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)。 钛合金耐氯腐蚀,但成本昂贵。黑龙江海水淡化除氯需求

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%。
广东海水淡化除氯高氯环境使换热器结垢速率翻倍。

黄铜(如HAl77-2)在含氯环境中会发生选择性腐蚀,锌元素优先溶出,导致材料强度丧失。某电厂凝汽器铜管在Cl⁻=400mg/L条件下,3年内壁厚减薄达40%,被迫提前更换。这种腐蚀还会造成管壁粗糙度增加,使换热效率下降25%以上,直接影响机组经济运行。
循环水常用的有机膦酸类缓蚀剂(如HEDP)会与Cl⁻竞争金属表面吸附位点。实验表明,当Cl⁻浓度从100mg/L升至500mg/L时,HEDP的缓蚀效率从92%降至58%。某化工厂不得不将药剂投加量提高2倍(年成本增加¥180万)才能维持防护效果,且高浓度药剂又带来环保风险。
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。检修期间氯腐蚀风险升高10倍。

通过排放高氯循环水并补充新水的置换法,在水资源紧张地区经济性差。以10000m³/h系统为例,每降低100mg/L Cl⁻需排放20%水量,年耗水量增加50万吨。该方法还存在以下问题:1)无法应对突发性氯污染(如工艺介质泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需额外处理;3)频繁补水导致系统水质波动,影响水处理药剂效果。某电厂实践表明,采用该法后年运行成本增加120万元。
采用强碱阴树脂处理循环水时面临多重挑战:1)高硬度(Ca²⁺>500mg/L)会导致树脂钙污染,交换容量半年内下降40%;2)再生产生的含盐废水(NaCl 8-10%)需专门处理;3)树脂氧化破裂后释放季铵基团可能形成致病物NDMA。某化工厂运行数据显示,处理Cl⁻=300mg/L的循环水时,吨水处理成本达¥18-22,是其他方法的3-5倍。 化学清洗废液含氯,处置成本高。黑龙江海水淡化除氯除硬系统
氯离子使橡胶密封件寿命缩短50%。黑龙江海水淡化除氯需求
氯离子与Ca²⁺、Mg²⁺等形成的沉积物(如CaCl₂·6H₂O)会明显降低换热系数。实测数据显示,当管壁结垢厚度达1mm时,蒸汽机组热效率下降8%,相当于年多耗标煤1500吨(损失¥120万)。且氯盐垢层疏松多孔,更难通过常规化学清洗去除。
氯离子会加速橡胶密封材料的老化。EPDM橡胶在Cl⁻>300mg/L的水中,3年后硬度(Shore A)从60升至75,密封性能完全丧失。某化工厂泵用机械密封平均寿命从5年缩短至2年,年更换费用增加¥80万。改用氟橡胶虽可改善,但材料成本增加5倍。 黑龙江海水淡化除氯需求