對于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會導(dǎo)致汽輪機葉片腐蝕。某電廠因除氧器效率下降使Cl?帶入蒸汽系統(tǒng),高壓缸葉片出現(xiàn)氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋,大修費用達(dá)¥2000萬。必須將蒸汽Cl?控制在0.01mg/L以下,這對循環(huán)水Cl?提出了更嚴(yán)格的要求。
氯離子會與聚羧酸類阻垢劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使其分散能力下降40%。某鋼廠循環(huán)水在Cl?>600mg/L時,必須將阻垢劑投加量從5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150萬),且仍無法完全避免CaSO?沉積。 電滲析適合中等鹽度水的氯去除。江西除氯除硬系統(tǒng)
氯離子與Ca2?、Mg2?等形成的沉積物(如CaCl?·6H?O)會明顯降低換熱系數(shù)。實測數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)管壁結(jié)垢厚度達(dá)1mm時,蒸汽機組熱效率下降8%,相當(dāng)于年多耗標(biāo)煤1500噸(損失¥120萬)。且氯鹽垢層疏松多孔,更難通過常規(guī)化學(xué)清洗去除。
氯離子會加速橡膠密封材料的老化。EPDM橡膠在Cl?>300mg/L的水中,3年后硬度(Shore A)從60升至75,密封性能完全喪失。某化工廠泵用機械密封平均壽命從5年縮短至2年,年更換費用增加¥80萬。改用氟橡膠雖可改善,但材料成本增加5倍。 天津工業(yè)除氯需求氯離子與阻垢劑競爭,降低效率。
某電鍍園區(qū)廢水含Cl? 6000mg/L(主要來自HCl酸洗),采用"鐵碳微電解-混凝-蒸發(fā)結(jié)晶"組合工藝:微電解階段Fe?+H?+Cl?→FeCl?+H?↑,Cl?去除率35%;投加PAC(200mg/L)后通過Al??O?(OH)????絡(luò)合吸附,總?cè)コ侍嵘?5%;之后MVR蒸發(fā)器將Cl?濃縮至120g/L結(jié)晶為NaCl副產(chǎn)品。系統(tǒng)總投資¥1200萬,處理成本¥85/噸,較傳統(tǒng)離子交換法降低40%。運行難點是Fe2?氧化生成的Fe(OH)?會包裹鐵碳填料,需每月高壓水槍反沖洗。
電滲析(ED)技術(shù)是采用基于壓濾原理的膜堆來去除水中的氯。膜堆由陽離子和陰離子膜組成,水溶液在通過膜對之間的細(xì)胞時,氯離子在電場的作用下會定向移動,從而實現(xiàn)與水的分離。該技術(shù)能夠大幅降低水中的氯離子含量,產(chǎn)生高純度的稀釋液,氯的去除率可高達(dá) 99%。而且,與其他一些處理系統(tǒng)相比,電滲析設(shè)備幾乎不需要太多的維護。不過,由于水中的鈣和二氧化硅等物質(zhì)會損壞膜堆,所以在使用前同樣需要配備預(yù)處理系統(tǒng),并且膜一旦損壞,更換的成本較高。檢修期間氯腐蝕風(fēng)險升高10倍。
化學(xué)沉淀法通過投加Ag?、Hg2?或Cu?等金屬離子與Cl?形成難溶鹽。例如,AgNO? + Cl? → AgCl↓ + NO??,Ksp(AgCl)=1.8×10?1?,理論去除率可達(dá)99%。但銀鹽成本高昂,實際中多采用鈣鹽(如Ca(OH)?)分步沉淀:先調(diào)pH>10.5使Mg2?生成Mg(OH)?,再通CO?降低pH至8.5沉淀CaCO?吸附Cl?。該法適用于氯離子濃度>1000mg/L的廢水,但污泥產(chǎn)量大。
智能控制系統(tǒng)可優(yōu)化除氯效率。江西除氯除硬系統(tǒng)
化學(xué)沉淀法通過投加金屬離子與氯離子形成難溶鹽實現(xiàn)去除。常用沉淀劑包括硝酸銀(AgNO?)、硫酸銅(CuSO?)和石灰(Ca(OH)?)。以銀鹽為例,反應(yīng)Ag? + Cl? → AgCl↓的溶度積Ksp=1.8×10?1?,理論上可使Cl?濃度降至0.01mg/L以下。某PCB廠采用分級沉淀工藝:先加CuSO?去除80%氯離子(形成CuCl),再用AgNO?深度處理,出水Cl?<5mg/L。但污泥中AgCl需通過氰反應(yīng)浸出回收銀,處理成本約¥120/m3。新型復(fù)合沉淀劑如[Ag(NH?)?]?可減少銀用量30%,pH適應(yīng)范圍擴至4-10。江西除氯除硬系統(tǒng)