金屬設備的腐蝕加速氯離子(Cl?)是引發金屬腐蝕的主要促進因子之一。其離子半徑0.181nm,可穿透不銹鋼鈍化膜缺陷處,與基體金屬(如Fe2?)形成可溶性氯化物,導致:碳鋼:Cl?>300mg/L時點蝕速率超1mm/年(較純水環境快20倍)不銹鋼:304不銹鋼在Cl?>200mg/L+60℃時應力腐蝕開裂(SCC)風險激增銅合金:誘發脫鋅腐蝕,黃銅管3年壁厚損失可達40%某濱海電廠實測數據顯示,循環水Cl?從100mg/L升至500mg/L后,碳鋼換熱器更換頻率由5年/臺縮短至1.5年/臺,單臺設備更換成本超¥80萬。氯離子腐蝕金屬設備,需嚴格控制濃度。內蒙古循壞水除氯需求
提高循環水濃縮倍數是節水關鍵,但Cl?的積累會制約這一措施。某化工廠原設計濃縮倍數5倍,因Cl?超標(>800mg/L)被迫降至3倍,年補水量增加50萬噸(成本¥75萬)。必須在節水與防腐之間尋找平衡點。
中水回用、海水淡化等節水措施會引入大量Cl?。某濱海電廠采用海水淡化水作補充水,使循環水Cl?達650mg/L,所有碳鋼設備需更換為鈦合金,總投資增加¥1.2億。不解決除氯問題,非常規水源難以大規模應用。
系統停用時,局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發現,碳鋼管線低點處Cl?濃度達5000mg/L,造成深度點蝕(>3mm)。必須采用氮氣密封+干燥劑保護,單次停機成本增加¥20萬。 吸收塔除氯需求氯離子超標會導致藥劑投加翻倍。
如果含氯廢水在未經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。氯離子會嚴重惡化水質,對漁業生產和水產養殖造成嚴重影響,導致減產甚至絕收。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,一些工業區域的排水管道,由于長期接觸含氯廢水,管壁逐漸變薄,甚至出現漏洞,后期的維修成本極其高昂。所以,含氯廢水必須經過嚴格處理,達標后才能排放。
通過排放高氯循環水并補充新水的置換法,在水資源緊張地區經濟性差。以10000m3/h系統為例,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)無法應對突發性氯污染(如工藝介質泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需額外處理;3)頻繁補水導致系統水質波動,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水時面臨多重挑戰:1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會導致樹脂鈣污染,交換容量半年內下降40%;2)再生產生的含鹽廢水(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。某化工廠運行數據顯示,處理Cl?=300mg/L的循環水時,噸水處理成本達¥18-22,是其他方法的3-5倍。 電解法陽極損耗快,需定期更換。
Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環境垢下Cl?濃度可達本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發,年檢修費用增加¥500萬。
Cl?與Ca2?、Mg2?形成的沉積物具有特殊危害:導熱系數0.5W/(m·K),是不銹鋼的1/30多孔結構吸附腐蝕產物,形成惡性循環1mm厚氯鹽垢層使換熱效率降低25%某熱電廠的蒸汽冷凝器因Cl?沉積,年多耗標煤8000噸,直接經濟損失¥640萬。 氯離子使循環水濃縮倍數受限。新疆除氯設備
高氯廢水處理成本增加30%以上。內蒙古循壞水除氯需求
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,在瓶內放滿活性炭,瓶口用軟管相套,讓自來水經過裝滿活性炭的過濾瓶滴下。活性炭能夠吸附水中的氯氣和雜質,經過這樣過濾后的水,氯含量會大幅降低,可以用于多種生活場景,如澆花、養魚等。
鉍系物質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。在處理含氯溶液時,將鉍系物質與含氯溶液混合,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,而且得到的除氯產物還可以作為功能材料使用,或者進行脫氯再循環。 內蒙古循壞水除氯需求