工業(yè)廢水氯離子去除技術探析,水污染論文隨著我們國家經(jīng)濟的發(fā)展，一方面我們國家水資源的需求量在急劇增加，另一方面我們國家水污染情況又越來越嚴重。在這樣的水環(huán)境情況下，人們對水污染處理技術的關注程度越來越高，COD、BOD、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術得到了極大的發(fā)展，而工業(yè)廢水中氯離子由于其不被微生物所利用，其去除技術相對較少。我們國家(污水綜合排放標準〔GB8978-1996〕〕[1]中并沒對氯化物排放進行限定，大量的氯化物進入環(huán)境對環(huán)境和生物造成嚴重的危害，因而研究氯離子的去除技術對保衛(wèi)環(huán)境和生物都很有意義。1氯離子的來源及危害Cl-可與Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子構成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種：一是水源流過含氯化物地層，導致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解于水；二是接近海洋的河流或江水遭到潮水和海水吹來的風的影響，導致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、制革〔鞣革〕、化學制藥、造紙、紡織、油漆、顏料和機械制造等行業(yè)所排放的工業(yè)廢水以及人類生活所產(chǎn)生的生活污水，華而不實工業(yè)排放是最主要來源。工業(yè)廢水中氯化物含量較高，如泡菜行業(yè)腌漬廢水氯離子濃度可達1153000mg/L[2],如不加控制直接排入水體，將嚴重危害水環(huán)境、毀壞水平衡，影響水質，對漁業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、淡水資源造成影響，嚴重時甚至會污染地下水和引用水源。比方，水中氯化物含量過高時，會腐蝕金屬管道和構筑物、阻礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽堿化〔十分是四川地區(qū)〕、使人類及生物中毒。當水中陽離子為鎂，氯化物濃度為100mg/L時，即可使人致毒。2工業(yè)廢水氯離子去除技術氯離子是氯最為穩(wěn)定的形態(tài)，一方面，由于微生物不能利用Cl-,所以不能通過生物法來去除Cl-,并且廢水中氯離子含量會抑制微生物的生長，阻礙生物法處理廢水效率，很多研究表示清楚，當廢水含鹽質量分數(shù)在3%以上時，廢水的生物處理效率明顯下降；另一方面，由于水中氯離子會對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，因而廢水回用時必須去除過量的氯離子，到達循環(huán)水氯化物標準。當前專門為了去除氯離子使其達標排放而研發(fā)的技術是很少的，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能知足后續(xù)生物處理生物活性要求；二是為了到達廢水回用氯化物含量標準。氯離子去除原理主要有兩種：要么被其它陰離子替代；要么同其它陽離子一起去除。根據(jù)不同性質大體歸類為四種方式：沉淀鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化復原方式。2.1沉淀鹽方式采用Ag+或Hg+等與Cl-生成沉淀，再將沉降過濾，進而去除Cl-.沉淀鹽方式主要有化學沉淀法，關于該方式方法研究也很多。金艷等[3]發(fā)明了處理一種氯堿行業(yè)高氯含汞廢水的系統(tǒng)，由于廢水中含氯離子濃度高達50000-60000mg/L,由于配合作用，汞主要以HgCl3+與Hg-Cl2-的非汞離子形態(tài)存在，經(jīng)過一系列處理后，出水汞濃度可達1.5ppb,Cl-也得到了一定的去除。李文歆等[4]利用化學沉淀法做了專業(yè)特征廢液中氯離子的處理的研究，氯離子去除率高達90%以上。該法具有操作簡單、污染小、去除率高等特點?；瘜W沉淀法由于要參加沉淀試劑，如硝酸銀、硝酸汞等，這些沉淀劑的價格往往較高，導致其工業(yè)成本很高，應用不廣泛，基本僅限于實驗室使用。假如開發(fā)價格低廉的沉淀劑，由于化學沉淀法反響經(jīng)過簡單、易操作，所以還是有很大的應用前景的。2.2分離攔截方式主要采用蒸發(fā)濃縮、電吸附、膜過濾、溶劑萃取和復合絮凝劑絮凝等方式方法將Cl-分離去除。2.2.1蒸發(fā)濃縮法對廢水升溫，由于無機鹽類氯化物沸點高于水，最后被濃縮結晶；氯化氫沸點相對較低，同水蒸氣等易揮發(fā)物質一同被去除。進而實現(xiàn)了氯離子與廢水的分離。江西理工大學材化學院科研人員[5]發(fā)明了含銨含氯廢水處理并回收利用銨和氯的方式方法，利用該方式方法使得銨鹽和氯不僅得到有效分離，還能回收利用。該法有效去除了有色金屬冶煉經(jīng)過中含銨含氯廢水中氯離子，并實現(xiàn)了經(jīng)濟與環(huán)境的統(tǒng)一。泡菜生產(chǎn)經(jīng)過主要產(chǎn)生的廢水類型有腌漬廢水、脫鹽廢水及脫鹽水、清洗水、沖洗水等，華而不實以腌漬廢水氯離子濃度可達153000mg/L,對部分量少的廢水可采用蒸發(fā)法。丁文軍等[6]采用三效濃縮設備將鹽漬水濃縮至飽和狀態(tài)，再經(jīng)結晶、離心分離等工序制得食鹽并回用于泡菜腌制。蒸發(fā)濃縮法合適于小水量高濃度的廢水，其操作簡單，效果明顯，在泡菜等行業(yè)應用較多；但對于水量較大廢水，其成本很高，相比其他處理方式方法不實用。