氯離子的物化特性決定去除難度氯離子(Cl?)具有半徑小(0.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且難以通過(guò)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(guò)量AgNO?(摩爾比1.5:1)。蒸汽系統(tǒng)氯含量需<0.1mg/L。甘肅除氯除硬系統(tǒng)
在采用晾曬法給澆花用水除氯時(shí),可以在裝水的容器中漂浮一塊泡沫板,這樣能夠加速氯的揮發(fā)。這是因?yàn)榕菽迥軌蛟黾铀c空氣的接觸面積,使得氯氣更容易逸出。另外,在水中加入木炭棒,還能吸附水中的重金屬,進(jìn)一步凈化水質(zhì)。在陽(yáng)光直射的情況下,大約 6 小時(shí)左右,水的 pH 值可從 8.3 降至 6.8,更加接近植物適宜生長(zhǎng)的酸堿度。比如,將自來(lái)水裝入大盆,放入泡沫板和木炭棒,然后放在陽(yáng)臺(tái)陽(yáng)光充足的地方,6 小時(shí)后,用這樣處理后的水澆花,植物的葉片會(huì)更加油亮。浙江工業(yè)除氯鈦合金耐氯腐蝕,但成本昂貴。
"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(yùn)行成本較純電解法降40%。
五大現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn):高能耗:處理Cl?=2000mg/L時(shí)噸水電費(fèi)¥12-18電極損耗:DSA陽(yáng)極年腐蝕率3-5μm安全風(fēng)險(xiǎn):Cl?泄漏報(bào)警閾值0.5ppm結(jié)垢問(wèn)題:Ca2?>200mg/L時(shí)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(hù)費(fèi)增加¥60萬(wàn)。
通過(guò)排放高氯循環(huán)水并補(bǔ)充新水的置換法,在水資源緊張地區(qū)經(jīng)濟(jì)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(wàn)噸。該方法還存在以下問(wèn)題:1)無(wú)法應(yīng)對(duì)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(bǔ)水導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)波動(dòng),影響水處理藥劑效果。某電廠實(shí)踐表明,采用該法后年運(yùn)行成本增加120萬(wàn)元。
采用強(qiáng)堿陰樹脂處理循環(huán)水時(shí)面臨多重挑戰(zhàn):1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會(huì)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(tuán)可能形成致病物NDMA。某化工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,處理Cl?=300mg/L的循環(huán)水時(shí),噸水處理成本達(dá)¥18-22,是其他方法的3-5倍。 氯污染使冷卻塔填料壽命縮短。
提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是節(jié)水關(guān)鍵,但Cl?的積累會(huì)制約這一措施。某化工廠原設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)5倍,因Cl?超標(biāo)(>800mg/L)被迫降至3倍,年補(bǔ)水量增加50萬(wàn)噸(成本¥75萬(wàn))。必須在節(jié)水與防腐之間尋找平衡點(diǎn)。
中水回用、海水淡化等節(jié)水措施會(huì)引入大量Cl?。某濱海電廠采用海水淡化水作補(bǔ)充水,使循環(huán)水Cl?達(dá)650mg/L,所有碳鋼設(shè)備需更換為鈦合金,總投資增加¥1.2億。不解決除氯問(wèn)題,非常規(guī)水源難以大規(guī)模應(yīng)用。
系統(tǒng)停用時(shí),局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發(fā)現(xiàn),碳鋼管線低點(diǎn)處Cl?濃度達(dá)5000mg/L,造成深度點(diǎn)蝕(>3mm)。必須采用氮?dú)饷芊?干燥劑保護(hù),單次停機(jī)成本增加¥20萬(wàn)。 氯離子使橡膠密封件壽命縮短50%。江蘇數(shù)據(jù)中心除氯
除氯工藝選擇需綜合評(píng)估成本。甘肅除氯除硬系統(tǒng)
可以選用汽水瓶自制簡(jiǎn)易的活性炭過(guò)濾器,在汽水瓶底部打上十余個(gè)小孔,在瓶?jī)?nèi)放滿活性炭,瓶口用軟管相套,讓自來(lái)水經(jīng)過(guò)裝滿活性炭的過(guò)濾瓶滴下。活性炭能夠吸附水中的氯氣和雜質(zhì),經(jīng)過(guò)這樣過(guò)濾后的水,氯含量會(huì)大幅降低,可以用于多種生活場(chǎng)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(jié)合,形成難溶的氯氧化鉍物質(zhì)。在處理含氯溶液時(shí),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(dá)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(jìn)行脫氯再循環(huán)。 甘肅除氯除硬系統(tǒng)