一句話結論: 矽(以 SiO₂ 計)是 RO 膜與鍋爐最難處理的結垢來源,標準測法是鉬矽酸鹽比色法:水中活性矽在酸性下與鉬酸銨反應生成黃色矽鉬酸錯合物,測吸光度;濃度很低時再用還原劑把它變成更深的**「鉬藍」(約 815 nm),靈敏度更高。要注意磷酸鹽會干擾**(也跟鉬酸生成顏色),須加草酸/酒石酸破壞磷鉬酸後再讀。
矽結的垢又硬又難洗,所以高壓鍋爐和高回收率 RO 都把矽盯得很緊。
原理:矽 + 鉬酸 → 顯色
- 生成黃色錯合物:活性矽(可溶性矽酸)在酸性與鉬酸銨反應,生成黃色的矽鉬酸。
- 低濃度轉鉬藍:濃度低時黃色太淺,加還原劑(如胺基萘酚磺酸)把矽鉬酸還原成藍色「鉬藍」,在約 815 nm 比色,可測到很低的 ppb 級,適合純水。
各比色/滴定法定位見:水質檢測項目一次看懂。
磷酸鹽干擾要破壞
磷酸鹽也會跟鉬酸生成黃色的磷鉬酸,造成矽假性偏高。對策:顯色後加草酸(或酒石酸),選擇性破壞磷鉬酸而不影響矽鉬酸,再比色,結果才準。
活性矽 vs 膠體矽 vs 總矽
| 型態 | 說明 | 本法是否測到 |
|---|---|---|
| 活性(反應性)矽 | 可溶矽酸,能直接與鉬酸反應 | ✅ 直接測 |
| 膠體矽 | 聚合的矽微粒,不直接反應 | ❌ 需先消化/解聚 |
| 總矽 | 活性 + 膠體 | 需前處理後再測 |
一般「矽比色法」測的是活性矽;若懷疑有膠體矽(RO 濃水、地下水),要另做總矽分析。
為什麼純水/鍋爐特別在意矽?
- RO 結垢:矽在濃水端易達飽和而結垢,限制回收率;高回收設計必須算矽。延伸:RO 前處理與 SDI、RO 膜污堵類型。
- 超純水規格:半導體用水對矽要求到 ppb 級。
- 鍋爐 / 汽輪機:矽會隨蒸汽帶到葉片結垢,高壓鍋爐嚴管矽。
- 矽難用 RO 完全擋,常配脫鹽/離子交換處理,選型見:電透析 ED 與 EDR。
常見問題 FAQ
Q1. 水中的矽怎麼測? 標準法是鉬矽酸鹽比色:活性矽在酸性與鉬酸銨生成黃色矽鉬酸測吸光度;低濃度再還原成鉬藍於約 815 nm 比色以提高靈敏度。
Q2. 為什麼測矽要處理磷酸鹽干擾? 磷酸鹽也會跟鉬酸生成黃色磷鉬酸造成矽偏高,須加草酸或酒石酸破壞磷鉬酸後再讀。
Q3. 活性矽和膠體矽差在哪? 活性矽是可直接與鉬酸反應的可溶矽酸;膠體矽是聚合微粒不直接反應,要先解聚消化才測得到,兩者合計為總矽。
Q4. 為什麼 RO 和鍋爐要嚴格控矽? 矽結垢又硬又難清,RO 濃水端易飽和結垢限制回收率,鍋爐則會隨蒸汽帶到葉片結垢,所以都嚴管。
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