氯離子是微生物生長的必需元素,其存在會明顯加速硫酸鹽還原菌(SRB)等腐蝕性菌群的繁殖。某煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)在Cl?>400mg/L時,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl?濃度可達(dá)本體水的20倍,造成碳鋼設(shè)備點蝕速率高達(dá)3mm/a。更嚴(yán)重的是,常規(guī)殺菌劑對生物膜內(nèi)菌群效果有限,必須配合物理清洗才能控制。
PVC材質(zhì)冷卻塔填料在Cl?>500mg/L的環(huán)境中,分子鏈中的C-Cl鍵會逐漸斷裂,5年后抗拉強度下降40%。某電廠曾發(fā)生填料大面積坍塌事故,直接損失¥300萬。雖然玻璃鋼填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安裝維護(hù)要求更高。 零排放系統(tǒng)中氯離子易超飽和。內(nèi)蒙古吸收塔除氯除硬
工業(yè)除氯是指通過物理、化學(xué)或生物方法去除水、氣體或固體物料中氯元素或其化合物的過程。氯在工業(yè)廢水中常以氯離子(Cl?)、次氯酸鹽(ClO?)或有機氯化物形式存在,可能腐蝕設(shè)備或污染環(huán)境。常見技術(shù)包括化學(xué)沉淀、離子交換、膜分離和吸附法。例如,電鍍廢水中的氯離子可通過銀鹽沉淀生成AgCl去除,但成本較高。近年來,新型復(fù)合材料如負(fù)載型納米零價鐵(nZVI)因高效還原性成為研究熱點。
氯污染主要來自化工、制藥、造紙和冶金行業(yè)。農(nóng)藥生產(chǎn)中含氯有機物(如DDT)、聚氯乙烯(PVC)加工釋放的氯乙烯單體(VCM)以及海水淡化濃鹽水均含高濃度氯。例如,氯堿工業(yè)每生產(chǎn)1噸燒堿約排放2.5kg氯氣。這些污染物需通過尾氣洗滌(如堿液吸收Cl?生成NaClO)或深度氧化(如UV/ClO?工藝)處理,以符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)的氯離子限值(500mg/L)。 上海工業(yè)除氯需求電解法陽極損耗快,需定期更換。
反滲透(RO)膜對Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質(zhì)影響。聚酰胺復(fù)合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下對500mg/L NaCl溶液的脫鹽率為98.5%,但Cl?實際透過量仍達(dá)7.5mg/L。海水淡化中,Cl?濃度超過1000mg/L時膜通量衰減速率增加3倍,需每3個月酸洗(0.1%檸檬酸)。某沿海鋼廠采用"超濾-RO"雙級系統(tǒng),投資成本¥5.8萬/m3·d,能耗4.2kWh/m3。新興的帶正電納濾膜(如NF90)通過靜電排斥可優(yōu)先截留Cl?,對Mg2?/Ca2?透過率>90%,特別適用于高硬度廢水。
如果含氯廢水在未經(jīng)處理的情況下直接排入自然的水源之中,將會帶來極大的危害。氯離子會嚴(yán)重惡化水質(zhì),對漁業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴(yán)重影響,導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收。同時,氯離子還具有很強的腐蝕性,會對鋼鐵等金屬管道造成腐蝕,使管道的耐久性降低,明顯縮短其使用壽命。例如,一些工業(yè)區(qū)域的排水管道,由于長期接觸含氯廢水,管壁逐漸變薄,甚至出現(xiàn)漏洞,后期的維修成本極其高昂。所以,含氯廢水必須經(jīng)過嚴(yán)格處理,達(dá)標(biāo)后才能排放。
鈦合金耐氯腐蝕,但成本昂貴。
物理加速法能夠快速實現(xiàn)除氯,堪稱除氯領(lǐng)域的 “黑科技”。其中,氣泵曝氣法是利用氣泵連接氣盤放入水中,持續(xù)向水中打氣。在夏季,打氣 4 - 5 小時,水中的氯氣就能大幅減少;冬季則需要 8 - 10 小時。這是因為氣泵工作時,不斷地向水中注入空氣,極大地增加了水與空氣的接觸面積和頻率,從而加速了氯氣的揮發(fā)。循環(huán)過濾法同樣高效,用水泵讓水不斷循環(huán)通過裝有活性炭的過濾盒,活性炭憑借其多孔結(jié)構(gòu),不僅能夠吸附氯氣,還能過濾掉水中的雜質(zhì)。相較于自然揮發(fā)法,這種方法的效率能提升 3 - 5 倍,特別適用于養(yǎng)魚的場景。海水淡化副產(chǎn)濃鹽水氯濃度超高。北京工業(yè)除氯除硬系統(tǒng)
高氯廢水處理成本增加30%以上。內(nèi)蒙古吸收塔除氯除硬
氯堿電解槽產(chǎn)生的尾氣含Cl? 3-8%,傳統(tǒng)采用兩級堿洗(NaOH 15%):首級吸收率>99%,生成NaClO(pH>12),次級補充Na?SO?還原殘余Cl?。某企業(yè)改造為"堿洗-催化氧化"工藝,在CuO/γ-Al?O?催化劑(200℃)下將Cl?轉(zhuǎn)化為HCl回收,氯排放從50mg/m3降至1mg/m3以下。關(guān)鍵控制點是避免尾氣中H?濃度達(dá)易爆極限(4-75%),需安裝在線紅外分析儀。新型離子液體吸收劑(如[BMIM]PF?)對Cl?的亨利系數(shù)低至0.12kPa·m3/mol,吸收容量達(dá)傳統(tǒng)堿液的3倍。內(nèi)蒙古吸收塔除氯除硬