活化硅酸是一种无机高分子助凝剂,其制造工艺简单,价格低廉而被广泛应用[1][5],但是活化硅酸的分子量与稳定性仍需进一步研究提高。本实验通过控制硅酸不同的活化条件,研究不同初始p H、Si O2质量浓度及温度对活化硅酸性能的影响,对比分析得到活化硅酸的最佳制备条件及研究最佳条件制备的活化硅酸的助凝效果。主要研究内容与研究结果如下:(1)活化硅酸的最佳制备条件为:活化初始p H=10,Si O2质量浓度为1%,活化温度为40℃。采用红外光谱分析证明最佳条件制备的活化硅酸具有新的化学键生成:H-Si O2Si与Si-OH,且活化硅酸在活化过程中适当加温有助于降低活化硅酸形成凝胶的速度,延长活化硅酸的保存时间,且其在一定p H水中分散物的颗粒粒径达到最大。(2)使用硫酸铝作为混凝剂,以硅铝摩尔比为2、活化初始p H为10、40℃活化硅酸与常温活化硅酸为助凝剂,考查活化硅酸在混凝除浊及除有机物时的助凝特性。结果表明,其中,在硫酸铝的投加量为40 mg/L,Si与Al的摩尔比为2时,出水浊度达到最低为0.91 NTU,浊度去除率为98.48%,除浊效果最好,助凝效果比只加硫酸铝或者加入常温活化硅酸助凝效果均好。在混凝去除水中腐殖酸时,以出水的UV254和出水DOC作为指标考查其助凝效果,并与只加入硫酸铝或者加入常温活化硅酸的助凝效果作对比。实验表明,当p H值为6、Si与Al的摩尔比为2,Al2(SO4)3投加量为60 mg/L,投加最佳条件制备的活化硅酸时,此时出水UV254的去除效果最好,UV254的去除率达到95.61%,出水DOC的去除率达到83.06%。综上所述,通过对不同条件下制备的活化硅酸的助凝效果研究结果表明,最佳条件制备的活化硅酸的助凝效果比常温活化硅酸的助凝效果好。(3)使用最佳条件制备的活化硅酸与常温活化硅酸为助凝剂及单独使用硫酸铝对温度为12℃,浊度为20±0.5NTU的低温低浊水的处理。结果表明,采用硫酸铝的投加量为30 mg/L,硅铝摩尔比为2,最佳条件制备的活化硅酸为助凝剂时,出水的剩余浊度为1.38NTU,去除率为93.1%,通过显微镜对絮凝体形成过程中的观察,此时生成的絮凝体的结构比较密实。