[发明专利]一种除硅药剂、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种除硅药剂、制备方法及其应用，属于含硅污水处理技术领域。该除硅药剂包括以下按重量份计的成分：聚合氯化铝73‑77份，偏铝酸钠10‑14份，聚合硫酸铝4‑8份，聚合硫酸铁3‑7份，活性氧化铝1‑3份。采用本发明除硅药剂对含硅污水进行处理后，污水中溶解性硅降低至一定程度，不影响污水回收利用，达到近零排放，具有除硅、混凝、除浊等多重功效。本发明除硅药剂纯度高、杂质少、用量少、污泥量低，除硅效率高，不受污水水质变化的影响，具有很高的运行稳定性，运行成本低，操作安全方便。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种除硅药剂、制备方法及其应用。

背景技术

在化工领域中，污水回收再利用已成为现在工业用水的趋势，能够改善进水水质的预处理，将水中的悬浮物、胶体物和各离子等去除或降低，达到用水要求的工艺。其中煤化工领域本身给污水中带来高含量的溶解性硅，对后期的反渗透系统带来严重的负担，溶解性二氧化硅会对膜造成严重的污堵，为后期膜的清洗带来了很大的难度。在石油开采领域，污水回用锅炉过程中，稠油污水中的SiO₂易在热负荷度高的地方或水循环不良的炉管内形成致密坚硬的硅酸盐垢，严重影响设备的传热效率以及安全运行。为了提高水资源的利用率，需要对工业污水中的硅进行处理，使污水中溶解性硅降低至一定程度。

污水除硅处理方法主要有：化学混凝除硅法、离子交换除硅法、电凝聚除硅法、膜处理除硅等。其中，离子交换除硅技术虽具有水质高、生产成本较低、技术成熟等优点，但再生过程会产生大量废酸废碱造成环境污染，且处理中对胶体硅效果不明显，对预处理要求高，因此针对中高硅含量的污水处理的应用还仍在探讨。电凝聚除硅技术处理效果好，综合作用强，在与太阳能转化等技术结合后也能有效降低成本，是很有前景的新兴水处理技术，但在当前还需解决技术不成熟和设备高的问题。膜处理除硅技术对于胶体硅有较好的截留作用，而对溶解硅几乎无脱除效果。

目前，混凝除硅法在污水回用中已经得到了广泛的应用，即利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚作用来达到脱硅目的的一种物理化学方法，简单易行，设备要求低。但不能达到深度脱硅，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。通常按除硅剂不同分为镁剂脱硅、铝盐脱硅、铁盐脱硅和石灰脱硅。其中镁剂脱硅和石灰脱硅的主要原理是通过提高水的pH值(一般为10.1～10.3)使非活性硅转化成活性硅，然后通过药剂反应生成硅酸盐固体，以沉淀的形式分离出来。而铝盐脱硅和铁盐脱硅不调节水的pH值，水中的活性硅通过与铝盐、铁盐反应生成硅酸盐固体以沉淀形式分离，而非活性硅通过铝盐和铁盐的网捕效应以混凝沉淀形式分离。

例如，申请号为201710789031.3的中国发明专利公开了除硅药剂和稠油污水的处理工艺，其中，除硅药剂包括：镁盐，质量百分含量为10％～15％；偏铝酸盐，质量百分含量为2％～5％；无机碱，质量百分含量为5％～10％。该方法原料包含传统镁剂、钙质等硬质成分，严重影响水质硬度指标，尤其在污水回用锅炉过程中，在热负荷度高的地方或水循环不良的炉管内形成致密坚硬的钙质垢，严重影响设备的传热效率以及安全运行，严重时可能出现爆管等安全隐患。

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。

但是，现有技术的混凝剂的药剂复配使用，仍不能达到深度除硅的效果，很难将污水中硅化合物的含量降至50mg/L以下。因此，为了提高工业污水中硅去除率、简化处理工艺、提高处理效率，高效除硅药剂的开发应用势在必行。

发明内容

为此，本发明提供一种除硅药剂、其制备方法及其应用，用以克服现有技术中除硅效率低、影响水质硬度指标等问题。