循环水中的氯离子(Cl⁻)会破坏碳钢表面的钝化膜,引发局部腐蚀。当Cl⁻浓度超过300mg/L时,其半径小(0.181nm)的特性使其易穿透氧化膜缺陷处,与Fe²⁺形成可溶性FeCl₂,加速金属溶解。某石化企业数据显示,Cl⁻从200mg/L升至500mg/L时,碳钢换热管腐蚀速率从0.1mm/a增至0.8mm/a,设备寿命缩短60%。这种点蚀具有隐蔽性,往往在设备表面出现微小孔洞后才被发现,造成突发性泄漏事故。
氯离子是诱发奥氏体不锈钢SCC的主要因素。当Cl⁻>200mg/L且温度>60℃时,304不锈钢在拉应力作用下会产生穿晶裂纹。某核电厂曾因循环水Cl⁻超标(350mg/L)导致冷凝器管束大规模开裂,单次更换费用达¥1200万。更严重的是,SCC裂纹扩展速度快(可达10mm/月),且常规检测难以发现,极易引发灾难性事故。 氯离子使锅炉蒸汽品质恶化。上海海水淡化除氯
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。陕西海水淡化除氯需求膜污染使除氯效率季度性下降。
头孢类生产废水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,传统空气吹脱法能去除30%且易造成VOCs污染。某药厂采用厌氧折流板反应器(ABR)+好氧颗粒污泥工艺:ABR阶段在HRT=24h、Eh=-350mV时,脱卤球菌(Dehalococcoides)通过还原脱氯将DCM转化为CH₄+Cl⁻,降解率92%;好氧段进一步氧化残余有机物。系统对Cl⁻总去除率达99.8%,沼气产率0.35m³/kgCOD。需注意pH需维持在6.8-7.2,否则脱卤酶活性受抑制。
活性炭对Cl⁻的吸附容量通常低于5mg/g,但可有效去除余氯(HOCl/OCl⁻)。木质炭在pH=6时对HOCl吸附量达28mg/g,其机理为表面羧基的催化分解:C=O + HOCl → COOH + Cl⁻。某自来水厂用椰壳炭滤柱(EBCT=10min)将余氯从2mg/L降至0.05mg/L以下。当水中存在有机物时,腐殖酸会占据50%以上孔隙,导致Cl⁻吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢复90%吸附容量,但重复使用5次后比表面积从1200降至800m²/g。
植物学实验室的检测结果表明,直接用自来水浇花,水中的氯残留量可高达 0.3mg/L,这一数值是植物耐受极限的 6 倍之多。氯气对植物的危害不容小觑,它会损害植物的根系,导致根系活力大幅下降。例如,用含有 0.3mg/L 氯的水浇灌植物 7 天,根系活力就会下降 53%。此外,自来水通常呈碱性,这会引发土壤板结,碳酸钙在土壤中沉积,使土壤的透气性变差;碱性环境还会固化铁元素,导致植物叶片黄化;而且,自来水中的盐分长期累积,甚至存在烧根的风险。所以,为了让植物茁壮成长,浇花用水必须进行除氯处理。零排放系统中氯离子易超饱和。
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%。
氯离子使铜合金发生脱锌腐蚀。浙江源力循坏水除氯设备
氯离子检测需每日校准维护。上海海水淡化除氯
微生物腐蚀的协同恶化Cl⁻是嗜盐菌(如Halomonas)生长的必需元素,其存在导致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蚀微环境垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍(局部腐蚀速率>3mm/年)常规杀菌剂穿透生物膜效率下降70%某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,碳钢管道微生物腐蚀穿孔事故频发,年检修费用增加¥500万。
氯离子会与水处理化学品发生竞争性反应:缓蚀剂干扰:HEDP在Cl⁻>500mg/L时缓蚀效率从92%暴跌至58%阻垢剂失效:聚羧酸盐对CaSO₄的分散能力下降40%杀菌剂消耗:Cl⁻与ClO₂反应生成无效的ClO₃⁻,投加量需提高30%某石化企业因Cl⁻超标(650mg/L),年度水处理药剂成本从¥350万激增至¥800万,且仍无法控制腐蚀速率。 上海海水淡化除氯