循環(huán)水中的氯離子(Cl?)會破壞碳鋼表面的鈍化膜,引發(fā)局部腐蝕。當Cl?濃度超過300mg/L時,其半徑小(0.181nm)的特性使其易穿透氧化膜缺陷處,與Fe2?形成可溶性FeCl?,加速金屬溶解。某石化企業(yè)數(shù)據(jù)顯示,Cl?從200mg/L升至500mg/L時,碳鋼換熱管腐蝕速率從0.1mm/a增至0.8mm/a,設備壽命縮短60%。這種點蝕具有隱蔽性,往往在設備表面出現(xiàn)微小孔洞后才被發(fā)現(xiàn),造成突發(fā)性泄漏事故。
氯離子是誘發(fā)奧氏體不銹鋼SCC的主要因素。當Cl?>200mg/L且溫度>60℃時,304不銹鋼在拉應力作用下會產(chǎn)生穿晶裂紋。某核電廠曾因循環(huán)水Cl?超標(350mg/L)導致冷凝器管束大規(guī)模開裂,單次更換費用達¥1200萬。更嚴重的是,SCC裂紋擴展速度快(可達10mm/月),且常規(guī)檢測難以發(fā)現(xiàn),極易引發(fā)災難性事故。 氯離子檢測需避免ORP干擾。內(nèi)蒙古源力循壞水除氯
頭孢類生產(chǎn)廢水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,傳統(tǒng)空氣吹脫法能去除30%且易造成VOCs污染。某藥廠采用厭氧折流板反應器(ABR)+好氧顆粒污泥工藝:ABR階段在HRT=24h、Eh=-350mV時,脫鹵球菌(Dehalococcoides)通過還原脫氯將DCM轉(zhuǎn)化為CH?+Cl?,降解率92%;好氧段進一步氧化殘余有機物。系統(tǒng)對Cl?總?cè)コ蔬_99.8%,沼氣產(chǎn)率0.35m3/kgCOD。需注意pH需維持在6.8-7.2,否則脫鹵酶活性受抑制。
活性炭對Cl?的吸附容量通常低于5mg/g,但可有效去除余氯(HOCl/OCl?)。木質(zhì)炭在pH=6時對HOCl吸附量達28mg/g,其機理為表面羧基的催化分解:C=O + HOCl → COOH + Cl?。某自來水廠用椰殼炭濾柱(EBCT=10min)將余氯從2mg/L降至0.05mg/L以下。當水中存在有機物時,腐殖酸會占據(jù)50%以上孔隙,導致Cl?吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢復90%吸附容量,但重復使用5次后比表面積從1200降至800m2/g。 浙江源力循壞水除氯氯離子使橡膠密封件壽命縮短50%。
植物學實驗室的檢測結果表明,直接用自來水澆花,水中的氯殘留量可高達 0.3mg/L,這一數(shù)值是植物耐受極限的 6 倍之多。氯氣對植物的危害不容小覷,它會損害植物的根系,導致根系活力大幅下降。例如,用含有 0.3mg/L 氯的水澆灌植物 7 天,根系活力就會下降 53%。此外,自來水通常呈堿性,這會引發(fā)土壤板結,碳酸鈣在土壤中沉積,使土壤的透氣性變差;堿性環(huán)境還會固化鐵元素,導致植物葉片黃化;而且,自來水中的鹽分長期累積,甚至存在燒根的風險。所以,為了讓植物茁壯成長,澆花用水必須進行除氯處理。
通過排放高氯循環(huán)水并補充新水的置換法,在水資源緊張地區(qū)經(jīng)濟性差。以10000m3/h系統(tǒng)為例,每降低100mg/L Cl?需排放20%水量,年耗水量增加50萬噸。該方法還存在以下問題:1)無法應對突發(fā)性氯污染(如工藝介質(zhì)泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需額外處理;3)頻繁補水導致系統(tǒng)水質(zhì)波動,影響水處理藥劑效果。某電廠實踐表明,采用該法后年運行成本增加120萬元。
采用強堿陰樹脂處理循環(huán)水時面臨多重挑戰(zhàn):1)高硬度(Ca2?>500mg/L)會導致樹脂鈣污染,交換容量半年內(nèi)下降40%;2)再生產(chǎn)生的含鹽廢水(NaCl 8-10%)需專門處理;3)樹脂氧化破裂后釋放季銨基團可能形成致病物NDMA。某化工廠運行數(shù)據(jù)顯示,處理Cl?=300mg/L的循環(huán)水時,噸水處理成本達¥18-22,是其他方法的3-5倍。 除氯工藝選擇需綜合評估成本。
自然揮發(fā)法堪稱超級經(jīng)濟實惠的 “懶人除氯法”。其原理基于氯氣極易揮發(fā)的特性,通過靜置或晾曬,能促使氯氣自然地從水中逸散出去。操作時,只需將自來水裝入開口容器,像水桶就行,然后放置在通風良好或者陽光充足的地方。在夏季高溫時,氯氣揮發(fā)速度較快,通常靜置 24 小時左右即可;而到了冬季,由于氣溫低,氯氣揮發(fā)變得緩慢,這就需要延長至 2 - 3 天。然而,這種方法也存在明顯弊端,那就是耗時太長,要是遇到急需用水的情況,比如臨時要給魚缸換水,就不太能派上用場了?;瘜W沉淀法成本高,適合高濃度氯廢水。內(nèi)蒙古源力循壞水除氯
離子交換樹脂易受污染,需定期再生。內(nèi)蒙古源力循壞水除氯
提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是節(jié)水關鍵,但Cl?的積累會制約這一措施。某化工廠原設計濃縮倍數(shù)5倍,因Cl?超標(>800mg/L)被迫降至3倍,年補水量增加50萬噸(成本¥75萬)。必須在節(jié)水與防腐之間尋找平衡點。
中水回用、海水淡化等節(jié)水措施會引入大量Cl?。某濱海電廠采用海水淡化水作補充水,使循環(huán)水Cl?達650mg/L,所有碳鋼設備需更換為鈦合金,總投資增加¥1.2億。不解決除氯問題,非常規(guī)水源難以大規(guī)模應用。
系統(tǒng)停用時,局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發(fā)現(xiàn),碳鋼管線低點處Cl?濃度達5000mg/L,造成深度點蝕(>3mm)。必須采用氮氣密封+干燥劑保護,單次停機成本增加¥20萬。 內(nèi)蒙古源力循壞水除氯