自然挥发法堪称超级经济实惠的 “懒人除氯法”。其原理基于氯气极易挥发的特性,通过静置或晾晒,能促使氯气自然地从水中逸散出去。操作时,只需将自来水装入开口容器,像水桶就行,然后放置在通风良好或者阳光充足的地方。在夏季高温时,氯气挥发速度较快,通常静置 24 小时左右即可;而到了冬季,由于气温低,氯气挥发变得缓慢,这就需要延长至 2 - 3 天。然而,这种方法也存在明显弊端,那就是耗时太长,要是遇到急需用水的情况,比如临时要给鱼缸换水,就不太能派上用场了。在线监测氯浓度误差需控制在±10%。天津吸收塔除氯除硬系统
化学沉淀法通过投加金属离子与氯离子形成难溶盐实现去除。常用沉淀剂包括硝酸银(AgNO₃)、硫酸铜(CuSO₄)和石灰(Ca(OH)₂)。以银盐为例,反应Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓的溶度积Ksp=1.8×10⁻¹⁰,理论上可使Cl⁻浓度降至0.01mg/L以下。某PCB厂采用分级沉淀工艺:先加CuSO₄去除80%氯离子(形成CuCl),再用AgNO₃深度处理,出水Cl⁻<5mg/L。但污泥中AgCl需通过氰反应浸出回收银,处理成本约¥120/m³。新型复合沉淀剂如[Ag(NH₃)₂]⁺可减少银用量30%,pH适应范围扩至4-10。吉林循坏水除氯氯离子在垢下浓缩,加剧腐蚀。
金属设备的腐蚀加速氯离子(Cl⁻)是引发金属腐蚀的主要促进因子之一。其离子半径0.181nm,可穿透不锈钢钝化膜缺陷处,与基体金属(如Fe²⁺)形成可溶性氯化物,导致:碳钢:Cl⁻>300mg/L时点蚀速率超1mm/年(较纯水环境快20倍)不锈钢:304不锈钢在Cl⁻>200mg/L+60℃时应力腐蚀开裂(SCC)风险激增铜合金:诱发脱锌腐蚀,黄铜管3年壁厚损失可达40%某滨海电厂实测数据显示,循环水Cl⁻从100mg/L升至500mg/L后,碳钢换热器更换频率由5年/台缩短至1.5年/台,单台设备更换成本超¥80万。
提高循环水浓缩倍数是节水关键,但Cl⁻的积累会制约这一措施。某化工厂原设计浓缩倍数5倍,因Cl⁻超标(>800mg/L)被迫降至3倍,年补水量增加50万吨(成本¥75万)。必须在节水与防腐之间寻找平衡点。
中水回用、海水淡化等节水措施会引入大量Cl⁻。某滨海电厂采用海水淡化水作补充水,使循环水Cl⁻达650mg/L,所有碳钢设备需更换为钛合金,总投资增加¥1.2亿。不解决除氯问题,非常规水源难以大规模应用。
系统停用时,局部Cl⁻可能浓缩至正常值的10倍。某化工厂检修后发现,碳钢管线低点处Cl⁻浓度达5000mg/L,造成深度点蚀(>3mm)。必须采用氮气密封+干燥剂保护,单次停机成本增加¥20万。 氯酸盐副产物有毒,需额外处理。
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。氯污染使冷却塔填料寿命缩短。山西循坏水除氯除硬系统
氯离子与阻垢剂竞争,降低效率。天津吸收塔除氯除硬系统
氯碱电解槽产生的尾气含Cl₂ 3-8%,传统采用两级碱洗(NaOH 15%):首级吸收率>99%,生成NaClO(pH>12),次级补充Na₂SO₃还原残余Cl₂。某企业改造为"碱洗-催化氧化"工艺,在CuO/γ-Al₂O₃催化剂(200℃)下将Cl₂转化为HCl回收,氯排放从50mg/m³降至1mg/m³以下。关键控制点是避免尾气中H₂浓度达易爆极限(4-75%),需安装在线红外分析仪。新型离子液体吸收剂(如[BMIM]PF₆)对Cl₂的亨利系数低至0.12kPa·m³/mol,吸收容量达传统碱液的3倍。天津吸收塔除氯除硬系统