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。

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)。 宁夏工业除氯除硬膜蒸馏耐高氯,但通量低、成本高。

提高循环水浓缩倍数是节水关键,但Cl⁻的积累会制约这一措施。某化工厂原设计浓缩倍数5倍,因Cl⁻超标(>800mg/L)被迫降至3倍,年补水量增加50万吨(成本¥75万)。必须在节水与防腐之间寻找平衡点。
中水回用、海水淡化等节水措施会引入大量Cl⁻。某滨海电厂采用海水淡化水作补充水,使循环水Cl⁻达650mg/L,所有碳钢设备需更换为钛合金,总投资增加¥1.2亿。不解决除氯问题,非常规水源难以大规模应用。
系统停用时,局部Cl⁻可能浓缩至正常值的10倍。某化工厂检修后发现,碳钢管线低点处Cl⁻浓度达5000mg/L,造成深度点蚀(>3mm)。必须采用氮气密封+干燥剂保护,单次停机成本增加¥20万。
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。 氯离子使循环水浓缩倍数受限。

活性炭过滤法凭借其长效稳定的特性,成为家庭日常用水除氯的理想之选。活性炭拥有极为丰富的多孔结构,这些密密麻麻的孔隙就如同一个个微小的 “陷阱”,能够高效地吸附氯气以及水中的其他杂质。我们可以将活性炭装入特制的过滤装置,比如用丝袜包裹烧烤炭(以黄豆粒大小为宜)自制一个简易过滤器,让自来水从中流过,如此一来,就能实现氯气去除 99% 以上,重金属去除 90% 的明显效果。而且,只要定期更换活性炭,就能持续有效地保障用水安全。氯离子富集,容易造成破坏系统水平衡。湖南工业除氯除硬
膜污染使除氯效率季度性下降。上海循坏水除氯设备
微生物腐蚀的协同恶化Cl⁻是嗜盐菌(如Halomonas)生长的必需元素,其存在导致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蚀微环境垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍(局部腐蚀速率>3mm/年)常规杀菌剂穿透生物膜效率下降70%某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,碳钢管道微生物腐蚀穿孔事故频发,年检修费用增加¥500万。
氯离子会与水处理化学品发生竞争性反应:缓蚀剂干扰:HEDP在Cl⁻>500mg/L时缓蚀效率从92%暴跌至58%阻垢剂失效:聚羧酸盐对CaSO₄的分散能力下降40%杀菌剂消耗:Cl⁻与ClO₂反应生成无效的ClO₃⁻,投加量需提高30%某石化企业因Cl⁻超标(650mg/L),年度水处理药剂成本从¥350万激增至¥800万,且仍无法控制腐蚀速率。 上海循坏水除氯设备