電滲析(ED)技術是采用基于壓濾原理的膜堆來去除水中的氯。膜堆由陽離子和陰離子膜組成,水溶液在通過膜對之間的細胞時,氯離子在電場的作用下會定向移動,從而實現與水的分離。該技術能夠大幅降低水中的氯離子含量,產生高純度的稀釋液,氯的去除率可高達 99%。而且,與其他一些處理系統相比,電滲析設備幾乎不需要太多的維護。不過,由于水中的鈣和二氧化硅等物質會損壞膜堆,所以在使用前同樣需要配備預處理系統,并且膜一旦損壞,更換的成本較高。離子交換樹脂易受污染,需定期再生。陜西循壞水除氯需求
氯堿電解槽產生的尾氣含Cl? 3-8%,傳統采用兩級堿洗(NaOH 15%):首級吸收率>99%,生成NaClO(pH>12),次級補充Na?SO?還原殘余Cl?。某企業改造為"堿洗-催化氧化"工藝,在CuO/γ-Al?O?催化劑(200℃)下將Cl?轉化為HCl回收,氯排放從50mg/m3降至1mg/m3以下。關鍵控制點是避免尾氣中H?濃度達易爆極限(4-75%),需安裝在線紅外分析儀。新型離子液體吸收劑(如[BMIM]PF?)對Cl?的亨利系數低至0.12kPa·m3/mol,吸收容量達傳統堿液的3倍。廣東源力循壞水除氯除硬氯酸鹽副產物有毒,需額外處理。
氯離子是微生物生長的必需元素,其存在會明顯加速硫酸鹽還原菌(SRB)等腐蝕性菌群的繁殖。某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl?濃度可達本體水的20倍,造成碳鋼設備點蝕速率高達3mm/a。更嚴重的是,常規殺菌劑對生物膜內菌群效果有限,必須配合物理清洗才能控制。
PVC材質冷卻塔填料在Cl?>500mg/L的環境中,分子鏈中的C-Cl鍵會逐漸斷裂,5年后抗拉強度下降40%。某電廠曾發生填料大面積坍塌事故,直接損失¥300萬。雖然玻璃鋼填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安裝維護要求更高。
提高循環水濃縮倍數是節水關鍵,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)。必須在節水與防腐之間尋找平衡點。
中水回用、海水淡化等節水措施會引入大量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,非常規水源難以大規模應用。
系統停用時,局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發現,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。 氯離子使殺菌劑效果降低40%。
微生物腐蝕的協同惡化Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長的必需元素,其存在導致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蝕微環境垢下Cl?濃度可達本體水的20倍(局部腐蝕速率>3mm/年)常規殺菌劑穿透生物膜效率下降70%某煉油廠循環水系統在Cl?>400mg/L時,碳鋼管道微生物腐蝕穿孔事故頻發,年檢修費用增加¥500萬。
氯離子會與水處理化學品發生競爭性反應:緩蝕劑干擾:HEDP在Cl?>500mg/L時緩蝕效率從92%暴跌至58%阻垢劑失效:聚羧酸鹽對CaSO?的分散能力下降40%殺菌劑消耗:Cl?與ClO?反應生成無效的ClO??,投加量需提高30%某石化企業因Cl?超標(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。 零排放系統中氯離子易超飽和。貴州數據中心除氯需求
反滲透除氯能耗高,但效率可達95%以上。陜西循壞水除氯需求
反滲透(RO)膜對Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質影響。聚酰胺復合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下對500mg/L NaCl溶液的脫鹽率為98.5%,但Cl?實際透過量仍達7.5mg/L。海水淡化中,Cl?濃度超過1000mg/L時膜通量衰減速率增加3倍,需每3個月酸洗(0.1%檸檬酸)。某沿海鋼廠采用"超濾-RO"雙級系統,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)通過靜電排斥可優先截留Cl?,對Mg2?/Ca2?透過率>90%,特別適用于高硬度廢水。陜西循壞水除氯需求