氯離子的物化特性決定去除難度氯離子(Cl?)具有半徑小(0.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且難以通過常規沉淀分離。與其他陰離子(如SO?2?)相比,Cl?的電荷密度更低,與大多數金屬離子形成的鹽類(除AgCl、Hg?Cl?外)溶解度極高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性導致Cl?需依賴高能耗或高成本工藝去除,例如處理Cl?=1000mg/L的廢水至<50mg/L,反滲透需壓力>2.5MPa,而化學沉淀法需過量AgNO?(摩爾比1.5:1)。除氯工藝選擇需綜合評估成本。貴州海水淡化除氯除硬系統
Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環境垢下Cl?濃度可達本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發,年檢修費用增加¥500萬。
Cl?與Ca2?、Mg2?形成的沉積物具有特殊危害:導熱系數0.5W/(m·K),是不銹鋼的1/30多孔結構吸附腐蝕產物,形成惡性循環1mm厚氯鹽垢層使換熱效率降低25%某熱電廠的蒸汽冷凝器因Cl?沉積,年多耗標煤8000噸,直接經濟損失¥640萬。 循壞水除氯設備氯離子使循環水濃縮倍數受限。
煮沸法是一種傳統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,會看到水面出現一些小氣泡,這其實就是氯氣揮發的現象。
氣泵中燈光法除氯的效率相對較高。以處理 50 公斤水為例,使用氣量大的氣泵將水吹開,增加水與空氣的接觸面積,再用 100W 的燈泡照射,大約半小時后,水就可以使用了。氣泵吹水能夠加速氯氣的揮發,而燈泡照射產生的熱量也有助于氯氣的分解,兩者相互配合,能夠快速實現除氯,滿足緊急用水的需求。
洗衣機困水法是利用洗衣機快速旋轉的水流,來加速氯氣的揮發。將清水裝入洗衣機中,按下強洗鍵,讓水快速旋轉 5 分鐘左右,即可使用。這種方法方便快捷,尤其適合家庭大量用水時的除氯需求,比如清洗蔬菜水果等,能夠在短時間內處理大量的水。 蒸汽系統氯含量需<0.1mg/L。
頭孢類生產廢水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,傳統空氣吹脫法能去除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轉化為CH?+Cl?,降解率92%;好氧段進一步氧化殘余有機物。系統對Cl?總去除率達99.8%,沼氣產率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。 氯離子使鍋爐蒸汽品質惡化。內蒙古源力循壞水除氯設備
高氯環境使換熱器結垢速率翻倍。貴州海水淡化除氯除硬系統
微生物腐蝕的協同惡化Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環境垢下Cl?濃度可達本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發,年檢修費用增加¥500萬。
氯離子會與水處理化學品發生競爭性反應:緩蝕劑干擾:HEDP在Cl?>500mg/L時緩蝕效率從92%暴跌至58%阻垢劑失效:聚羧酸鹽對CaSO?的分散能力下降40%殺菌劑消耗:Cl?與ClO?反應生成無效的ClO??,投加量需提高30%某石化企業因Cl?超標(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。 貴州海水淡化除氯除硬系統