化学沉淀法通过投加Ag⁺、Hg²⁺或Cu⁺等金属离子与Cl⁻形成难溶盐。例如,AgNO₃ + Cl⁻ → AgCl↓ + NO₃⁻,Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰,理论去除率可达99%。但银盐成本高昂,实际中多采用钙盐(如Ca(OH)₂)分步沉淀:先调pH>10.5使Mg²⁺生成Mg(OH)₂,再通CO₂降低pH至8.5沉淀CaCO₃吸附Cl⁻。该法适用于氯离子浓度>1000mg/L的废水,但污泥产量大。

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。 新疆源力循坏水除氯设备氯离子促进不锈钢应力腐蚀开裂。

强碱性阴离子交换树脂(如Amberlite IRA-900)的季铵基团(-N⁺(CH₃)₃)对Cl⁻选择性系数达2.5,交换容量1.8-2.2eq/L。某热电厂循环水处理中,树脂柱在流速20BV/h时可将Cl⁻从1500mg/L降至50mg/L,但SO₄²⁻共存时会竞争吸附(选择性比SO₄²⁻:Cl⁻=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量约为Cl⁻摩尔量的1.2倍。新型耐氧化树脂(如接枝聚乙烯亚胺)在余氯10mg/L环境下使用寿命延长至7年,但交换容量降低15%。实际运行需监控树脂溶胀率,温度超过40℃会导致交联结构破坏。
通过蒸发和蒸馏的方法也可以从水或废水中对氯离子进行去除。在蒸发过程中,水会变成蒸汽上升,而氯化物等污染物则会留在剩余的液体中;蒸馏机械通过精确地控制温度等条件,能够几乎完全去除水中的氯化物。从蒸发和蒸馏过程中,可以获得高纯度的馏出物,蒸发器的维护需求相对膜系统来说较少,处理结果也较为稳定。但是,工业蒸发器的成本较高,能源消耗也很大,不过新型的 MVR 蒸发器能够使能耗减少 70%,在一定程度上缓解了能耗高的问题。生物法除氯周期长,适合有机氯。

氯离子的物化特性决定去除难度氯离子(Cl⁻)具有半径小(0.181nm)、水合能低(-364kJ/mol)的特性,使其在水中高度溶解且难以通过常规沉淀分离。与其他阴离子(如SO₄²⁻)相比,Cl⁻的电荷密度更低,与大多数金属离子形成的盐类(除AgCl、Hg₂Cl₂外)溶解度极高(如NaCl溶解度359g/L)。物化特性导致Cl⁻需依赖高能耗或高成本工艺去除,例如处理Cl⁻=1000mg/L的废水至<50mg/L,反渗透需压力>2.5MPa,而化学沉淀法需过量AgNO₃(摩尔比1.5:1)。氯离子腐蚀金属设备,需严格控制浓度。广东循坏水除氯
高氯环境必须选用特种合金材料。河北数据中心除氯需求
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。河北数据中心除氯需求