顆粒，形成“橋梁”連接，促進(jìn)絮體生長(zhǎng)。

　　網(wǎng)捕卷掃

　　高濃度聚硅酸形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，卷掃懸浮顆粒，加速沉降。

　　四、應(yīng)用領(lǐng)域

　　飲用水處理

　　替代部分有機(jī)絮凝劑，降低消毒副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)。

　　典型案例：天津自來(lái)水公司1952年即開(kāi)始使用活化硅酸。

　　工業(yè)廢水處理

　　處理含油廢水、印染廢水、重金屬?gòu)U水等。

　　與鋁鹽、鐵鹽聯(lián)用時(shí)，絮凝效率提升30%~50%。

　　污泥脫水

　　改善污泥脫水性能，降低含水率至75%以下。

　　與陽(yáng)離子絮凝劑聯(lián)用效果更佳。

　　五、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　成本低廉

　　原料硅酸鈉價(jià)格僅為有機(jī)絮凝劑的1/10~1/5。

　　環(huán)境友好

　　無(wú)毒或低毒，生物降解性好，符合綠色水處理理念。

　　低溫活性

　　在0~5℃低溫下仍能保持絮凝效果，適用于北方冬季水處理。

　　六、現(xiàn)存問(wèn)題與改進(jìn)方向

　　儲(chǔ)存穩(wěn)定性

　　聚硅酸易凝膠化，儲(chǔ)存期通常不超過(guò)7天。

　　改進(jìn)方向：添加羥基乙叉二膦酸（HEDP）等穩(wěn)定劑，或采用低溫儲(chǔ)存技術(shù)。

　　抗干擾性

　　對(duì)高濃度Ca2?、Mg2?敏感，易形成硅酸鹽沉淀。

　　改進(jìn)方向：復(fù)合改性引入Al3?、Fe3?，增強(qiáng)抗干擾能力。

　　絮體強(qiáng)度

　　絮體較松散，易破碎。

　　改進(jìn)方向：添加聚丙烯酰胺（PAM）等有機(jī)高分子，提高絮體強(qiáng)度。

　　七、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

　　復(fù)合型絮凝劑

　　結(jié)合鋁、鐵鹽及有機(jī)高分子，開(kāi)發(fā)多功能復(fù)合絮凝劑。

　　綠色穩(wěn)定劑

　　采用環(huán)保型螯合劑替代傳統(tǒng)重金屬穩(wěn)定劑，提升產(chǎn)品安全性。

　　智能化應(yīng)用

　　結(jié)合在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)絮凝劑投加量的精準(zhǔn)控制。

　　八、技術(shù)參數(shù)參考

　　項(xiàng)目指標(biāo)

　　外觀無(wú)色至淡黃色透明液體

　　pH值6.0~8.0

　　SiO?含量2%~5%（w/v）

　　儲(chǔ)存穩(wěn)定性30天不凝膠（低溫條件下）

　　絮凝效率濁度去除率≥90%

　　適用pH范圍5~10

　　活性硅酸陰離子絮凝劑憑借其成本低、環(huán)境友好及低溫活性等優(yōu)勢(shì)，在水處理領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。未來(lái)通過(guò)復(fù)合改性及綠色穩(wěn)定劑的應(yīng)用，有望進(jìn)一步提升其性能，滿足更復(fù)雜的水質(zhì)處理需求。