工業(yè)循環(huán)水中的氯離子主要來(lái)源于補(bǔ)充水、工藝泄漏以及水處理藥劑。當(dāng)Cl?濃度超過(guò)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(jìng)爭(zhēng)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)?;瘜W(xué)沉淀法成本高,適合高濃度氯廢水。廣東循壞水除氯
Cl?是嗜鹽菌(如Halomonas)生長(zhǎng)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(wàn)。
Cl?與Ca2?、Mg2?形成的沉積物具有特殊危害:導(dǎo)熱系數(shù)0.5W/(m·K),是不銹鋼的1/30多孔結(jié)構(gòu)吸附腐蝕產(chǎn)物,形成惡性循環(huán)1mm厚氯鹽垢層使換熱效率降低25%某熱電廠的蒸汽冷凝器因Cl?沉積,年多耗標(biāo)煤8000噸,直接經(jīng)濟(jì)損失¥640萬(wàn)。 廣東數(shù)據(jù)中心除氯需求氯離子檢測(cè)需避免ORP干擾。
電化學(xué)除氯效率取決于陽(yáng)極氧化電位和析氯過(guò)電位。鈦基涂層電極(DSA)中,IrO?-Ta?O?陽(yáng)極在1.8V(vs SHE)時(shí)析氯電流效率達(dá)85%,而RuO?涂層易因Cl?氧化生成ClO??副產(chǎn)物。某化工廠電解處理含Cl? 3000mg/L廢水,采用脈沖電源(頻率100Hz,占空比1:3)比直流電節(jié)能22%,但極板間距需控制在5mm以內(nèi)以防歐姆損耗。石墨烯修飾的硼摻雜金剛石(BDD)陽(yáng)極可將氯代烴(如氯苯)完全礦化為CO?,礦化電流效率達(dá)91%,但成本高達(dá)¥8000/m2。
自然揮發(fā)法堪稱超級(jí)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 “懶人除氯法”。其原理基于氯氣極易揮發(fā)的特性,通過(guò)靜置或晾曬,能促使氯氣自然地從水中逸散出去。操作時(shí),只需將自來(lái)水裝入開口容器,像水桶就行,然后放置在通風(fēng)良好或者陽(yáng)光充足的地方。在夏季高溫時(shí),氯氣揮發(fā)速度較快,通常靜置 24 小時(shí)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(zhǎng)至 2 - 3 天。然而,這種方法也存在明顯弊端,那就是耗時(shí)太長(zhǎng),要是遇到急需用水的情況,比如臨時(shí)要給魚缸換水,就不太能派上用場(chǎng)了。生物法除氯周期長(zhǎng),適合有機(jī)氯。
SWRO工藝產(chǎn)生的濃鹽水Cl?濃度達(dá)35g/L,直接排放會(huì)危害海洋生態(tài)。某項(xiàng)目采用"電滲析-分質(zhì)結(jié)晶"技術(shù):先用選擇性陰膜(如ACS)分離Cl?/SO?2?,Cl?濃縮至80g/L后進(jìn)入電解槽生產(chǎn)NaOH和Cl?;剩余Na?SO?溶液蒸發(fā)結(jié)晶純度達(dá)99.9%。系統(tǒng)能耗14kWh/m3,但副產(chǎn)品年收益¥600萬(wàn)(規(guī)模10萬(wàn)m3/d)。抗污染膜需每月用0.5%EDTA-Na?清洗,電流效率隨運(yùn)行時(shí)間從85%降至65%。
鋅冶煉過(guò)程中Cl?(來(lái)自鋅精礦)在高溫下生成ZnCl?(沸點(diǎn)732℃),腐蝕換熱器管壁。某冶煉廠在煙氣洗滌塔前增設(shè)Na?CO?噴霧系統(tǒng)(150℃),使Cl?以NaCl形式固定,腐蝕速率從1.2mm/a降至0.05mm/a。關(guān)鍵參數(shù)為氣液比3000:1、Na?CO?過(guò)量系數(shù)1.5,投資回報(bào)期8個(gè)月。同步監(jiān)測(cè)Cl?需采用高溫離子色譜(檢測(cè)限0.1ppm),傳統(tǒng)冷阱法誤差達(dá)±15%。 除氯系統(tǒng)需考慮濃水處置方案。湖南吸收塔除氯除硬
氯離子與阻垢劑競(jìng)爭(zhēng),降低效率。廣東循壞水除氯
對(duì)于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)葉片腐蝕。某電廠因除氧器效率下降使Cl?帶入蒸汽系統(tǒng),高壓缸葉片出現(xiàn)氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋,大修費(fèi)用達(dá)¥2000萬(wàn)。必須將蒸汽Cl?控制在0.01mg/L以下,這對(duì)循環(huán)水Cl?提出了更嚴(yán)格的要求。
氯離子會(huì)與聚羧酸類阻垢劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使其分散能力下降40%。某鋼廠循環(huán)水在Cl?>600mg/L時(shí),必須將阻垢劑投加量從5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150萬(wàn)),且仍無(wú)法完全避免CaSO?沉積。 廣東循壞水除氯