金属设备的腐蚀加速氯离子(Cl?)是引发金属腐蚀的主要促进因子之一。其离子半径0.181nm,可穿透不锈钢钝化膜缺陷处,与基体金属(如Fe2?)形成可溶性氯化物,导致:碳钢:Cl?>300mg/L时点蚀速率超1mm/年(较纯水环境快20倍)不锈钢:304不锈钢在Cl?>200mg/L+60℃时应力腐蚀开裂(SCC)风险激增铜合金:诱发脱锌腐蚀,黄铜管3年壁厚损失可达40%某滨海电厂实测数据显示,循环水Cl?从100mg/L升至500mg/L后,碳钢换热器更换频率由5年/台缩短至1.5年/台,单台设备更换成本超¥80万。反渗透除氯能耗高,但效率可达95%以上。河北源力循坏水除氯除硬系统
氯离子的物化特性决定去除难度氯离子(Cl?)具有半径小(0.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且难以通过常规沉淀分离。与其他阴离子(如SO?2?)相比,Cl?的电荷密度更低,与大多数金属离子形成的盐类(除AgCl、Hg?Cl?外)溶解度极高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性导致Cl?需依赖高能耗或高成本工艺去除,例如处理Cl?=1000mg/L的废水至<50mg/L,反渗透需压力>2.5MPa,而化学沉淀法需过量AgNO?(摩尔比1.5:1)。山西工业除氯除硬系统除氯系统需考虑浓水处置方案。
工业循环水中的氯离子主要来源于补充水、工艺泄漏以及水处理药剂。当Cl?浓度超过300mg/L时,会明显加速碳钢设备的点蚀速率(>0.5mm/a),尤其在不锈钢系统中可能引发应力腐蚀开裂(SCC)。某石化企业数据显示,循环水Cl?从200mg/L升至500mg/L时,换热器的对应更换频率增加3倍。氯离子还会与缓蚀剂竞争吸附在金属表面,导致缓蚀效率下降40%以上。此外,高氯环境会促进微生物滋生,形成生物膜下腐蚀(MIC),造成设备穿孔风险。
强碱性阴离子交换树脂(如Amberlite IRA-900)的季铵基团(-N?(CH?)?)对Cl?选择性系数达2.5,交换容量1.8-2.2eq/L。某热电厂循环水处理中,树脂柱在流速20BV/h时可将Cl?从1500mg/L降至50mg/L,但SO?2?共存时会竞争吸附(选择性比SO?2?:Cl?=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量约为Cl?摩尔量的1.2倍。新型耐氧化树脂(如接枝聚乙烯亚胺)在余氯10mg/L环境下使用寿命延长至7年,但交换容量降低15%。实际运行需监控树脂溶胀率,温度超过40℃会导致交联结构破坏。除氯工艺需配合水质调节使用。
反渗透(RO)膜对Cl?的截留率受膜材料、压力和水质影响。聚酰胺复合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下对500mg/L NaCl溶液的脱盐率为98.5%,但Cl?实际透过量仍达7.5mg/L。海水淡化中,Cl?浓度超过1000mg/L时膜通量衰减速率增加3倍,需每3个月酸洗(0.1%柠檬酸)。某沿海钢厂采用"超滤-RO"双级系统,投资成本¥5.8万/m3·d,能耗4.2kWh/m3。新兴的带正电纳滤膜(如NF90)通过静电排斥可优先截留Cl?,对Mg2?/Ca2?透过率>90%,特别适用于高硬度废水。海水淡化副产浓盐水氯浓度超高。山西数据中心除氯除硬系统
电解法阳极损耗快,需定期更换。河北源力循坏水除氯除硬系统
化学沉淀法通过投加金属离子与氯离子形成难溶盐实现去除。常用沉淀剂包括硝酸银(AgNO?)、硫酸铜(CuSO?)和石灰(Ca(OH)?)。以银盐为例,反应Ag? + Cl? → AgCl↓的溶度积Ksp=1.8×10?1?,理论上可使Cl?浓度降至0.01mg/L以下。某PCB厂采用分级沉淀工艺:先加CuSO?去除80%氯离子(形成CuCl),再用AgNO?深度处理,出水Cl?<5mg/L。但污泥中AgCl需通过氰反应浸出回收银,处理成本约¥120/m3。新型复合沉淀剂如[Ag(NH?)?]?可减少银用量30%,pH适应范围扩至4-10。河北源力循坏水除氯除硬系统