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水中氯离子的危害及其去除方法  

2014-01-16 15:48:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   氯离子是水和废水中最为常见的一种阴离子,过高浓度的氯离子含量会造成饮水苦咸味、土壤盐碱化、管道腐蚀、植物生长困难,并危害人体健康,因此必须控制氯离子的排放浓度。目前国家污水排放标准还未对氯离子的排放标准作出相应要求,仅有部分地方标准对废水中的氯化物作出了相关规定,例如,新颁布的《辽宁省污水排放标准》(DB21/1627-2008)就提出,直接排水中氯离子浓度不得大于400 mg/L;排入收集管网系统的废水中氯离子的浓度不得大于1000mg/L。随着人们对生态环境问题的关注度和环境质量要求的不断提高,国家级氯离子排放浓度限值的出台已成为必然趋势。


   

盐酸和含氯离子的盐类(如氯化钠)是各工业企业生产中的常用原料,尤其是化工合成、制药、印染、机械加工、冶金、单晶硅、食品等行业由于使用了大量含氯元素原料,其排放的废水中通常含有高浓度的氯离子。这些废水中所含有的大量氯离子如果不进行有效去除,排入水体,则会对人体健康、土壤、生态环境造成严重而持久的危害。许多新近实施的地方标准中都规定了相应的氯离子浓度排放限值,以限制氯离子的排放浓度。然而,由于目前含氯废水处理(氯离子去除)技术尚不成熟,因此这些标准的实施将导致上述行业中各工业企业的废水无法达标排放,迫使这些企业停产或转产。同时,过高的氯离子浓度会导致工艺和处理设备严重腐蚀,而当其含量超过1~3%时,则会造成有机废水的生物处理技术难以应用,进而造成废水处理成本过高,增加企业成本。
氯离子的去除一直以来都是一个技术难题,目前尚无成熟的处理技术,围绕这一难题科技人员作了如下研究:
(1)沉淀:由于氯离子能与绝大多数金属离子形成可溶性盐类,因此普通沉淀技术难以从水中去除氯离子。虽然银离子能与氯离子形成难溶的氯化银沉淀,但银离子难以回收,并且大规模应用过于昂贵。也可以采用亚铜离子和氯离子形成氯化亚铜沉淀,以实现氯离子分离,但亚铜离子极易被氧化,条件控制困难,而且处理成本也很高。
(2)膜分离:膜分离技术是给水除盐的常用技术之一,主要包括电渗析和反渗透。目前它越来越多地被应用于废水除盐(脱氯)领域。膜分离技术可有效地从废水中脱除氯离子,本身是一种优良的脱氯技术。但对于大多数含氯废水来说,其废水含氯量通常较高,往往超过了膜分离技术的应用界限,并且这些废水中也往往含有大量有机物和其它杂质,这些杂质会对膜组件造成不可逆的污染,从而限制了膜分离技术的应用。
(3)蒸发:由于普通技术难以实现氯离子从水中的分离,因此可以采用蒸发技术,使含氯废水通过蒸发得以浓缩,是含氯的盐类结晶,以完成氯离子与水的分离。目前常采用的方法主要包括多效蒸发、膜蒸馏和分子蒸馏等技术,虽然其处理效果较好,但由于氯离子含量较高,其设备的耐腐蚀性要求极高,通常需要采用特种合金,甚至金属钛进行加工,因此设备造价极高。同时由于水的比热较高,因此蒸发单位水量所消耗的能量也是巨大的,因此蒸发技术运行成本很高,通常在几十到数百元每吨水不等,很多企业难以接受。
上述方法都有其各自适用的范围,但对于低浓度氯离子(500-5000mg/L),可以采用药剂法,即专门的氯离子去除剂进行去除,在不增加或增加极少处理设施的条件下,通过简单工艺和设施即可实现氯离子去除。与沉淀法、膜法和蒸发工艺相比具有投资和运行成本低、操作管理简单的巨大优势。
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