工業除氯是指通過物理、化學或生物方法去除水、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,可能腐蝕設備或污染環境。常見技術包括化學沉淀、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,新型復合材料如負載型納米零價鐵(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。農藥生產中含氯有機物(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,氯堿工業每生產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《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)的氯離子限值(500mg/L)。 化學清洗廢液含氯,處置成本高。青海海水淡化除氯設施
化學中和法在緊急情況下,猶如 “救命稻草” 一般關鍵。以維生素 C 為例,每 10 升水加入 3 - 4 片維生素 C,將其碾碎并充分溶解后,短短 5 分鐘內就能中和水中的余氯。這是因為維生素 C 具有還原性,能夠與具有氧化性的氯氣發生化學反應,將氯氣轉化為無害物質。硫代硫酸鈉(大蘇打)也具備類似功效,每 10 公斤水加入 1 克大蘇打,攪拌均勻后,水即可立即使用。不過,在使用化學中和法時,必須精確控制用量,一旦過量添加,可能會給水質帶來新的不良影響。天津吸收塔除氯設施氯腐蝕引發設備突發性泄漏風險。
活性炭過濾法憑借其長效穩定的特性,成為家庭日常用水除氯的理想之選。活性炭擁有極為豐富的多孔結構,這些密密麻麻的孔隙就如同一個個微小的 “陷阱”,能夠高效地吸附氯氣以及水中的其他雜質。我們可以將活性炭裝入特制的過濾裝置,比如用絲襪包裹燒烤炭(以黃豆粒大小為宜)自制一個簡易過濾器,讓自來水從中流過,如此一來,就能實現氯氣去除 99% 以上,重金屬去除 90% 的明顯效果。而且,只要定期更換活性炭,就能持續有效地保障用水安全。
通過蒸發和蒸餾的方法也可以從水或廢水中對氯離子進行去除。在蒸發過程中,水會變成蒸汽上升,而氯化物等污染物則會留在剩余的液體中;蒸餾機械通過精確地控制溫度等條件,能夠幾乎完全去除水中的氯化物。從蒸發和蒸餾過程中,可以獲得高純度的餾出物,蒸發器的維護需求相對膜系統來說較少,處理結果也較為穩定。但是,工業蒸發器的成本較高,能源消耗也很大,不過新型的 MVR 蒸發器能夠使能耗減少 70%,在一定程度上緩解了能耗高的問題。氯離子濃度>300mg/L時碳鋼腐蝕加劇。
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。某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl?濃度可達本體水的20倍,造成碳鋼設備點蝕速率高達3mm/a。更嚴重的是,常規殺菌劑對生物膜內菌群效果有限,必須配合物理清洗才能控制。
PVC材質冷卻塔填料在Cl?>500mg/L的環境中,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,且安裝維護要求更高。 蒸發結晶除氯可實現零排放,但能耗大。江西工業除氯需求
電滲析適合中等鹽度水的氯去除。青海海水淡化除氯設施
物理加速法能快速除氯,可謂除氯 “黑科技”。氣泵曝氣法利用氣泵連接氣盤放入水中,持續打氣。在夏季,打氣 4 - 5 小時,水中氯氣就能大幅減少;冬季則需 8 - 10 小時。這是因為氣泵工作時,不斷向水中注入空氣,增加了水與空氣的接觸面積和頻率,加速了氯氣的揮發。循環過濾法同樣高效,用水泵讓水循環通過裝有活性炭的過濾盒,活性炭的多孔結構吸附氯氣的同時,還能過濾雜質,相比自然揮發法,效率能提升 3 - 5 倍,特別適合養魚的相關場景。青海海水淡化除氯設施