如何区分全硅、活性硅和非活性硅?
无机硅是水中最复杂的无机物之一,以胶体硅与溶解硅(又称活性硅)等形态存在,且各种形态的硅在不同pH值条件下可相互转化。? 全硅是指水中以各种形式存在的硅酸化合物的总和,即胶体硅与溶解硅之和。在水中以离子形态或单分子态存在的硅酸化合物称为溶解硅,在水中以多分子聚集态存在的硅酸化合物因具有胶体的某些性质而被称为胶体硅。
活性硅(或称反应性硅)是二氧化硅溶解于水所形成的硅酸,因此也称溶解硅。硅酸化合物的测定是用钼酸作反应剂,使生成钼黄或钼蓝比色而测得。通过强碱性阴离子交换树脂可将其除去。非活性硅(或称非反应性硅)是与钼酸盐试剂不起反应的那部分二氧化硅,用常规检测法是测不出来的,它是由全硅(用重量法或氢氟酸转化后测得)减去反应性硅求得的,用离子交换或其他净化方法都只能除去一部分。
在工业应用中,通常把非反应性硅称胶体硅,但严格地说,这两者是有一定区别的。胶体硅经常产生于可溶性二氧化硅含量较高及pH较低的水中。非反应性硅仅指与试剂不起反应的不溶解的二氧化硅。天然水中泥沙、黏土、悬浮的有机物、铁铝氧化物和碳酸钙等胶体颗粒的表面,都会吸附硅酸。这些硅酸,有的与钼酸不产生反应,有的则反应缓慢。各种水源中事实上并不含有真正的胶体硅,它们所含的不溶解硅为非反应性硅。
非活性硅在常规检测中虽然常被忽略,但它在进入高压动力系统后,会分解成有害的反应性形态,所以也不能忽视。硅酸化合物在水中的形态与其自身含量、pH值、温度以及其他离子的含量有关。硅酸含量过高时,其将以胶态形式析出;水体pH值越高,硅酸的溶解度越高。高pH值条件下,如水中Ca2+或Mg2+含量很低(软水),则硅酸呈真溶液状态即以HSiO3-形式存在;如水中Ca2+或Mg2+含量较高(硬水),则容易形成胶溶状态的钙镁硅酸盐。
水中硅如何去除?
水中硅以两种形态存在,活性硅(单体硅)和胶体硅(多元硅):
- 胶体硅没有离子的特征,但尺度相对较大,胶体硅能被精细的物理过滤过程所截留,如反渗透,也可以通过凝聚技术降低水中的含量,如混凝澄清池,但是那些需要依靠离子电荷特征的分离技术,如离子交换树脂和连续电去离子过程(EDI),对脱除胶体硅效果十分有限。
- 活性硅的尺寸比胶体硅小得多,这样大多数的物理过滤技术如混凝澄清、过滤和气浮等均无法脱除活性硅,能够有效脱除活性硅的过程是反渗透、离子交换和连续电去离子过程。