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。 氯離子使殺菌劑效果降低40%。北京源力循壞水除氯設施
氣泵中燈光法除氯的效率相對較高。以處理 50 公斤水為例,使用氣量大的氣泵將水吹開,增加水與空氣的接觸面積,再用 100W 的燈泡照射,大約半小時后,水就可以使用了。氣泵吹水能夠加速氯氣的揮發(fā),而燈泡照射產(chǎn)生的熱量也有助于氯氣的分解,兩者相互配合,能夠快速實現(xiàn)除氯,滿足緊急用水的需求。
洗衣機困水法是利用洗衣機快速旋轉(zhuǎn)的水流,來加速氯氣的揮發(fā)。將清水裝入洗衣機中,按下強洗鍵,讓水快速旋轉(zhuǎn) 5 分鐘左右,即可使用。這種方法方便快捷,尤其適合家庭大量用水時的除氯需求,比如清洗蔬菜水果等,能夠在短時間內(nèi)處理大量的水。 湖南源力循壞水除氯設備高氯環(huán)境必須選用特種合金材料。
化學沉淀法處理循環(huán)水時產(chǎn)生大量含氯污泥。以Ca(OH)?為例,處理Cl?=500mg/L的循環(huán)水時,每噸水產(chǎn)生3.5kg含水率80%的CaCl?污泥。這些污泥因含有重金屬雜質(zhì)被歸類為危廢,專業(yè)處置費用高達¥5000/噸。某電廠采用板框壓濾機脫水,但濾布因CaCl?吸濕性導致堵塞,每月需更換(成本¥2萬/次)。
活性炭對循環(huán)水中Cl?的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企業(yè)采用活性炭濾塔處理旁流循環(huán)水(Cl?=200mg/L),運行7天后穿透,年消耗炭量達50噸(成本¥150萬),但出水Cl?降至150mg/L。主要問題包括:1)pH>8時吸附量下降60%;2)有機物競爭吸附;3)熱再生導致炭損耗20%。
可以選用汽水瓶自制簡易的活性炭過濾器,在汽水瓶底部打上十余個小孔,在瓶內(nèi)放滿活性炭,瓶口用軟管相套,讓自來水經(jīng)過裝滿活性炭的過濾瓶滴下。活性炭能夠吸附水中的氯氣和雜質(zhì),經(jīng)過這樣過濾后的水,氯含量會大幅降低,可以用于多種生活場景,如澆花、養(yǎng)魚等。
鉍系物質(zhì)可以用于含氯溶液的除氯,像 bi2o3、bi (no3) 3 等。其原理是鉍離子與氯離子結(jié)合,形成難溶的氯氧化鉍物質(zhì)。在處理含氯溶液時,將鉍系物質(zhì)與含氯溶液混合,控制合適的條件,比如溶液的 pH 值保持在 0.1 - 7,溫度控制在 10 - 50℃,攪拌 5 - 480min,除氯效率可以達到 90% 以上,而且得到的除氯產(chǎn)物還可以作為功能材料使用,或者進行脫氯再循環(huán)。 除氯系統(tǒng)需考慮濃水處置方案。
電化學除氯效率取決于陽極氧化電位和析氯過電位。鈦基涂層電極(DSA)中,IrO?-Ta?O?陽極在1.8V(vs SHE)時析氯電流效率達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)陽極可將氯代烴(如氯苯)完全礦化為CO?,礦化電流效率達91%,但成本高達¥8000/m2。氯離子使循環(huán)水濃縮倍數(shù)受限。湖南源力循壞水除氯設備
氯離子超標會導致藥劑投加翻倍。北京源力循壞水除氯設施
對于鍋爐給水系統(tǒng),即使微量Cl?(>0.1mg/L)也會導致汽輪機葉片腐蝕。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)氯化物應力腐蝕裂紋,大修費用達¥2000萬。必須將蒸汽Cl?控制在0.01mg/L以下,這對循環(huán)水Cl?提出了更嚴格的要求。
氯離子會與聚羧酸類阻垢劑發(fā)生絡合反應,使其分散能力下降40%。某鋼廠循環(huán)水在Cl?>600mg/L時,必須將阻垢劑投加量從5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150萬),且仍無法完全避免CaSO?沉積。 北京源力循壞水除氯設施