崔红艳，李佳欣，吕 纬，杜 聪，韩 珏，白淑琴,2

(1.内蒙古大学生态与环境学院，呼和浩特 010021；2.长江师范学院绿色智慧环境学院，重庆 408100)

0 引 言

在水利用系统的设备内，结垢现象普遍存在。众多种类的水垢中，属硅垢(硅酸水垢)质地坚硬，不溶于普通酸碱，较难处理[1-2]。硅垢主要包括二氧化硅垢和硅酸盐垢，pH值、温度和矿化度的改变，都能导致无定形的硅酸分子脱水缩合成坚硬的二氧化硅晶体产生硅垢[3-5]。同时，溶解性的硅酸负离子与溶液中金属离子结合生成硅酸盐垢，沉积在管道和设备内壁，影响管道热交换效率，导致设备不能正常运行，造成巨大的经济损失[6-8]。

高浓度硅酸水溶液中，硅酸主要以可溶性硅酸、聚硅酸、硅胶体(直径大于5 nm的聚硅酸)和二氧化硅(直径大于0.45 μm)等形式存在[9]，当单硅酸浓度达到过饱和状态，几个硅酸分子会通过缩合脱水形成小于5 nm的高分子，即聚硅酸，聚硅酸继续聚合，粒径大于5 nm时变成硅胶体，再大到 0.45 μm变为二氧化硅垢[10-11]，水溶液中的聚硅酸之间也会聚合，这就大大加快了形成硅垢的速度。常见的防治硅垢的方法中，超滤法膜孔径小于100 nm，主要截留胶体硅，对溶解硅几乎无脱除效果[12-13]；阴离子交换树脂去除水中的硅酸，优点是可以将硅酸含量降低到0.1 mg·L-1[14]，但由于硅酸根的交换能力较弱，所以极易受水中其他阴离子的影响，同时，阴离子交换树脂只能去除溶液中的硅酸根离子，其他分子态的硅酸无法去除。聚硅酸是存在于单硅酸和硅胶体之间的一种形式，极不易去除，却很容易聚合形成硅垢。……