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1、氯離子的來源
水中氯離子的來源較為普遍,依照構(gòu)成的條件分為自然源、人造源和自然人造源三大類。
自然源分為三種:
(1)沿海地域,由于自然緣由,惹起的海水倒灌、季風(fēng)和降雨等的影響,招致該地域水層中氯離子含量增加。
(2)在富含氯元素地層中,由于地表水和公開水的沖刷,招致水流影響區(qū)域的氯離子含量增加。
(3)由于地殼運(yùn)動(dòng),雨水沖刷等自然現(xiàn)象,使大陸地層的含氯化物經(jīng)過長(zhǎng)期的融合,聚集于海洋中,使海水富含氯離子。
人造源品種繁多,其主要存在于工業(yè)消費(fèi)范疇,涵蓋紡織、食品、冶金、石油以及化工等行業(yè)。人造源影響的范圍廣,污染水平不同。自然人造源主要指貯存于自然界的氯化物,初次遭到人為影響而作用于人類活動(dòng)范圍,使該范圍水中氯離子增加。例如采礦業(yè)開采時(shí),對(duì)礦源左近和運(yùn)輸沿線形成的氯離子含量的增加。
2、氯離子的危害
氯離子的危害主要包括以下4個(gè)方面:
(1)影響植被以及農(nóng)作物生長(zhǎng):當(dāng)灌溉水中氯離子質(zhì)量濃度達(dá)142~355mg/L時(shí),招致局部農(nóng)作物無法合成蛋白質(zhì),危害植被和農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。氯離子質(zhì)量濃度大于355mg/L時(shí),會(huì)使大局部農(nóng)作物和植被中毒死亡。
(2)腐蝕作用:溶液中氯離子可以不同水平的毀壞金屬以及合金表層鈍化膜,使其產(chǎn)生晶間腐蝕、縫隙腐蝕以及點(diǎn)蝕等,影響工業(yè)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),產(chǎn)生平安隱患。
(3)毒性作用:當(dāng)水中氯化物濃度高于100mg/L時(shí),人食用后可不同水平中毒,影響正常代謝。當(dāng)氯化物含量8g/kg以上時(shí),土壤中生物功用與多樣性特性以及微生物群落構(gòu)造都會(huì)顯著發(fā)作變化。當(dāng)水中的氯離子超越500mg/L時(shí),會(huì)形成大量的魚類死亡。
(4)影響建筑物正常壽命:當(dāng)混凝土中氯離子含量較大時(shí),將腐蝕其中的鋼筋,會(huì)使混凝土收縮、疏松,降低了其抗化學(xué)腐蝕、耐磨性和強(qiáng)度,毀壞建筑構(gòu)造。
3、蒸發(fā)濃縮法
蒸發(fā)濃縮法是根據(jù)原液中各成分沸點(diǎn)和蒸汽壓不同的特性,經(jīng)過控制溫度、時(shí)間等條件,將氯離子從原液中別離出來。
劉曉來應(yīng)用蒸發(fā)冷凝安裝別離污酸中的氯離子,思索到水、氯化物、砷等組分沸點(diǎn)和蒸汽壓的不同,將溫度控制在120~140℃,在濃縮倍數(shù)低于7倍時(shí),冷卻液中氯離子含量會(huì)不時(shí)增加,最終有77%的氯被別離出來進(jìn)入冷卻液中,到達(dá)較好的去除效果。
蒸發(fā)濃縮法可用于水量小、濃度高的工業(yè)企業(yè),具有處置工藝簡(jiǎn)單、效率高的特性。但是,由于其高能耗、處置水量不易過大,且需求二次處置,所以并未普遍應(yīng)用于工業(yè)化消費(fèi)。
4、沉淀法
沉淀法是經(jīng)過添加試劑與廢水中氯離子分離,反響生成微溶、難溶或不溶于水的沉淀物,使氯離子與原液以沉淀的方式別離,到達(dá)去除氯離子的目的。沉淀法的品種很多,常用的辦法有銀量法、氧化鉍法以及超高石灰鋁法等。
4.1 銀量法
銀量法將含銀離子物質(zhì)與氯離子相分離,生成氯化銀沉淀物,到達(dá)去除氯離子的目的。目前,普遍應(yīng)用于檢測(cè)行業(yè)?!端|(zhì)氯化物的測(cè)定》(GB11896-89)、《公開水質(zhì)檢驗(yàn)辦法銀量滴定法測(cè)定氯化物》(DZ/T0064.50-93)和《土壤氯離子含量的測(cè)定》(NY/T1738-2007)等,都采用的銀量法。銀量法具有反響疾速,操作簡(jiǎn)單,去除率在99.99%以上。但由于銀在市場(chǎng)價(jià)錢較高,原料少且再生率低,制造工藝復(fù)雜等緣由,不利于工業(yè)廢水處置的范圍性應(yīng)用。
