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。 電解除氯副產(chǎn)物多,需控制電流密度。浙江工業(yè)除氯除硬
氯離子是微生物生長的必需元素,其存在會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,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl?濃度可達本體水的20倍,造成碳鋼設備點蝕速率高達3mm/a。更嚴重的是,常規(guī)殺菌劑對生物膜內(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鍵會逐漸斷裂,5年后抗拉強度下降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,且安裝維護要求更高。 貴州海水淡化除氯除硬氯離子與阻垢劑競爭,降低效率。
物理加速法能夠快速實現(xiàn)除氯,堪稱除氯領域的 “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。
如果含氯廢水在未經(jīng)處理的情況下直接排入自然的水源之中,將會帶來極大的危害。氯離子會嚴重惡化水質(zhì),對漁業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴重影響,導致減產(chǎn)甚至絕收。同時,氯離子還具有很強的腐蝕性,會對鋼鐵等金屬管道造成腐蝕,使管道的耐久性降低,明顯縮短其使用壽命。例如,一些工業(yè)區(qū)域的排水管道,由于長期接觸含氯廢水,管壁逐漸變薄,甚至出現(xiàn)漏洞,后期的維修成本極其高昂。所以,含氯廢水必須經(jīng)過嚴格處理,達標后才能排放。
氯離子使鍋爐蒸汽品質(zhì)惡化。
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。當水中存在有機物時,腐殖酸會占據(jù)50%以上孔隙,導致Cl?吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢復90%吸附容量,但重復使用5次后比表面積從1200降至800m2/g。 氯離子使銅合金發(fā)生脫鋅腐蝕。貴州吸收塔除氯設施
氯離子使橡膠密封件壽命縮短50%。浙江工業(yè)除氯除硬
煮沸法是一種傳統(tǒng)但十分高效的除氯方法。當對自來水進行加熱時,水中的氯氣會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,其溶氧會有所降低,所以對于養(yǎng)魚等對溶氧要求較高的場景,在使用煮沸除氯后的水時需格外謹慎。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菌,從而明顯提升飲用水的安全性。比如,我們在家中燒開水時,隨著水溫不斷升高,會看到水面出現(xiàn)一些小氣泡,這其實就是氯氣揮發(fā)的現(xiàn)象。浙江工業(yè)除氯除硬