用硫酸铝作活化剂制备活化硅酸的实验初探

代如亭， 孙 沛， 丁广宁

(天津塘沽中法供水有限公司，天津300000)

在水处理过程中应用活化硅酸能加速混凝过程，改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮凝体结大密实。活化硅酸对低温低浊水具有独特的处理效果，在无机盐混凝剂形成细小矾花的基础上可进一步吸附架桥，增大絮凝体尺寸，还可在滤前投加以强化过滤，防止杂质穿透滤池，起到助滤的作用。

在实际运用中，活化硅酸在各个水厂的使用效果差距较大。这是因为活化过程中其聚合度、活化时间较难控制，且易出现凝胶而失去活性，需现场配制，再加之原材料硫酸使用的安全性等问题，许多水厂放弃使用。笔者研究了以硫酸铝作为活化剂，与工业硅酸(俗称泡花碱、水玻璃，Na2O·MSiO2·xH2O)反应，开展实验，寻求活化硅酸制备和保存的合适参数，为后期活化硅酸的应用提供参考。

1 活化硅酸的制备机理

1936年Baylis[1]首先提出活化硅酸是硅酸钠加酸活化而成的硅溶胶型水处理絮凝剂，并开始在国外水处理等领域应用。1967年Stumm[2]提出它实质上是一种聚合硅酸，在水玻璃溶液中加酸，不断游离出中性硅酸单体并产生缩聚，经羟基和氧基桥联形成阴离子型的无机高分子，它是聚合反应过程中的中间产物，若聚合不足助凝效果差，聚合过度则生长凝胶而失效。其中硅酸的缩聚按下式进行：

在强酸和强碱条件下，活化硅酸不产生聚合作用，溶液不成冻，不具有净水效果；在中性和偏碱性范围内，活化硅酸产生聚合，最终溶液能胶凝成冻。……