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)。 电解法阳极损耗快,需定期更换。宁夏海水淡化除氯需求

自来水厂为保障水质安全,会在水中添加次氯酸钠,进而产生余氯以杀灭细菌。依据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 - 2022),出厂水的余氯含量需被控制在 0.3 - 4mg/L 这个区间,该浓度对人体而言是安全的。不过,对于养鱼或养龟等情况,余氯却成了 “致命物品”。余氯会无情地侵蚀水生生物的鳃和黏膜,破坏它们的呼吸和保护屏障,终致使其中毒。比如,鱼类长期生活在含余氯的水中,鳃丝会严重受损,呼吸功能急剧下降,直至窒息死亡。所以,若要为水生宠物营造安全的生存环境,除氯工作必不可少。天津海水淡化除氯除硬系统氯离子使锅炉蒸汽品质恶化。

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。
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。

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。
Cl⁻与Ca²⁺、Mg²⁺形成的沉积物具有特殊危害:导热系数0.5W/(m·K),是不锈钢的1/30多孔结构吸附腐蚀产物,形成恶性循环1mm厚氯盐垢层使换热效率降低25%某热电厂的蒸汽冷凝器因Cl⁻沉积,年多耗标煤8000吨,直接经济损失¥640万。 在线监测氯浓度误差需控制在±10%。黑龙江源力循坏水除氯除硬系统
改性沸石吸附氯容量达12mg/g。宁夏海水淡化除氯需求
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)。宁夏海水淡化除氯需求