4.2 氧化鉍法
氧化鉍法是原液中參加氧化鉍試劑后,其在酸性條件構(gòu)成的鉍離子,在一定PH范圍內(nèi)鉍離子與氯離子水解生成難溶于水的氯氧鉍沉淀,以去除原液中的氯離子。
吳文花等用氧化鉍法去除鋅電解液中的氯離子,當(dāng)pH值為4,氧化鉍的添加量為理論值的2倍時(shí),氯離子去除率高達(dá)92.85%。但是,氧化鉍法目前只停留在實(shí)驗(yàn)室研討階段,并未實(shí)踐應(yīng)用于我國(guó)工業(yè)化消費(fèi)。
4.3 超高石灰鋁法
超高石灰鋁法又稱弗氏鹽法,最早呈現(xiàn)在1987年,PMFriedel研討AlCl3的化學(xué)反響時(shí)發(fā)表的一篇文章。弗氏鹽法是將含氯廢水參加氧化鈣和偏鋁酸鈉,經(jīng)過一定條件的反響,構(gòu)成鈣氯鋁化合沉淀物,以到達(dá)去除氯離子的目的。
Dong-HuiR等采用超高石灰鋁法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明,當(dāng)攪拌速度400r/min,n(Ca)∶n(Al)∶n(Cl)=20∶5∶2,溫度控制在25℃,反響時(shí)間為2h時(shí),氯離子得到較好的去除效果,去除率高達(dá)89%。
程志磊等采用超高石灰鋁法,用氯化鈉配置的含氯離子水作為模仿廢水停止實(shí)驗(yàn)。結(jié)果標(biāo)明,當(dāng)n(Ca)∶n(Al)∶n(Cl)=5∶3∶1,攪拌時(shí)間為40min,溫度為40℃時(shí),去除率為80.05%。他以為超高石灰鋁法的化學(xué)模型如下:
實(shí)驗(yàn)中參加氧化鈣會(huì)使水樣成堿性,當(dāng)偏鋁酸鈉量過高、pH值過大時(shí),會(huì)促進(jìn)多余的偏鋁酸鈉與Ca4Al2(OH)12的反響,致使氯離子去除率有所降低。若水樣呈現(xiàn)酸性,Al(OH)3量將降低,Al(OH) 4-含量簡(jiǎn)直為零,毀壞弗氏鹽沉淀Ca4Al2Cl2(OH)12的生成,降低氯離子去除率。
超高石灰鋁法具有操作簡(jiǎn)單,奏效快,原料充足,價(jià)錢低廉,制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),有較好的開展前景。但目前技術(shù)還不成熟,存在著原料耗費(fèi)大,生成沉淀物多,反響試劑應(yīng)用率低以及處置后的廢水具有強(qiáng)堿性等問題,需求處理。
5、電解法
電解槽陰陽(yáng)極兩端通電產(chǎn)生電位差,污水流過電解槽時(shí),其中的陰離子向陽(yáng)極挪動(dòng)發(fā)作氧化反響,生成氧化產(chǎn)物。陽(yáng)離子向陰極挪動(dòng),發(fā)作復(fù)原產(chǎn)物,生成復(fù)原產(chǎn)物,從而到達(dá)去除水中目的離子的作用。
王曉武等應(yīng)用膜電解技術(shù)處置含氯廢酸,以鈦鹽為催化劑,當(dāng)調(diào)理至最佳條件(電解溫度為40℃,電解時(shí)間2h,電流密度為825A/m)時(shí),氯離子去除率高達(dá)98.59%。
張玉樂運(yùn)用電解法脫除冷凝液中氯離子時(shí),電解設(shè)備采用低壓直流,氯離子去除率最高可達(dá)97.8%。
邱媛媛等用碳酸鈉溶液洗濯含鋅粉塵后,用電解法去除浸出液中的氯離子。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明,碳酸鈉含量恰當(dāng)增加,不只有利于去除氯離子,也會(huì)降低鋅的損失率。當(dāng)碳酸鈉質(zhì)量濃度為4g/L,液固比為8∶1,溫度90℃,反響時(shí)間為90min時(shí),浸出液中氯離子去除率為92.78%。
