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)。 氯離子檢測需避免ORP干擾。遼寧吸收塔除氯除硬
化學沉淀法通過投加金屬離子與氯離子形成難溶鹽實現去除。常用沉淀劑包括硝酸銀(AgNO?)、硫酸銅(CuSO?)和石灰(Ca(OH)?)。以銀鹽為例,反應Ag? + Cl? → AgCl↓的溶度積Ksp=1.8×10?1?,理論上可使Cl?濃度降至0.01mg/L以下。某PCB廠采用分級沉淀工藝:先加CuSO?去除80%氯離子(形成CuCl),再用AgNO?深度處理,出水Cl?<5mg/L。但污泥中AgCl需通過氰反應浸出回收銀,處理成本約¥120/m3。新型復合沉淀劑如[Ag(NH?)?]?可減少銀用量30%,pH適應范圍擴至4-10。寧夏海水淡化除氯設施膜污染使除氯效率季度性下降。
工業循環水中的氯離子主要來源于補充水、工藝泄漏以及水處理藥劑。當Cl?濃度超過300mg/L時,會明顯加速碳鋼設備的點蝕速率(>0.5mm/a),尤其在不銹鋼系統中可能引發應力腐蝕開裂(SCC)。某石化企業數據顯示,循環水Cl?從200mg/L升至500mg/L時,換熱器的對應更換頻率增加3倍。氯離子還會與緩蝕劑競爭吸附在金屬表面,導致緩蝕效率下降40%以上。此外,高氯環境會促進微生物滋生,形成生物膜下腐蝕(MIC),造成設備穿孔風險。
反滲透(RO)系統能夠有效地去除水中的氯,其工作原理是利用特殊的膜,阻止氯離子等污染物通過,只允許水透過。該系統能夠去除水或廢水中 95% - 99% 的氯。然而,如果水中氯化物的含量過高,反滲透膜就容易受到損壞,而且設備如果沒有進行適當的維護,其運行效率會急劇下降。所以,在使用反滲透系統之前,通常需要配備預處理系統,以延長膜的使用壽命,確保設備能夠穩定、高效地運行。
離子交換法和濾膜分離法在處理高濃度含氯廢水時,存在一定的局限性。離子交換法的成本相對較高,而且交換樹脂的再生過程較為困難;濾膜分離法中的膜使用壽命較短,并且容易受到外界環境因素的影響,比如水中的雜質、酸堿度等,都會降低膜的性能,導致需要頻繁更換膜,這無疑增加了廢水處理的成本。因此,對于高濃度含氯廢水的處理,還需要不斷探索更加合適、高效的方法。 氯離子穿透不銹鋼鈍化膜,引發點蝕。
反滲透(RO)膜對Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質影響。聚酰胺復合膜(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,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)通過靜電排斥可優先截留Cl?,對Mg2?/Ca2?透過率>90%,特別適用于高硬度廢水。檢修期間氯腐蝕風險升高10倍。遼寧工業除氯需求
零排放系統中氯離子易超飽和。遼寧吸收塔除氯除硬
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。遼寧吸收塔除氯除硬