含氯溶液中的氯离子对农作物的生长有着严重的危害。高浓度的氯离子会损害农作物的根系,影响根系对水分和养分的吸收,导致植株矮小、叶片发黄、生长缓慢,严重时甚至会导致农作物死亡。例如,一些靠近工业排放源的农田,由于灌溉水的含氯量过高,农作物的产量和品质都受到了极大的影响。所以,如果用于农业灌溉的水含氯量较高,必须进行除氯处理。
对于高浓度的含氯废水,可以采用循环除氯工艺。例如,先将含氯废水和氯离子吸附剂通入一级处理罐进行混合,然后将一级处理后的氯离子吸附剂和碳酸钠溶液通入一级回收罐进行混合煅烧,得到一级复原的氯离子吸附剂,再将其用于二级处理罐进一步处理废水。这种工艺操作相对简单,氯离子的去除率可以达到 97% 以上,而且能够实现氯离子 氯离子浓度>300mg/L时碳钢腐蚀加剧。山西数据中心除氯除硬系统
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。北京海水淡化除氯除硬氯离子在垢下浓缩,加剧腐蚀。
氯离子与Ca2?、Mg2?等形成的沉积物(如CaCl?·6H?O)会明显降低换热系数。实测数据显示,当管壁结垢厚度达1mm时,蒸汽机组热效率下降8%,相当于年多耗标煤1500吨(损失¥120万)。且氯盐垢层疏松多孔,更难通过常规化学清洗去除。
氯离子会加速橡胶密封材料的老化。EPDM橡胶在Cl?>300mg/L的水中,3年后硬度(Shore A)从60升至75,密封性能完全丧失。某化工厂泵用机械密封平均寿命从5年缩短至2年,年更换费用增加¥80万。改用氟橡胶虽可改善,但材料成本增加5倍。
通过排放高氯循环水并补充新水的置换法,在水资源紧张地区经济性差。以10000m3/h系统为例,每降低100mg/L Cl?需排放20%水量,年耗水量增加50万吨。该方法还存在以下问题:1)无法应对突发性氯污染(如工艺介质泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需额外处理;3)频繁补水导致系统水质波动,影响水处理药剂效果。某电厂实践表明,采用该法后年运行成本增加120万元。
采用强碱阴树脂处理循环水时面临多重挑战:1)高硬度(Ca2?>500mg/L)会导致树脂钙污染,交换容量半年内下降40%;2)再生产生的含盐废水(NaCl 8-10%)需专门处理;3)树脂氧化破裂后释放季铵基团可能形成致病物NDMA。某化工厂运行数据显示,处理Cl?=300mg/L的循环水时,吨水处理成本达¥18-22,是其他方法的3-5倍。 电解除氯副产物多,需控制电流密度。
化学沉淀法处理循环水时产生大量含氯污泥。以Ca(OH)?为例,处理Cl?=500mg/L的循环水时,每吨水产生3.5kg含水率80%的CaCl?污泥。这些污泥因含有重金属杂质被归类为危废,专业处置费用高达¥5000/吨。某电厂采用板框压滤机脱水,但滤布因CaCl?吸湿性导致堵塞,每月需更换(成本¥2万/次)。
活性炭对循环水中Cl?的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企业采用活性炭滤塔处理旁流循环水(Cl?=200mg/L),运行7天后穿透,年消耗炭量达50吨(成本¥150万),但出水Cl?降至150mg/L。主要问题包括:1)pH>8时吸附量下降60%;2)有机物竞争吸附;3)热再生导致炭损耗20%。
反渗透除氯能耗高,但效率可达95%以上。海水淡化除氯设施
脉冲电解可减少副产物生成。山西数据中心除氯除硬系统
通过蒸发和蒸馏的方法也可以从水或废水中对氯离子进行去除。在蒸发过程中,水会变成蒸汽上升,而氯化物等污染物则会留在剩余的液体中;蒸馏机械通过精确地控制温度等条件,能够几乎完全去除水中的氯化物。从蒸发和蒸馏过程中,可以获得高纯度的馏出物,蒸发器的维护需求相对膜系统来说较少,处理结果也较为稳定。但是,工业蒸发器的成本较高,能源消耗也很大,不过新型的 MVR 蒸发器能够使能耗减少 70%,在一定程度上缓解了能耗高的问题。山西数据中心除氯除硬系统