一、硅酸鹽結垢概述
硅酸化合物也是天然水中的一種主要雜質，往往是由于水和含有硅酸鹽和鋁硅酸鹽的巖石相接觸后溶解在水中，一般地下水的硅酸化合物含量比地面水含量多，常規的水源中SiO2的含量<50mg/L。
在工業廢水回用項目中（特別是煤化工廢水回用系統）由于廢水中的SiO2含量一般較高，造成反滲透系統易發生硅酸鹽結垢，從而嚴重影響了反滲透系統的使用壽命及系統的穩定運行。
在國內目前熱門的零排放領域，由于SiO2的難以去除性，硅酸鹽結垢是目前最難解決的難題之一。
二、硅酸鹽結垢機理
RO系統中對于SiO2的含量較為敏感，原因是由于SiO2在飽和的狀態下能聚合為非常難溶解的膠體硅沉積于膜表面且難以清洗。SiO2在RO濃水段的濃度允許值取決于SiO2的溶度積，同時受水溫和pH影響很大。SiO2的溶解度與水溫成正比，如25℃時溶解度為100mg/L，40℃時為160mg/L。
SiO2的溶解度與pH的關系：
pH=7～8時SiO2呈溶解態硅酸，水中同時有H2SiO3和HSiO3-；當pH較低時，它呈游離酸的溶液，或鈣鎂硅酸鹽膠溶狀態存在；當pH較高時，如水中有鈣鎂離子則呈鈣鎂硅酸鹽的膠溶狀態。
三、硅酸鹽結垢特征及危害性
碳酸鈣的莫氏硬度（金剛石為10）為3，氟化鈣的莫氏硬度為4，硅酸鹽的莫氏硬度與含水量有關，為4.5～7.5，硅酸鹽水垢是眾多類型水垢中最為堅硬的。
反滲透系統一旦發生硅酸鹽結垢，會出現脫鹽率快速下降，產水量快速下降，化學清洗后系統脫鹽率大幅下降。
嚴重結垢時會出現壓差快速上升，甚至發生濃水格網沖出現象。嚴重結垢的膜片在顯微鏡下觀察，發現膜表面出現細小劃痕參見圖1，膜片出現不可逆的物理劃傷。硅酸鹽結垢的電鏡照片參見圖2。

圖1：電子顯微鏡下膜片圖像

圖2：電子顯微鏡下污染物圖像

四、進水中SiO2及其他離子濃度要求
反滲透進水中SiO2濃度根據濃水側最大溶解度和濃縮倍數決定，一般為20ppm。前提條件：水中含氧量（DO）<0.5mg/L、pH<6時，鐵離子、鋁離子<0.05mg/L，因為鐵、鋁離子含量對硅酸鹽結垢影響較大。
五、鐵、鋁等對硅酸鹽結垢的影響
硅結垢的發生大多數為水中存在鋁或鐵。鐵和鋁會與硅發生反應，形成難溶金屬硅酸鹽（硅酸鋁和硅酸鐵），而且所形成的金屬硅酸鹽會改變SiO2溶解度，從而進一步快速污堵膜元件。
即使水中的硅濃度較低（10ppm），50ppb濃度的鋁，也會引起系統性能的下降。如果存在硅的話，應保證水中沒有鋁或鐵，并且推薦使用1μm的保安濾器濾芯，同時采取預防性的酸性清洗措施。
六、硅酸鹽結垢的清洗
常規的化學清洗對硅酸鹽垢基本無效，而氫氟酸可以有效地清洗硅酸鹽結垢，即使在低溫、低濃度下，氫氟酸對硅酸鹽垢也有較好的溶解力。
可采用0.1%的HF+0.4%HCI混合進行化學清洗，或采用0.1%NaF+0.4%HCI。
注意：
（1）清洗液濃度須根據實際污堵情況進行調整，建議進行試驗性清洗后確定適宜清洗濃度；
（2）氫氟酸具有極強的腐蝕性，吸入蒸汽或接觸皮膚會造成難以治愈的灼傷。可經皮膚吸收而引起嚴重中毒，因此化學清洗時必須做好防護措施且須專業人員進行操作。
七、硅酸鹽結垢的預防
（1）控制進水SiO2濃度及控制反滲透系統的回收率，使濃水中的SiO2濃度降低，避免超過溶度積，是防止SiO2結垢的主要方法；
（2）采用增加或加強預處理工藝，如用石灰軟化，可降低給水中50%的SiO2，或是進行石灰－純堿軟化預處理時添加氧化鎂或鋁酸鈉以減少進水中的SiO2濃度；
（3）適當提高水溫（不得超過40℃），有助于提高SiO2的溶解度，減緩硅酸鹽結垢；
（4）適當提高進水的pH有助于提高SiO2的溶解度，減緩硅酸鹽結垢；
（5）預處理投加對硅結垢有針對性的阻垢分散劑，不同阻垢分散劑的濃水側允許最大SiO2濃度不同；
（6）可使用強堿性陰離子交換樹脂吸附或采用切割分子量小于10000的超濾膜去除膠體硅。