通過排放高氯循環(huán)水并補充新水的置換法,在水資源緊張地區(qū)經(jīng)濟性差。以10000m3/h系統(tǒng)為例,每降低100mg/L Cl?需排放20%水量,年耗水量增加50萬噸。該方法還存在以下問題:1)無法應(yīng)對突發(fā)性氯污染(如工藝介質(zhì)泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需額外處理;3)頻繁補水導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)波動,影響水處理藥劑效果。某電廠實踐表明,采用該法后年運行成本增加120萬元。
采用強堿陰樹脂處理循環(huán)水時面臨多重挑戰(zhàn):1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會導(dǎo)致樹脂鈣污染,交換容量半年內(nèi)下降40%;2)再生產(chǎn)生的含鹽廢水(NaCl 8-10%)需專門處理;3)樹脂氧化破裂后釋放季銨基團可能形成致病物NDMA。某化工廠運行數(shù)據(jù)顯示,處理Cl?=300mg/L的循環(huán)水時,噸水處理成本達¥18-22,是其他方法的3-5倍。 氯離子使循環(huán)水濃縮倍數(shù)受限。江西源力循壞水除氯需求
對于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會導(dǎo)致汽輪機葉片腐蝕。某電廠因除氧器效率下降使Cl?帶入蒸汽系統(tǒng),高壓缸葉片出現(xiàn)氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋,大修費用達¥2000萬。必須將蒸汽Cl?控制在0.01mg/L以下,這對循環(huán)水Cl?提出了更嚴格的要求。
氯離子會與聚羧酸類阻垢劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使其分散能力下降40%。某鋼廠循環(huán)水在Cl?>600mg/L時,必須將阻垢劑投加量從5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150萬),且仍無法完全避免CaSO?沉積。 陜西數(shù)據(jù)中心除氯設(shè)施氯離子促進不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂。
煮沸法是一種傳統(tǒng)但十分高效的除氯方法。當對自來水進行加熱時,水中的氯氣會受熱分解并逐漸揮發(fā)出去。不過,需要注意的是,完全煮沸后的水,其溶氧會有所降低,所以對于養(yǎng)魚等對溶氧要求較高的場景,在使用煮沸除氯后的水時需格外謹慎。在日常生活中,將水煮沸不僅能夠除去余氯,還能殺滅水中的大部分細菌,從而明顯提升飲用水的安全性。比如,我們在家中燒開水時,隨著水溫不斷升高,會看到水面出現(xiàn)一些小氣泡,這其實就是氯氣揮發(fā)的現(xiàn)象。
氯離子的物化特性決定去除難度氯離子(Cl?)具有半徑?。?.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且難以通過常規(guī)沉淀分離。與其他陰離子(如SO?2?)相比,Cl?的電荷密度更低,與大多數(shù)金屬離子形成的鹽類(除AgCl、Hg?Cl?外)溶解度極高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性導(dǎo)致Cl?需依賴高能耗或高成本工藝去除,例如處理Cl?=1000mg/L的廢水至<50mg/L,反滲透需壓力>2.5MPa,而化學(xué)沉淀法需過量AgNO?(摩爾比1.5:1)。氯離子穿透不銹鋼鈍化膜,引發(fā)點蝕。
化學(xué)沉淀法處理循環(huán)水時產(chǎn)生大量含氯污泥。以Ca(OH)?為例,處理Cl?=500mg/L的循環(huán)水時,每噸水產(chǎn)生3.5kg含水率80%的CaCl?污泥。這些污泥因含有重金屬雜質(zhì)被歸類為危廢,專業(yè)處置費用高達¥5000/噸。某電廠采用板框壓濾機脫水,但濾布因CaCl?吸濕性導(dǎo)致堵塞,每月需更換(成本¥2萬/次)。
活性炭對循環(huán)水中Cl?的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企業(yè)采用活性炭濾塔處理旁流循環(huán)水(Cl?=200mg/L),運行7天后穿透,年消耗炭量達50噸(成本¥150萬),但出水Cl?降至150mg/L。主要問題包括:1)pH>8時吸附量下降60%;2)有機物競爭吸附;3)熱再生導(dǎo)致炭損耗20%。
電吸附除氯能耗低,適合小規(guī)模。貴州數(shù)據(jù)中心除氯設(shè)備
氯離子使橡膠密封件壽命縮短50%。江西源力循壞水除氯需求
"電解-吸附"耦合工藝:電解將Cl?轉(zhuǎn)化為Cl?(去除率80%)活性炭吸附殘余Cl?并催化分解炭床定期熱再生(600℃)該組合使某石化廢水Cl?從5000mg/L降至100mg/L,運行成本較純電解法降40%。
五大現(xiàn)實挑戰(zhàn):高能耗:處理Cl?=2000mg/L時噸水電費¥12-18電極損耗:DSA陽極年腐蝕率3-5μm安全風(fēng)險:Cl?泄漏報警閾值0.5ppm結(jié)垢問題:Ca2?>200mg/L時極板結(jié)垢加速濃水處置:濃縮液Cl?>50g/L需蒸發(fā)結(jié)晶某電廠因未控制Ca2?(350mg/L),電解槽每月需酸洗,年維護費增加¥60萬。 江西源力循壞水除氯需求