2025-07-03 10:25:48
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Cl?生成NaClO)或深度氧化(如UV/ClO?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)。 氯离子穿透不锈钢钝化膜,引发点蚀。安徽数据中心除氯设备
氯碱电解槽产生的尾气含Cl? 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Na?SO?还原残余Cl?。某企业改造为"碱洗-催化氧化"工艺,在CuO/γ-Al?O?催化剂(200℃)下将Cl?转化为HCl回收,氯排放从50mg/m?降至1mg/m?以下。关键控制点是避免尾气中H?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]PF?)对Cl?的亨利系数低至0.12kPa·m?/mol,吸收容量达传统碱液的3倍。江苏海水淡化除氯除硬除氯系统需考虑浓水处置方案。
氯离子的物化特性决定去除难度氯离子(Cl?)具有半径小(0.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且难以通过常规沉淀分离。与其他阴离子(如SO???)相比,Cl?的电荷密度更低,与大多数金属离子形成的盐类(除AgCl、Hg?Cl?外)溶解度极高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性导致Cl?需依赖高能耗或高成本工艺去除,例如处理Cl?=1000mg/L的废水至<50mg/L,反渗透需压力>2.5MPa,而化学沉淀法需过量AgNO?(摩尔比1.5:1)。
强碱性阴离子交换树脂(如Amberlite IRA-900)的季铵基团(-N?(CH?)?)对Cl?选择性系数达2.5,交换容量1.8-2.2eq/L。某热电厂循环水处理中,树脂柱在流速20BV/h时可将Cl?从1500mg/L降至50mg/L,但SO???共存时会竞争吸附(选择性比SO???:Cl?=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量约为Cl?摩尔量的1.2倍。新型耐氧化树脂(如接枝聚乙烯亚胺)在余氯10mg/L环境下使用寿命延长至7年,但交换容量降低15%。实际运行需监控树脂溶胀率,温度超过40℃会导致交联结构破坏。检修期间氯腐蚀风险升高10倍。
反渗透(RO)膜对Cl?的截留率受膜材料、压力和水质影响。聚酰胺复合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下对500mg/L NaCl溶液的脱盐率为98.5%,但Cl?实际透过量仍达7.5mg/L。海水淡化中,Cl?浓度超过1000mg/L时膜通量衰减速率增加3倍,需每3个月酸洗(0.1%柠檬酸)。某沿海钢厂采用"超滤-RO"双级系统,投资成本¥5.8万/m?·d,能耗4.2kWh/m?。新兴的带正电纳滤膜(如NF90)通过静电排斥可优先截留Cl?,对Mg??/Ca??透过率>90%,特别适用于高硬度废水。电渗析适合中等盐度水的氯去除。吉林海水淡化除氯设施
蒸汽系统氯含量需