2.2.2電吸附法電吸附技術結合了電化學理論和吸附分離技術，通過對水溶液施加靜電場作用，在電極上加上直流電壓，在兩電級外表構成雙電層，由于雙電層具有電容的特性，因此能夠進行充電和放電經(jīng)過，且溶液中離子不發(fā)生化學反響。在充電經(jīng)過中吸附并保存溶液中離子，在放電經(jīng)過中釋放能量和離子，使雙電層再生。其當前應用也比擬多。魏鴻禮[7]做了電吸附工藝去除再生水中氯離子的研究，結果表示清楚，含氯離子平均為307mg/L的原水，產(chǎn)水平均為91mg/L,氯離子平均去除率為70.4%.電吸附法相比電解法，由于不發(fā)生化學反響，相對成本較低，且處理效果良好，而在回用水凈化中，其相對常規(guī)石灰軟化法工藝去除氯離子等鹽類效果更明顯，所以其回用水凈化中應用很廣。2.2.3絮凝沉淀、溶劑萃取法絮凝沉淀主要利用絮凝劑作用氯離子，將其絮凝以致沉淀去除，如復合絮凝劑；溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。汪巍[8]發(fā)明了一種用聚合硫酸亞鐵對含氯廢水進行絮凝沉淀的方式方法，該方式方法可把進水為500~1000mg/L含氯廢水，降低到0.4mg/L下面。雷春生等[9]發(fā)明了一種由有機酸和無機鹽復配而成的復合除氯劑，實驗表示清楚，該法可去除99.9%以上的氯離子。絮凝沉淀和溶劑萃取受試劑的影響，溶劑萃取僅適用于小水量情況，更多應用于實驗室；絮凝沉淀法在其成本較低的情況下，可能可應用于較大水量氯離子的去除，但當前應用并不廣泛。2.3離子交換方式采用離子交換劑與氯離子進行交換替代氯離子，利用該方式的方式方法有離子交換樹脂法、水滑石法等。值得講明的是水滑石法，由于水滑石〔LDHs〕的構造特點使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無機離子、有機離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進行交換。胡靜等[10]也研究了焙燒鎂鋁碳酸根水滑石〔CLDH〕對廢水中氯離子的去除效果。實驗表示清楚，Cl-的去除率可達97%.水滑石法當前研究較多，其對氯離子的去除效果也較好，但多停留在實驗階段，工程應用很少。離子交換樹脂法用復床或混床，將氯離子去除，屬傳統(tǒng)工藝，設備投資較低，但陰離子交換樹脂容易飽和，需要再生。2.4氧化復原方式采用電解或電滲析、復原方式將Cl-去除。應用方式方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨使污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反響，陽離子向陰極移動發(fā)生復原反響，進而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被復原，或者與電極反響產(chǎn)物作用，轉化為無害成分被分離除去。2.4.1電滲析法電滲析以離子交換膜為滲析膜，以電能為動力。電滲析經(jīng)過是電解和滲析擴散經(jīng)過的組合。在外加直流電場作用下，陰、陽離子分別往陽極和陰極移動，由于陽離子膜理論上只允許陽離子通過，陰離子膜只允許陰離子通過，假如膜的固定電荷與離子電荷相反，則離子能夠通過，反之則被排擠。由此來實現(xiàn)氯離子的去除。錢學玲等[11]采用味精廢水-預處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個工藝流程既保證了COD等的去除，又可使Cl-濃度從進水16.776g/L降至6g/L下面，進而到達了很好的綜合去除效果。電滲析法合適處理低濃度含氯廢水，水耗和電耗較大，成本較高，其對小水量的處理還是比擬實用的。2.4.2電解、氧化劑法電解是當污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨勢污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反響，陽離子向陰極移動發(fā)生復原反響，進而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被復原，或者與電極反響產(chǎn)物作用，轉化為無害成分被分離除去；氧化劑法是通過與氯離子發(fā)生氧化復原反響將氯離子去除的方式方法。李長俊等[12]采用混凝絮凝-電解法聯(lián)用技術，實驗表示清楚，Cl-濃度能從原水的136698.2mg/L降低到54205.5mg/L,能到達較好的去除效果。電解法去除氯離子同樣存在成本高的問題，對小水量廢水應用有較好效果，相對于電滲析法其不存在膜堵塞問題，但運行費用相對較高，一般在廢水預處理后采用。氧化劑法當前應用也較少。3結束語氯離子的去除技術主要有物理、化學和物理化學方式方法，生物法不能去除氯離子。當前工業(yè)廢水去除氯離子主要是為了實現(xiàn)后續(xù)廢水生物處理和到達回用水氯化物標準，單獨為了去除氯離子而實現(xiàn)達標排放的做法很少，這也是人們對氯離子危害不重視的一種表現(xiàn)?？偟膩砜?，氯離子的去除技術多適用于小水量和中水量情況，電吸附和電滲析由于操作簡單，對較大水量可能將是氯離子去除技術的趨勢和熱門，相信將來會出現(xiàn)更多更經(jīng)濟更環(huán)保的氯離子去除技術。以下為參考文獻：[1]北京市環(huán)境保衛(wèi)科學研究院。GB8978-1996.污水綜合排放標準[S].[2]趙希錦，常明慶，王敏。四川泡菜行業(yè)高濃含鹽廢水資源化處理技術研究[Z].2020,4.[3]金艷，黃義忠，翟軍。