工业除氯是指通过物理、化学或生物方法去除水、气体或固体物料中氯元素或其化合物的过程。氯在工业废水中常以氯离子(Cl?)、次氯酸盐(ClO?)或有机氯化物形式存在,可能腐蚀设备或污染环境。常见技术包括化学沉淀、离子交换、膜分离和吸附法。例如,电镀废水中的氯离子可通过银盐沉淀生成AgCl去除,但成本较高。近年来,新型复合材料如负载型纳米零价铁(nZVI)因高效还原性成为研究热点。
氯污染主要来自化工、制药、造纸和冶金行业。农药生产中含氯有机物(如DDT)、聚氯乙烯(PVC)加工释放的氯乙烯单体(VCM)以及海水淡化浓盐水均含高浓度氯。例如,氯碱工业每生产1吨烧碱约排放2.5kg氯气。这些污染物需通过尾气洗涤(如碱液吸收Cl?生成NaClO)或深度氧化(如UV/ClO?工艺)处理,以符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的氯离子限值(500mg/L)。 高氯废水处理成本增加30%以上。内蒙古循坏水除氯
头孢类生产废水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,传统空气吹脱法能去除30%且易造成VOCs污染。某药厂采用厌氧折流板反应器(ABR)+好氧颗粒污泥工艺:ABR阶段在HRT=24h、Eh=-350mV时,脱卤球菌(Dehalococcoides)通过还原脱氯将DCM转化为CH?+Cl?,降解率92%;好氧段进一步氧化残余有机物。系统对Cl?总去除率达99.8%,沼气产率0.35m3/kgCOD。需注意pH需维持在6.8-7.2,否则脱卤酶活性受抑制。
活性炭对Cl?的吸附容量通常低于5mg/g,但可有效去除余氯(HOCl/OCl?)。木质炭在pH=6时对HOCl吸附量达28mg/g,其机理为表面羧基的催化分解:C=O + HOCl → COOH + Cl?。某自来水厂用椰壳炭滤柱(EBCT=10min)将余氯从2mg/L降至0.05mg/L以下。当水中存在有机物时,腐殖酸会占据50%以上孔隙,导致Cl?吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢复90%吸附容量,但重复使用5次后比表面积从1200降至800m2/g。 内蒙古循坏水除氯氯离子使橡胶密封件寿命缩短50%。
植物学实验室的检测结果表明,直接用自来水浇花,水中的氯残留量可高达 0.3mg/L,这一数值是植物耐受极限的 6 倍之多。氯气对植物的危害不容小觑,它会损害植物的根系,导致根系活力大幅下降。例如,用含有 0.3mg/L 氯的水浇灌植物 7 天,根系活力就会下降 53%。此外,自来水通常呈碱性,这会引发土壤板结,碳酸钙在土壤中沉积,使土壤的透气性变差;碱性环境还会固化铁元素,导致植物叶片黄化;而且,自来水中的盐分长期累积,甚至存在烧根的风险。所以,为了让植物茁壮成长,浇花用水必须进行除氯处理。
化学沉淀法通过投加Ag?、Hg2?或Cu?等金属离子与Cl?形成难溶盐。例如,AgNO? + Cl? → AgCl↓ + NO??,Ksp(AgCl)=1.8×10?1?,理论去除率可达99%。但银盐成本高昂,实际中多采用钙盐(如Ca(OH)?)分步沉淀:先调pH>10.5使Mg2?生成Mg(OH)?,再通CO?降低pH至8.5沉淀CaCO?吸附Cl?。该法适用于氯离子浓度>1000mg/L的废水,但污泥产量大。
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%。
氯离子使锅炉蒸汽品质恶化。广东吸收塔除氯设施
氯离子促进不锈钢应力腐蚀开裂。内蒙古循坏水除氯
煮沸除氯法是处理婴儿用水的一种常用且有效的方法。将自来水放入干净的容器中,加热至沸腾,并保持 3 - 5 分钟,这样大部分的氯会随着水蒸气挥发出去。待水自然冷却后,就可以用于冲调奶粉、制作辅食或者给婴儿洗澡了。这种方法操作简单便捷,不需要额外的设备,能够有效地降低水中的氯含量,为婴儿提供安全的用水。
选用质量可靠、具有除氯功能的净水器,也是为婴儿提供安全用水的一个好办法。自来水通过净水器的过滤,其中的氯和其他杂质能够被有效去除。但是,需要注意的是,要定期更换净水器的滤芯,否则随着使用时间的增加,滤芯会逐渐吸附饱和,不仅无法有效地去除氯,还可能滋生大量细菌,反而影响水质。一般来说,根据净水器的使用说明,2 - 6 个月就需要更换一次滤芯,以确保过滤效果始终稳定。 内蒙古循坏水除氯