電解法處置廢水效率高,效果穩(wěn)定,不易梗塞,去除率較高,合適處置高濃度含氯廢水,具有較好的前景。但運(yùn)轉(zhuǎn)本錢高,處置過程中會(huì)產(chǎn)生氯氣,有一定的平安隱患,普通用于中、小量廢水的處置。
6、電吸附法
電吸附技術(shù)實(shí)質(zhì)上不發(fā)作化學(xué)反響,指在水溶液兩端的兩電極上加直流電壓,使水溶液外表構(gòu)成靜電場(chǎng)的同時(shí),兩電極外表構(gòu)成雙電層,吸附水中離子。構(gòu)成的雙電層具有電容特性,具備放電與充電的功用。當(dāng)為充電狀態(tài)時(shí),在靜電場(chǎng)的作用下,水溶液中的離子被吸附并保管在兩極。當(dāng)為放電狀態(tài)時(shí),釋放能量和離子,從而到達(dá)雙電層再生。
魏鴻禮用電吸附法處置再生水中氯離子,結(jié)果標(biāo)明該實(shí)驗(yàn)的氯離子去除率高于均勻除鹽率(62%),氯離子均勻含量由307mg/L降到出程度均含量的91mg/L,去除率達(dá)70.4%。
電吸附技術(shù)屬于常壓技術(shù),去除氯離子過程不發(fā)作化學(xué)反響。具有低能耗、耐受性好、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),具有較好的應(yīng)用前景。但是,電吸附法普通處置低濃度廢水,且目前只是在局部行業(yè)有少量的應(yīng)用,并未得到普遍推行。
7、離子交流法
離子交流法是經(jīng)過一定的載體,用離子交流劑與水樣中氯離子停止交流,到達(dá)去除氯離子的目的,常見的有離子交流樹脂法和水滑石法。
7.1 離子交流樹脂法
化娜麗等模仿煉廠難降解廢水配置水樣(氯化鈉、硫酸鈉和碳酸氫鈉),結(jié)果標(biāo)明堿性樹脂對(duì)氯離子有較好的吸附效果,且本實(shí)驗(yàn)中A600強(qiáng)堿性樹脂吸附效果更好。由于普通交流樹脂對(duì)離子的交流次第SO42->Cl-,所以SO42-存在會(huì)降低氯離子的去除率。
董炳坤等研討去除過氧化氫中的氯離子時(shí),將樹脂預(yù)處置后,加50%過氧化氫中定容氯離子標(biāo)液至刻度,采用陰離子交流樹脂處置其中的氯離子,實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明氯離子去除率在95%以上,去除率較高。
離子交流樹脂法具有去除率高、工藝簡(jiǎn)單、可再生處等優(yōu)點(diǎn),經(jīng)濟(jì)又環(huán)保,有較好的應(yīng)用前景。但是,目前離子交流樹脂法不能處置高濃度氯離子,處在實(shí)驗(yàn)階段,并且還沒有普遍應(yīng)用于工業(yè)化消費(fèi)。
7.2 水滑石法
水滑石(LDH)構(gòu)造為正八面體,在高溫焙燒后的產(chǎn)物CLDH(焙燒水滑石),CLDH在一定的反響條件下能夠重新吸收陰離子和水,水滑石法正是應(yīng)用CLDH構(gòu)造記憶功用來去除氯離子。
齊慧麗等采用共沉淀法制備鋁鎂水滑石吸附劑,研討了溫度、酸堿度、投加量等要素對(duì)氯離子去除效果的影響,獲得較好效果。任志峰等應(yīng)用水滑石法去除水中氯離子的研討中,氯離子去除率達(dá)95%以上。
水滑石法去除氯離子具有去除效率高,效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),但其不合適去除高濃度的含氯廢水,反響條件請(qǐng)求較高,操作復(fù)雜,目前只停留在實(shí)驗(yàn)階段,未投入工業(yè)化應(yīng)用。
8、結(jié)語(yǔ)
整體來看,工業(yè)廢水中氯離子的去除辦法在不時(shí)改良與更新,品種較多,但目前大都只停留在實(shí)驗(yàn)階段,局部辦法能夠有限度的應(yīng)用于小水量、中水量的工業(yè)廢水處理企業(yè)。電解法處置效率高,效果穩(wěn)定,經(jīng)過技術(shù)改良,能夠完成自動(dòng)化,有很好的開展前景。沉淀法操作簡(jiǎn)單,容易停止人為操控,技術(shù)請(qǐng)求相對(duì)較低,去除水樣氯離子濃度范圍大,有利于我國(guó)工業(yè)廢水氯離子去除技術(shù)的推行。