物理加速法能够快速实现除氯,堪称除氯领域的 “黑科技”。其中,气泵曝气法是利用气泵连接气盘放入水中,持续向水中打气。在夏季,打气 4 - 5 小时,水中的氯气就能大幅减少;冬季则需要 8 - 10 小时。这是因为气泵工作时,不断地向水中注入空气,极大地增加了水与空气的接触面积和频率,从而加速了氯气的挥发。循环过滤法同样高效,用水泵让水不断循环通过装有活性炭的过滤盒,活性炭凭借其多孔结构,不仅能够吸附氯气,还能过滤掉水中的杂质。相较于自然挥发法,这种方法的效率能提升 3 - 5 倍,特别适用于养鱼的场景。除氯工艺选择需综合评估成本。海水淡化除氯
通过排放高氯循环水并补充新水的置换法,在水资源紧张地区经济性差。以10000m³/h系统为例,每降低100mg/L Cl⁻需排放20%水量,年耗水量增加50万吨。该方法还存在以下问题:1)无法应对突发性氯污染(如工艺介质泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需额外处理;3)频繁补水导致系统水质波动,影响水处理药剂效果。某电厂实践表明,采用该法后年运行成本增加120万元。
采用强碱阴树脂处理循环水时面临多重挑战:1)高硬度(Ca²⁺>500mg/L)会导致树脂钙污染,交换容量半年内下降40%;2)再生产生的含盐废水(NaCl 8-10%)需专门处理;3)树脂氧化破裂后释放季铵基团可能形成致病物NDMA。某化工厂运行数据显示,处理Cl⁻=300mg/L的循环水时,吨水处理成本达¥18-22,是其他方法的3-5倍。 河北工业除氯设备氯离子浓度>300mg/L时碳钢腐蚀加剧。
电化学除氯效率取决于阳极氧化电位和析氯过电位。钛基涂层电极(DSA)中,IrO₂-Ta₂O₅阳极在1.8V(vs SHE)时析氯电流效率达85%,而RuO₂涂层易因Cl⁻氧化生成ClO₃⁻副产物。某化工厂电解处理含Cl⁻ 3000mg/L废水,采用脉冲电源(频率100Hz,占空比1:3)比直流电节能22%,但极板间距需控制在5mm以内以防欧姆损耗。石墨烯修饰的硼掺杂金刚石(BDD)阳极可将氯代烃(如氯苯)完全矿化为CO₂,矿化电流效率达91%,但成本高达¥8000/m²。
电渗析(ED)技术是采用基于压滤原理的膜堆来去除水中的氯。膜堆由阳离子和阴离子膜组成,水溶液在通过膜对之间的细胞时,氯离子在电场的作用下会定向移动,从而实现与水的分离。该技术能够大幅降低水中的氯离子含量,产生高纯度的稀释液,氯的去除率可高达 99%。而且,与其他一些处理系统相比,电渗析设备几乎不需要太多的维护。不过,由于水中的钙和二氧化硅等物质会损坏膜堆,所以在使用前同样需要配备预处理系统,并且膜一旦损坏,更换的成本较高。氯离子腐蚀金属设备,需严格控制浓度。
如果含氯废水在未经处理的情况下直接排入自然的水源之中,将会带来极大的危害。氯离子会严重恶化水质,对渔业生产和水产养殖造成严重影响,导致减产甚至绝收。同时,氯离子还具有很强的腐蚀性,会对钢铁等金属管道造成腐蚀,使管道的耐久性降低,明显缩短其使用寿命。例如,一些工业区域的排水管道,由于长期接触含氯废水,管壁逐渐变薄,甚至出现漏洞,后期的维修成本极其高昂。所以,含氯废水必须经过严格处理,达标后才能排放。
氯离子在垢下浓缩,加剧腐蚀。贵州工业除氯设备
高氯废水处理成本增加30%以上。海水淡化除氯
黄铜(如HAl77-2)在含氯环境中会发生选择性腐蚀,锌元素优先溶出,导致材料强度丧失。某电厂凝汽器铜管在Cl⁻=400mg/L条件下,3年内壁厚减薄达40%,被迫提前更换。这种腐蚀还会造成管壁粗糙度增加,使换热效率下降25%以上,直接影响机组经济运行。
循环水常用的有机膦酸类缓蚀剂(如HEDP)会与Cl⁻竞争金属表面吸附位点。实验表明,当Cl⁻浓度从100mg/L升至500mg/L时,HEDP的缓蚀效率从92%降至58%。某化工厂不得不将药剂投加量提高2倍(年成本增加¥180万)才能维持防护效果,且高浓度药剂又带来环保风险。 海水淡化除氯