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。除氯工艺选择需综合评估成本。河北吸收塔除氯设施

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)。北京除氯需求生物法除氯周期长,适合有机氯。

气泵中灯光法除氯的效率相对较高。以处理 50 公斤水为例,使用气量大的气泵将水吹开,增加水与空气的接触面积,再用 100W 的灯泡照射,大约半小时后,水就可以使用了。气泵吹水能够加速氯气的挥发,而灯泡照射产生的热量也有助于氯气的分解,两者相互配合,能够快速实现除氯,满足紧急用水的需求。
洗衣机困水法是利用洗衣机快速旋转的水流,来加速氯气的挥发。将清水装入洗衣机中,按下强洗键,让水快速旋转 5 分钟左右,即可使用。这种方法方便快捷,尤其适合家庭大量用水时的除氯需求,比如清洗蔬菜水果等,能够在短时间内处理大量的水。
植物学实验室的检测结果表明,直接用自来水浇花,水中的氯残留量可高达 0.3mg/L,这一数值是植物耐受极限的 6 倍之多。氯气对植物的危害不容小觑,它会损害植物的根系,导致根系活力大幅下降。例如,用含有 0.3mg/L 氯的水浇灌植物 7 天,根系活力就会下降 53%。此外,自来水通常呈碱性,这会引发土壤板结,碳酸钙在土壤中沉积,使土壤的透气性变差;碱性环境还会固化铁元素,导致植物叶片黄化;而且,自来水中的盐分长期累积,甚至存在烧根的风险。所以,为了让植物茁壮成长,浇花用水必须进行除氯处理。高氯环境必须选用特种合金材料。

电化学除氯效率取决于阳极氧化电位和析氯过电位。钛基涂层电极(DSA)中,IrO₂-Ta₂O₅阳极在1.8V(vs SHE)时析氯电流效率达85%,而RuO₂涂层易因Cl⁻氧化生成ClO₃⁻副产物。某化工厂电解处理含Cl⁻ 3000mg/L废水,采用脉冲电源(频率100Hz,占空比1:3)比直流电节能22%,但极板间距需控制在5mm以内以防欧姆损耗。石墨烯修饰的硼掺杂金刚石(BDD)阳极可将氯代烃(如氯苯)完全矿化为CO₂,矿化电流效率达91%,但成本高达¥8000/m²。除氯系统需考虑浓水处置方案。湖北源力循坏水除氯设备
氯污染使冷却塔填料寿命缩短。河北吸收塔除氯设施
通过排放高氯循环水并补充新水的置换法,在水资源紧张地区经济性差。以10000m³/h系统为例,每降低100mg/L Cl⁻需排放20%水量,年耗水量增加50万吨。该方法还存在以下问题:1)无法应对突发性氯污染(如工艺介质泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需额外处理;3)频繁补水导致系统水质波动,影响水处理药剂效果。某电厂实践表明,采用该法后年运行成本增加120万元。
采用强碱阴树脂处理循环水时面临多重挑战:1)高硬度(Ca²⁺>500mg/L)会导致树脂钙污染,交换容量半年内下降40%;2)再生产生的含盐废水(NaCl 8-10%)需专门处理;3)树脂氧化破裂后释放季铵基团可能形成致病物NDMA。某化工厂运行数据显示,处理Cl⁻=300mg/L的循环水时,吨水处理成本达¥18-22,是其他方法的3-5倍。 河北吸收塔除氯设施