通過排放高氯循環(huán)水并補充新水的置換法,在水資源緊張地區(qū)經(jīng)濟性差。以10000m3/h系統(tǒng)為例,每降低100mg/L Cl?需排放20%水量,年耗水量增加50萬噸。該方法還存在以下問題:1)無法應(yīng)對突發(fā)性氯污染(如工藝介質(zhì)泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需額外處理;3)頻繁補水導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)波動,影響水處理藥劑效果。某電廠實踐表明,采用該法后年運行成本增加120萬元。
采用強堿陰樹脂處理循環(huán)水時面臨多重挑戰(zhàn):1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會導(dǎo)致樹脂鈣污染,交換容量半年內(nèi)下降40%;2)再生產(chǎn)生的含鹽廢水(NaCl 8-10%)需專門處理;3)樹脂氧化破裂后釋放季銨基團可能形成致病物NDMA。某化工廠運行數(shù)據(jù)顯示,處理Cl?=300mg/L的循環(huán)水時,噸水處理成本達¥18-22,是其他方法的3-5倍。 氯離子促進不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂。湖北吸收塔除氯設(shè)施
金屬設(shè)備的腐蝕加速氯離子(Cl?)是引發(fā)金屬腐蝕的主要促進因子之一。其離子半徑0.181nm,可穿透不銹鋼鈍化膜缺陷處,與基體金屬(如Fe2?)形成可溶性氯化物,導(dǎo)致:碳鋼:Cl?>300mg/L時點蝕速率超1mm/年(較純水環(huán)境快20倍)不銹鋼:304不銹鋼在Cl?>200mg/L+60℃時應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)風(fēng)險激增銅合金:誘發(fā)脫鋅腐蝕,黃銅管3年壁厚損失可達40%某濱海電廠實測數(shù)據(jù)顯示,循環(huán)水Cl?從100mg/L升至500mg/L后,碳鋼換熱器更換頻率由5年/臺縮短至1.5年/臺,單臺設(shè)備更換成本超¥80萬。貴州循壞水除氯氯酸鹽副產(chǎn)物有毒,需額外處理。
物理加速法能夠快速實現(xiàn)除氯,堪稱除氯領(lǐng)域的 “黑科技”。其中,氣泵曝氣法是利用氣泵連接氣盤放入水中,持續(xù)向水中打氣。在夏季,打氣 4 - 5 小時,水中的氯氣就能大幅減少;冬季則需要 8 - 10 小時。這是因為氣泵工作時,不斷地向水中注入空氣,極大地增加了水與空氣的接觸面積和頻率,從而加速了氯氣的揮發(fā)。循環(huán)過濾法同樣高效,用水泵讓水不斷循環(huán)通過裝有活性炭的過濾盒,活性炭憑借其多孔結(jié)構(gòu),不僅能夠吸附氯氣,還能過濾掉水中的雜質(zhì)。相較于自然揮發(fā)法,這種方法的效率能提升 3 - 5 倍,特別適用于養(yǎng)魚的場景。
自然揮發(fā)法堪稱超級經(jīng)濟實惠的 “懶人除氯法”。其原理基于氯氣極易揮發(fā)的特性,通過靜置或晾曬,能促使氯氣自然地從水中逸散出去。操作時,只需將自來水裝入開口容器,像水桶就行,然后放置在通風(fēng)良好或者陽光充足的地方。在夏季高溫時,氯氣揮發(fā)速度較快,通常靜置 24 小時左右即可;而到了冬季,由于氣溫低,氯氣揮發(fā)變得緩慢,這就需要延長至 2 - 3 天。然而,這種方法也存在明顯弊端,那就是耗時太長,要是遇到急需用水的情況,比如臨時要給魚缸換水,就不太能派上用場了。氯離子與阻垢劑競爭,降低效率。
反滲透(RO)膜對Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質(zhì)影響。聚酰胺復(fù)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(tǒng),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(yōu)先截留Cl?,對Mg2?/Ca2?透過率>90%,特別適用于高硬度廢水。海水淡化副產(chǎn)濃鹽水氯濃度超高。貴州循壞水除氯
氯離子使銅合金發(fā)生脫鋅腐蝕。湖北吸收塔除氯設(shè)施
頭孢類生產(chǎn)廢水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,傳統(tǒng)空氣吹脫法能去除30%且易造成VOCs污染。某藥廠采用厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)+好氧顆粒污泥工藝:ABR階段在HRT=24h、Eh=-350mV時,脫鹵球菌(Dehalococcoides)通過還原脫氯將DCM轉(zhuǎn)化為CH?+Cl?,降解率92%;好氧段進一步氧化殘余有機物。系統(tǒng)對Cl?總?cè)コ蔬_99.8%,沼氣產(chǎn)率0.35m3/kgCOD。需注意pH需維持在6.8-7.2,否則脫鹵酶活性受抑制。
活性炭對Cl?的吸附容量通常低于5mg/g,但可有效去除余氯(HOCl/OCl?)。木質(zhì)炭在pH=6時對HOCl吸附量達28mg/g,其機理為表面羧基的催化分解:C=O + HOCl → COOH + Cl?。某自來水廠用椰殼炭濾柱(EBCT=10min)將余氯從2mg/L降至0.05mg/L以下。當(dāng)水中存在有機物時,腐殖酸會占據(jù)50%以上孔隙,導(dǎo)致Cl?吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢復(fù)90%吸附容量,但重復(fù)使用5次后比表面積從1200降至800m2/g。 湖北吸收塔除氯設(shè)施