氯離子的物化特性決定去除難度氯離子(Cl?)具有半徑?。?.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且難以通過常規(guī)沉淀分離。與其他陰離子(如SO?2?)相比,Cl?的電荷密度更低,與大多數(shù)金屬離子形成的鹽類(除AgCl、Hg?Cl?外)溶解度極高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性導(dǎo)致Cl?需依賴高能耗或高成本工藝去除,例如處理Cl?=1000mg/L的廢水至<50mg/L,反滲透需壓力>2.5MPa,而化學(xué)沉淀法需過量AgNO?(摩爾比1.5:1)。氯離子腐蝕金屬設(shè)備,需嚴(yán)格控制濃度。上海吸收塔除氯設(shè)備
嬰兒的身體是極為嬌嫩的,各身體功能也尚未發(fā)育完善,因此對(duì)于嬰兒用水是否含有氯離子,必須格外關(guān)注,所以必須要進(jìn)行除氯。自來水中的氯雖然能夠保證飲用水的衛(wèi)生安全,但對(duì)于嬰兒而言,卻可能產(chǎn)生諸多不良影響。如果直接使用未除氯的水給嬰兒洗澡,氯會(huì)強(qiáng)烈刺激嬰兒嬌嫩的皮膚,導(dǎo)致皮膚干燥、瘙癢,甚至引發(fā)過敏反應(yīng),尤其是對(duì)于本身就有皮膚問題的嬰兒,這種刺激會(huì)更加明顯。所以,為了保障嬰兒的健康,嬰兒用水進(jìn)行除氯是非常有必要的。甘肅循壞水除氯設(shè)施氯離子使殺菌劑效果降低40%。
微生物腐蝕的協(xié)同惡化Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導(dǎo)致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環(huán)境垢下Cl?濃度可達(dá)本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規(guī)殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)在Cl?>400mg/L時(shí),碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發(fā),年檢修費(fèi)用增加¥500萬。
氯離子會(huì)與水處理化學(xué)品發(fā)生競爭性反應(yīng):緩蝕劑干擾:HEDP在Cl?>500mg/L時(shí)緩蝕效率從92%暴跌至58%阻垢劑失效:聚羧酸鹽對(duì)CaSO?的分散能力下降40%殺菌劑消耗:Cl?與ClO?反應(yīng)生成無效的ClO??,投加量需提高30%某石化企業(yè)因Cl?超標(biāo)(650mg/L),年度水處理藥劑成本從¥350萬激增至¥800萬,且仍無法控制腐蝕速率。
化學(xué)沉淀法通過投加Ag?、Hg2?或Cu?等金屬離子與Cl?形成難溶鹽。例如,AgNO? + Cl? → AgCl↓ + NO??,Ksp(AgCl)=1.8×10?1?,理論去除率可達(dá)99%。但銀鹽成本高昂,實(shí)際中多采用鈣鹽(如Ca(OH)?)分步沉淀:先調(diào)pH>10.5使Mg2?生成Mg(OH)?,再通CO?降低pH至8.5沉淀CaCO?吸附Cl?。該法適用于氯離子濃度>1000mg/L的廢水,但污泥產(chǎn)量大。
工業(yè)循環(huán)水中的氯離子主要來源于補(bǔ)充水、工藝泄漏以及水處理藥劑。當(dāng)Cl?濃度超過300mg/L時(shí),會(huì)明顯加速碳鋼設(shè)備的點(diǎn)蝕速率(>0.5mm/a),尤其在不銹鋼系統(tǒng)中可能引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)。某石化企業(yè)數(shù)據(jù)顯示,循環(huán)水Cl?從200mg/L升至500mg/L時(shí),換熱器的對(duì)應(yīng)更換頻率增加3倍。氯離子還會(huì)與緩蝕劑競爭吸附在金屬表面,導(dǎo)致緩蝕效率下降40%以上。此外,高氯環(huán)境會(huì)促進(jìn)微生物滋生,形成生物膜下腐蝕(MIC),造成設(shè)備穿孔風(fēng)險(xiǎn)。氯離子使橡膠密封件壽命縮短50%。江西循壞水除氯設(shè)施
氯離子富集,容易造成破壞系統(tǒng)水平衡。上海吸收塔除氯設(shè)備
反滲透(RO)膜對(duì)Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質(zhì)影響。聚酰胺復(fù)合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下對(duì)500mg/L NaCl溶液的脫鹽率為98.5%,但Cl?實(shí)際透過量仍達(dá)7.5mg/L。海水淡化中,Cl?濃度超過1000mg/L時(shí)膜通量衰減速率增加3倍,需每3個(gè)月酸洗(0.1%檸檬酸)。某沿海鋼廠采用"超濾-RO"雙級(jí)系統(tǒng),投資成本¥5.8萬/m3·d,能耗4.2kWh/m3。新興的帶正電納濾膜(如NF90)通過靜電排斥可優(yōu)先截留Cl?,對(duì)Mg2?/Ca2?透過率>90%,特別適用于高硬度廢水。上海吸收塔除氯設(shè)備