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。化學(xué)沉淀法成本高,適合高濃度氯廢水。新疆海水淡化除氯
對(duì)于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)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(fèi)用達(dá)¥2000萬。必須將蒸汽Cl?控制在0.01mg/L以下,這對(duì)循環(huán)水Cl?提出了更嚴(yán)格的要求。
氯離子會(huì)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(shí),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。 新疆海水淡化除氯氯離子使銅合金發(fā)生脫鋅腐蝕。
氯離子是微生物生長的必需元素,其存在會(huì)明顯加速硫酸鹽還原菌(SRB)等腐蝕性菌群的繁殖。某煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)在Cl?>400mg/L時(shí),生物膜厚度增加3倍,垢下Cl?濃度可達(dá)本體水的20倍,造成碳鋼設(shè)備點(diǎn)蝕速率高達(dá)3mm/a。更嚴(yán)重的是,常規(guī)殺菌劑對(duì)生物膜內(nèi)菌群效果有限,必須配合物理清洗才能控制。
PVC材質(zhì)冷卻塔填料在Cl?>500mg/L的環(huán)境中,分子鏈中的C-Cl鍵會(huì)逐漸斷裂,5年后抗拉強(qiáng)度下降40%。某電廠曾發(fā)生填料大面積坍塌事故,直接損失¥300萬。雖然玻璃鋼填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安裝維護(hù)要求更高。
化學(xué)沉淀法通過投加金屬離子與氯離子形成難溶鹽實(shí)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(jí)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(kuò)至4-10。電化學(xué)除氯需控制pH在6-8范圍。
強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(如Amberlite IRA-900)的季銨基團(tuán)(-N?(CH?)?)對(duì)Cl?選擇性系數(shù)達(dá)2.5,交換容量1.8-2.2eq/L。某熱電廠循環(huán)水處理中,樹脂柱在流速20BV/h時(shí)可將Cl?從1500mg/L降至50mg/L,但SO?2?共存時(shí)會(huì)競爭吸附(選擇性比SO?2?:Cl?=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量約為Cl?摩爾量的1.2倍。新型耐氧化樹脂(如接枝聚乙烯亞胺)在余氯10mg/L環(huán)境下使用壽命延長至7年,但交換容量降低15%。實(shí)際運(yùn)行需監(jiān)控樹脂溶脹率,溫度超過40℃會(huì)導(dǎo)致交聯(lián)結(jié)構(gòu)破壞。電解法陽極損耗快,需定期更換。遼寧吸收塔除氯
除氯系統(tǒng)需考慮濃水處置方案。新疆海水淡化除氯
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(jìn)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(shí)點(diǎn)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(shí)應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)風(fēng)險(xiǎn)激增銅合金:誘發(fā)脫鋅腐蝕,黃銅管3年壁厚損失可達(dá)40%某濱海電廠實(shí)測(cè)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(tái)縮短至1.5年/臺(tái),單臺(tái)設(shè)備更換成本超¥80萬。新疆海水淡化除氯