刘 文，徐学文，纳 娟，潘远卓，满强强，布 尔

（1兖州煤业鄂尔多斯能化内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古鄂尔多斯 014300；2江海环保有限公司；江苏常州 212316）

1 背景介绍

我国的水资源与煤炭资源呈逆向分布，导致煤化工产业在发展过程中受到水资源短缺的严重制约。现阶段，绝大多数煤化工产业已经对工业用水实现零排放或近零排放。主流工艺路线是通过反渗透技术尽可能回用中水和废水，实现水资源的最大限度利用[1-2]。

硅是在地壳中第二丰富的元素。在煤气化过程中，煤炭中的硅会进入到灰水系统，随后到下游的废水系统中。溶解状态的硅一般以正硅酸（H4SiO4）的形态存在于水中。硅在近中性水中的溶解度为120～150 mg/L（以SiO2计）。反渗透膜对正硅酸有很高的截留率，在煤化工零排放或近零排放系统中，废水中的硅会在多级反渗透系统中不断浓缩。在高盐水反渗透系统，浓水中的二氧化硅浓度经常会远远超过它溶解度，经常会高达300 mg/L 以上，给反渗透系统带来很大的结垢和沉积的风险。

与常见的碳酸钙等无机垢，或是有机物微生物引起的有机垢相比，硅垢通常很难清洗。硅结垢严重的时候需要氢氟酸类的危险化学品，在严酷条件下清洗才能恢复膜通量。清洗后的反渗透膜脱盐率通常会有大幅度下降[3]。

硅在反渗透膜上面的结垢和沉积是一个非常复杂的过程[4-5]。一方面，正硅酸在高浓度的时候可以发生自聚合反应，生成硅酸的寡聚物，多聚物，胶体二氧化硅，乃至无定型二氧化硅沉淀。……