化学沉淀法通过投加金属离子与氯离子形成难溶盐实现去除。常用沉淀剂包括硝酸银(AgNO₃)、硫酸铜(CuSO₄)和石灰(Ca(OH)₂)。以银盐为例,反应Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓的溶度积Ksp=1.8×10⁻¹⁰,理论上可使Cl⁻浓度降至0.01mg/L以下。某PCB厂采用分级沉淀工艺:先加CuSO₄去除80%氯离子(形成CuCl),再用AgNO₃深度处理,出水Cl⁻<5mg/L。但污泥中AgCl需通过氰反应浸出回收银,处理成本约¥120/m³。新型复合沉淀剂如[Ag(NH₃)₂]⁺可减少银用量30%,pH适应范围扩至4-10。活性炭吸附适合低氯深度处理。湖北海水淡化除氯

对于锅炉给水系统,即使微量Cl⁻(>0.1mg/L)也会导致汽轮机叶片腐蚀。某电厂因除氧器效率下降使Cl⁻带入蒸汽系统,高压缸叶片出现氯化物应力腐蚀裂纹,大修费用达¥2000万。必须将蒸汽Cl⁻控制在0.01mg/L以下,这对循环水Cl⁻提出了更严格的要求。
氯离子会与聚羧酸类阻垢剂发生络合反应,使其分散能力下降40%。某钢厂循环水在Cl⁻>600mg/L时,必须将阻垢剂投加量从5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150万),且仍无法完全避免CaSO₄沉积。 湖北海水淡化除氯蒸汽系统氯含量需<0.1mg/L。

电渗析(ED)技术是采用基于压滤原理的膜堆来去除水中的氯。膜堆由阳离子和阴离子膜组成,水溶液在通过膜对之间的细胞时,氯离子在电场的作用下会定向移动,从而实现与水的分离。该技术能够大幅降低水中的氯离子含量,产生高纯度的稀释液,氯的去除率可高达 99%。而且,与其他一些处理系统相比,电渗析设备几乎不需要太多的维护。不过,由于水中的钙和二氧化硅等物质会损坏膜堆,所以在使用前同样需要配备预处理系统,并且膜一旦损坏,更换的成本较高。
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)。 氯离子富集,容易造成破坏系统水平衡。

氯离子是微生物生长的必需元素,其存在会明显加速硫酸盐还原菌(SRB)等腐蚀性菌群的繁殖。某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍,造成碳钢设备点蚀速率高达3mm/a。更严重的是,常规杀菌剂对生物膜内菌群效果有限,必须配合物理清洗才能控制。
PVC材质冷却塔填料在Cl⁻>500mg/L的环境中,分子链中的C-Cl键会逐渐断裂,5年后抗拉强度下降40%。某电厂曾发生填料大面积坍塌事故,直接损失¥300万。虽然玻璃钢填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安装维护要求更高。 除氯工艺需配合水质调节使用。内蒙古数据中心除氯
除氯工艺选择需综合评估成本。湖北海水淡化除氯
头孢类生产废水含二氯甲烷(DCM)500-2000mg/L,传统空气吹脱法能去除30%且易造成VOCs污染。某药厂采用厌氧折流板反应器(ABR)+好氧颗粒污泥工艺:ABR阶段在HRT=24h、Eh=-350mV时,脱卤球菌(Dehalococcoides)通过还原脱氯将DCM转化为CH₄+Cl⁻,降解率92%;好氧段进一步氧化残余有机物。系统对Cl⁻总去除率达99.8%,沼气产率0.35m³/kgCOD。需注意pH需维持在6.8-7.2,否则脱卤酶活性受抑制。
活性炭对Cl⁻的吸附容量通常低于5mg/g,但可有效去除余氯(HOCl/OCl⁻)。木质炭在pH=6时对HOCl吸附量达28mg/g,其机理为表面羧基的催化分解:C=O + HOCl → COOH + Cl⁻。某自来水厂用椰壳炭滤柱(EBCT=10min)将余氯从2mg/L降至0.05mg/L以下。当水中存在有机物时,腐殖酸会占据50%以上孔隙,导致Cl⁻吸附量下降70%。微波再生(800W,2min)可恢复90%吸附容量,但重复使用5次后比表面积从1200降至800m²/g。 湖北海水淡化除氯