煮沸法是一種傳統(tǒng)但十分高效的除氯方法。當(dāng)對(duì)自來水進(jìn)行加熱時(shí),水中的氯氣會(huì)受熱分解并逐漸揮發(fā)出去。不過,需要注意的是,完全煮沸后的水,其溶氧會(huì)有所降低,所以對(duì)于養(yǎng)魚等對(duì)溶氧要求較高的場(chǎng)景,在使用煮沸除氯后的水時(shí)需格外謹(jǐn)慎。在日常生活中,將水煮沸不僅能夠除去余氯,還能殺滅水中的大部分細(xì)菌,從而明顯提升飲用水的安全性。比如,我們?cè)诩抑袩_水時(shí),隨著水溫不斷升高,會(huì)看到水面出現(xiàn)一些小氣泡,這其實(shí)就是氯氣揮發(fā)的現(xiàn)象。除氯工藝選擇需綜合評(píng)估成本。陜西海水淡化除氯需求
化學(xué)沉淀法處理循環(huán)水時(shí)產(chǎn)生大量含氯污泥。以Ca(OH)?為例,處理Cl?=500mg/L的循環(huán)水時(shí),每噸水產(chǎn)生3.5kg含水率80%的CaCl?污泥。這些污泥因含有重金屬雜質(zhì)被歸類為危廢,專業(yè)處置費(fèi)用高達(dá)¥5000/噸。某電廠采用板框壓濾機(jī)脫水,但濾布因CaCl?吸濕性導(dǎo)致堵塞,每月需更換(成本¥2萬/次)。
活性炭對(duì)循環(huán)水中Cl?的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企業(yè)采用活性炭濾塔處理旁流循環(huán)水(Cl?=200mg/L),運(yùn)行7天后穿透,年消耗炭量達(dá)50噸(成本¥150萬),但出水Cl?降至150mg/L。主要問題包括:1)pH>8時(shí)吸附量下降60%;2)有機(jī)物競(jìng)爭(zhēng)吸附;3)熱再生導(dǎo)致炭損耗20%。
江西工業(yè)除氯需求氯腐蝕引發(fā)設(shè)備突發(fā)性泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
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(shí),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(jìn)一步氧化殘余有機(jī)物。系統(tǒng)對(duì)Cl?總?cè)コ蔬_(dá)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(duì)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(shí)對(duì)HOCl吸附量達(dá)28mg/g,其機(jī)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(jī)物時(shí),腐殖酸會(huì)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。
通過排放高氯循環(huán)水并補(bǔ)充新水的置換法,在水資源緊張地區(qū)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(bǔ)水導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)波動(dòng),影響水處理藥劑效果。某電廠實(shí)踐表明,采用該法后年運(yùn)行成本增加120萬元。
采用強(qiáng)堿陰樹脂處理循環(huán)水時(shí)面臨多重挑戰(zhàn):1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會(huì)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(tuán)可能形成致病物NDMA。某化工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,處理Cl?=300mg/L的循環(huán)水時(shí),噸水處理成本達(dá)¥18-22,是其他方法的3-5倍。 電解除氯副產(chǎn)物多,需控制電流密度。
微生物腐蝕的協(xié)同惡化Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導(dǎo)致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環(huán)境垢下Cl?濃度可達(dá)本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規(guī)殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)在Cl?>400mg/L時(shí),碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發(fā),年檢修費(fèi)用增加¥500萬。
氯離子會(huì)與水處理化學(xué)品發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng):緩蝕劑干擾:HEDP在Cl?>500mg/L時(shí)緩蝕效率從92%暴跌至58%阻垢劑失效:聚羧酸鹽對(duì)CaSO?的分散能力下降40%殺菌劑消耗:Cl?與ClO?反應(yīng)生成無效的ClO??,投加量需提高30%某石化企業(yè)因Cl?超標(biāo)(650mg/L),年度水處理藥劑成本從¥350萬激增至¥800萬,且仍無法控制腐蝕速率。 氯離子使循環(huán)水濃縮倍數(shù)受限。廣東除氯除硬系統(tǒng)
智能控制系統(tǒng)可優(yōu)化除氯效率。陜西海水淡化除氯需求
提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是節(jié)水關(guān)鍵,但Cl?的積累會(huì)制約這一措施。某化工廠原設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)5倍,因Cl?超標(biāo)(>800mg/L)被迫降至3倍,年補(bǔ)水量增加50萬噸(成本¥75萬)。必須在節(jié)水與防腐之間尋找平衡點(diǎn)。
中水回用、海水淡化等節(jié)水措施會(huì)引入大量Cl?。某濱海電廠采用海水淡化水作補(bǔ)充水,使循環(huán)水Cl?達(dá)650mg/L,所有碳鋼設(shè)備需更換為鈦合金,總投資增加¥1.2億。不解決除氯問題,非常規(guī)水源難以大規(guī)模應(yīng)用。
系統(tǒng)停用時(shí),局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發(fā)現(xiàn),碳鋼管線低點(diǎn)處Cl?濃度達(dá)5000mg/L,造成深度點(diǎn)蝕(>3mm)。必須采用氮?dú)饷芊?干燥劑保護(hù),單次停機(jī)成本增加¥20萬。 陜西海水淡化除氯需求