工业除氯是指通过物理、化学或生物方法去除水、气体或固体物料中氯元素或其化合物的过程。氯在工业废水中常以氯离子(Cl⁻)、次氯酸盐(ClO⁻)或有机氯化物形式存在,可能腐蚀设备或污染环境。常见技术包括化学沉淀、离子交换、膜分离和吸附法。例如,电镀废水中的氯离子可通过银盐沉淀生成AgCl去除,但成本较高。近年来,新型复合材料如负载型纳米零价铁(nZVI)因高效还原性成为研究热点。
氯污染主要来自化工、制药、造纸和冶金行业。农药生产中含氯有机物(如DDT)、聚氯乙烯(PVC)加工释放的氯乙烯单体(VCM)以及海水淡化浓盐水均含高浓度氯。例如,氯碱工业每生产1吨烧碱约排放2.5kg氯气。这些污染物需通过尾气洗涤(如碱液吸收Cl₂生成NaClO)或深度氧化(如UV/ClO₂工艺)处理,以符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的氯离子限值(500mg/L)。 氯离子使铜合金发生脱锌腐蚀。宁夏海水淡化除氯设备
工业循环水中的氯离子主要来源于补充水、工艺泄漏以及水处理药剂。当Cl⁻浓度超过300mg/L时,会明显加速碳钢设备的点蚀速率(>0.5mm/a),尤其在不锈钢系统中可能引发应力腐蚀开裂(SCC)。某石化企业数据显示,循环水Cl⁻从200mg/L升至500mg/L时,换热器的对应更换频率增加3倍。氯离子还会与缓蚀剂竞争吸附在金属表面,导致缓蚀效率下降40%以上。此外,高氯环境会促进微生物滋生,形成生物膜下腐蚀(MIC),造成设备穿孔风险。新疆吸收塔除氯除硬系统智能控制系统可优化除氯效率。
气泵中灯光法除氯的效率相对较高。以处理 50 公斤水为例,使用气量大的气泵将水吹开,增加水与空气的接触面积,再用 100W 的灯泡照射,大约半小时后,水就可以使用了。气泵吹水能够加速氯气的挥发,而灯泡照射产生的热量也有助于氯气的分解,两者相互配合,能够快速实现除氯,满足紧急用水的需求。
洗衣机困水法是利用洗衣机快速旋转的水流,来加速氯气的挥发。将清水装入洗衣机中,按下强洗键,让水快速旋转 5 分钟左右,即可使用。这种方法方便快捷,尤其适合家庭大量用水时的除氯需求,比如清洗蔬菜水果等,能够在短时间内处理大量的水。
通过蒸发和蒸馏的方法也可以从水或废水中对氯离子进行去除。在蒸发过程中,水会变成蒸汽上升,而氯化物等污染物则会留在剩余的液体中;蒸馏机械通过精确地控制温度等条件,能够几乎完全去除水中的氯化物。从蒸发和蒸馏过程中,可以获得高纯度的馏出物,蒸发器的维护需求相对膜系统来说较少,处理结果也较为稳定。但是,工业蒸发器的成本较高,能源消耗也很大,不过新型的 MVR 蒸发器能够使能耗减少 70%,在一定程度上缓解了能耗高的问题。膜污染使除氯效率季度性下降。
可以选用汽水瓶自制简易的活性炭过滤器,在汽水瓶底部打上十余个小孔,在瓶内放满活性炭,瓶口用软管相套,让自来水经过装满活性炭的过滤瓶滴下。活性炭能够吸附水中的氯气和杂质,经过这样过滤后的水,氯含量会大幅降低,可以用于多种生活场景,如浇花、养鱼等。
铋系物质可以用于含氯溶液的除氯,像 bi2o3、bi (no3) 3 等。其原理是铋离子与氯离子结合,形成难溶的氯氧化铋物质。在处理含氯溶液时,将铋系物质与含氯溶液混合,控制合适的条件,比如溶液的 pH 值保持在 0.1 - 7,温度控制在 10 - 50℃,搅拌 5 - 480min,除氯效率可以达到 90% 以上,而且得到的除氯产物还可以作为功能材料使用,或者进行脱氯再循环。 氯离子穿透不锈钢钝化膜,引发点蚀。青海数据中心除氯
氯酸盐副产物有毒,需额外处理。宁夏海水淡化除氯设备
化学沉淀法处理循环水时产生大量含氯污泥。以Ca(OH)₂为例,处理Cl⁻=500mg/L的循环水时,每吨水产生3.5kg含水率80%的CaCl₂污泥。这些污泥因含有重金属杂质被归类为危废,专业处置费用高达¥5000/吨。某电厂采用板框压滤机脱水,但滤布因CaCl₂吸湿性导致堵塞,每月需更换(成本¥2万/次)。
活性炭对循环水中Cl⁻的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企业采用活性炭滤塔处理旁流循环水(Cl⁻=200mg/L),运行7天后穿透,年消耗炭量达50吨(成本¥150万),但出水Cl⁻降至150mg/L。主要问题包括:1)pH>8时吸附量下降60%;2)有机物竞争吸附;3)热再生导致炭损耗20%。
宁夏海水淡化除氯设备