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。 高氯環(huán)境使換熱器結垢速率翻倍。北京吸收塔除氯
可以選用汽水瓶自制簡易的活性炭過濾器,在汽水瓶底部打上十余個小孔,在瓶內(nèi)放滿活性炭,瓶口用軟管相套,讓自來水經(jīng)過裝滿活性炭的過濾瓶滴下?;钚蕴磕軌蛭剿械穆葰夂碗s質(zhì),經(jīng)過這樣過濾后的水,氯含量會大幅降低,可以用于多種生活場景,如澆花、養(yǎng)魚等。
鉍系物質(zhì)可以用于含氯溶液的除氯,像 bi2o3、bi (no3) 3 等。其原理是鉍離子與氯離子結合,形成難溶的氯氧化鉍物質(zhì)。在處理含氯溶液時,將鉍系物質(zhì)與含氯溶液混合,控制合適的條件,比如溶液的 pH 值保持在 0.1 - 7,溫度控制在 10 - 50℃,攪拌 5 - 480min,除氯效率可以達到 90% 以上,而且得到的除氯產(chǎn)物還可以作為功能材料使用,或者進行脫氯再循環(huán)。 內(nèi)蒙古循壞水除氯除硬系統(tǒng)在線監(jiān)測氯濃度誤差需控制在±10%。
對于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會導致汽輪機葉片腐蝕。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)生絡合反應,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。
黃銅(如HAl77-2)在含氯環(huán)境中會發(fā)生選擇性腐蝕,鋅元素優(yōu)先溶出,導致材料強度喪失。某電廠凝汽器銅管在Cl?=400mg/L條件下,3年內(nèi)壁厚減薄達40%,被迫提前更換。這種腐蝕還會造成管壁粗糙度增加,使換熱效率下降25%以上,直接影響機組經(jīng)濟運行。
循環(huán)水常用的有機膦酸類緩蝕劑(如HEDP)會與Cl?競爭金屬表面吸附位點。實驗表明,當Cl?濃度從100mg/L升至500mg/L時,HEDP的緩蝕效率從92%降至58%。某化工廠不得不將藥劑投加量提高2倍(年成本增加¥180萬)才能維持防護效果,且高濃度藥劑又帶來環(huán)保風險。 高氯環(huán)境必須選用特種合金材料。
SWRO工藝產(chǎn)生的濃鹽水Cl?濃度達35g/L,直接排放會危害海洋生態(tài)。某項目采用"電滲析-分質(zhì)結晶"技術:先用選擇性陰膜(如ACS)分離Cl?/SO?2?,Cl?濃縮至80g/L后進入電解槽生產(chǎn)NaOH和Cl?;剩余Na?SO?溶液蒸發(fā)結晶純度達99.9%。系統(tǒng)能耗14kWh/m3,但副產(chǎn)品年收益¥600萬(規(guī)模10萬m3/d)??刮廴灸ば杳吭掠?.5%EDTA-Na?清洗,電流效率隨運行時間從85%降至65%。
鋅冶煉過程中Cl?(來自鋅精礦)在高溫下生成ZnCl?(沸點732℃),腐蝕換熱器管壁。某冶煉廠在煙氣洗滌塔前增設Na?CO?噴霧系統(tǒng)(150℃),使Cl?以NaCl形式固定,腐蝕速率從1.2mm/a降至0.05mm/a。關鍵參數(shù)為氣液比3000:1、Na?CO?過量系數(shù)1.5,投資回報期8個月。同步監(jiān)測Cl?需采用高溫離子色譜(檢測限0.1ppm),傳統(tǒng)冷阱法誤差達±15%。 氯離子與阻垢劑競爭,降低效率。遼寧除氯
除氯工藝需配合水質(zhì)調(diào)節(jié)使用。北京吸收塔除氯
化學沉淀法通過投加Ag?、Hg2?或Cu?等金屬離子與Cl?形成難溶鹽。例如,AgNO? + Cl? → AgCl↓ + NO??,Ksp(AgCl)=1.8×10?1?,理論去除率可達99%。但銀鹽成本高昂,實際中多采用鈣鹽(如Ca(OH)?)分步沉淀:先調(diào)pH>10.5使Mg2?生成Mg(OH)?,再通CO?降低pH至8.5沉淀CaCO?吸附Cl?。該法適用于氯離子濃度>1000mg/L的廢水,但污泥產(chǎn)量大。