氯離子的物化特性決定去除難度氯離子(Cl?)具有半徑?。?.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且難以通過常規(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)沉淀法需過量AgNO?(摩爾比1.5:1)。膜蒸餾耐高氯,但通量低、成本高。黑龍江源力循壞水除氯除硬
強堿性陰離子交換樹脂(如Amberlite IRA-900)的季銨基團(-N?(CH?)?)對Cl?選擇性系數(shù)達2.5,交換容量1.8-2.2eq/L。某熱電廠循環(huán)水處理中,樹脂柱在流速20BV/h時可將Cl?從1500mg/L降至50mg/L,但SO?2?共存時會競爭吸附(選擇性比SO?2?:Cl?=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量約為Cl?摩爾量的1.2倍。新型耐氧化樹脂(如接枝聚乙烯亞胺)在余氯10mg/L環(huán)境下使用壽命延長至7年,但交換容量降低15%。實際運行需監(jiān)控樹脂溶脹率,溫度超過40℃會導(dǎo)致交聯(lián)結(jié)構(gòu)破壞。遼寧工業(yè)除氯設(shè)備膜污染使除氯效率季度性下降。
化學(xué)沉淀法通過投加金屬離子與氯離子形成難溶鹽實現(xiàn)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(yīng)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(yīng)浸出回收銀,處理成本約¥120/m3。新型復(fù)合沉淀劑如[Ag(NH?)?]?可減少銀用量30%,pH適應(yīng)范圍擴至4-10。
工業(yè)循環(huán)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(shè)備的點蝕速率(>0.5mm/a),尤其在不銹鋼系統(tǒng)中可能引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)。某石化企業(yè)數(shù)據(jù)顯示,循環(huán)水Cl?從200mg/L升至500mg/L時,換熱器的對應(yīng)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(dǎo)致緩蝕效率下降40%以上。此外,高氯環(huán)境會促進微生物滋生,形成生物膜下腐蝕(MIC),造成設(shè)備穿孔風險。化學(xué)沉淀法成本高,適合高濃度氯廢水。
在采用晾曬法給澆花用水除氯時,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)。這是因為泡沫板能夠增加水與空氣的接觸面積,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,進一步凈化水質(zhì)。在陽光直射的情況下,大約 6 小時左右,水的 pH 值可從 8.3 降至 6.8,更加接近植物適宜生長的酸堿度。比如,將自來水裝入大盆,放入泡沫板和木炭棒,然后放在陽臺陽光充足的地方,6 小時后,用這樣處理后的水澆花,植物的葉片會更加油亮。氯離子使循環(huán)水濃縮倍數(shù)受限。內(nèi)蒙古工業(yè)除氯
高氯環(huán)境必須選用特種合金材料。黑龍江源力循壞水除氯除硬
氯堿電解槽產(chǎn)生的尾氣含Cl? 3-8%,傳統(tǒng)采用兩級堿洗(NaOH 15%):首級吸收率>99%,生成NaClO(pH>12),次級補充Na?SO?還原殘余Cl?。某企業(yè)改造為"堿洗-催化氧化"工藝,在CuO/γ-Al?O?催化劑(200℃)下將Cl?轉(zhuǎn)化為HCl回收,氯排放從50mg/m3降至1mg/m3以下。關(guān)鍵控制點是避免尾氣中H?濃度達易爆極限(4-75%),需安裝在線紅外分析儀。新型離子液體吸收劑(如[BMIM]PF?)對Cl?的亨利系數(shù)低至0.12kPa·m3/mol,吸收容量達傳統(tǒng)堿液的3倍。黑龍江源力循壞水除氯除硬