高氯含量廢水中氯離子的去除研究

張 凱

（核工業(yè)理化工程研究院，天津 300180）

高氯含量廢水中氯離子的去除研究

張 凱

（核工業(yè)理化工程研究院，天津 300180）

隨著工業(yè)化進度的不斷加快，工業(yè)廢水排放問題受到廣泛關注。工業(yè)廢水中含有許多化學離子，一旦氯離子含量超標，不但會對排水設備造成腐蝕，同時還會給處理工作造成困擾，因此對高氯含量廢水中氯離子去除的研究尤為重要。文章介紹了用氫氧化鈣和偏鋁酸鈉與廢水中氯離子反應生成不溶性沉淀的方法，并通過具體實驗方法證明其可行性。

高氯含量廢水；氯離子去除；沉淀；金屬錳；廢水處理

隨著廢水處理事業(yè)的不斷發(fā)展，高氯含量廢水中氯離子的去除方法不斷被研究和發(fā)現(xiàn)。目前我國高氯廢水中氯離子處理方法主要有電化學法、離子交換法等，并且處理效果十分明顯，使得我國廢水處理事業(yè)得到了進一步發(fā)展。本文主要介紹了一種向廢水中加入化合物與氯離子生成不溶性沉淀的方法，以達到去除高氯含量廢水中氯離子的目的，通過研究發(fā)現(xiàn)，該方法具有很高的實用性，可以廣泛應用到高氯廢水處理工作中。

如重金屬或高濃度的鹽類，若未經(jīng)處理而排放，將會對環(huán)境造成傷害。而垃圾掩埋場的滲出水、鞣革業(yè)或底渣再利用時所排放的洗滌廢水，經(jīng)常含有高濃度的氯鹽。由于高氯含量的廢水會對輸送的管路造成腐蝕，直接排放時也會對農(nóng)漁產(chǎn)業(yè)的灌溉或養(yǎng)殖造成不良的影響，目前并無適當?shù)奶幚矸椒ǎ虼烁呗群康膹U水處理成為一個重要的研究課題。

本研究利用添加鋁系、鈣系化合物于含氯的水溶液中，使鈣、鋁離子與水中的氯離子結合，形成不溶性的弗氏鹽（Ca2Al（OH）6Cl?2H2O），以達到去除水中氯離子的效果。并且探討鈣系化合物與鋁系化合物的添加量，對于去除溶液中氯離子的影響。實驗結果顯示，經(jīng)二階段除氯后，氯離子去除率可達85%以上，沉淀合成的固體成份為鈣鋁氯化合物的弗氏鹽，因此可證實本方法確實可有效去除水中的氯鹽，以減少后續(xù)的廢水處理問題。

1 高氯含量廢水概況

高氯含量廢水是指工業(yè)生產(chǎn)中或生活中所排放的污水中氯離子的含量嚴重超過預定標準的水體。高氯含量廢水由于氯離子含量較高，一旦沒有得到及時、有效的處理，不但會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響，同時還會威脅人類的健康，這就使得對高氯含量廢水進行去氯處理工作顯得尤為重要。

2 高氯含量廢水中氯離子去除研究

2.1 實驗內容

2.1.1 實驗用品。

實驗所用廢水：本實驗所用到的高氯廢水是人工配置而成的質量分數(shù)為2600μg/g的氯化鈉溶液。

實驗所需藥品：氫氧化鈣、偏鋁酸鈉、氯化鈉、鉻酸鉀、濃硫酸、氫氧化鈉、硝酸銀、酚酞等。

實驗所用儀器：電子天平、離心泵、烘箱、研缽、磁力攪拌器、AA-7020型原子吸收分光光度計等。

2.1.2 實驗原理。本實驗大體可以分為以下兩部分：

第一，廢水中氯離子的去除。該原理是利用氫氧化鈣與偏鋁酸鈉中的Ca2+、Al3+和高氯廢水中的Cl-反應生成不溶性沉淀Ca2Al（OH）6Cl，其主要反應方程式如下：

2Ca（OH）2+NaAlO2+NaCl→Ca2Al（OH）6Cl+2NaOH

第二，檢驗廢水中是否還含有氯離子。向廢水中加入硝酸銀，看是否有沉淀生成，如果有，證明氯離子沒有去除完全。該原理是利用硝酸銀中Ag+與廢水中Cl-反應生成AgCl沉淀，其主要反應方程式如下：

AgNO3+NaCl→AgCl↓+NaNO3

2.1.3 實驗步驟。第一步，將氫氧化鈣、偏鋁酸鈉與氯化鈉溶液按適量比例加入到相應反應器中進行混合，并將其放置磁力攪拌器上進行攪拌，同時開啟離心泵進行離心處理2～3h；第二步，待反應器中固液發(fā)生明顯分離后，停止攪拌，并關閉離心泵；第三步，測定液體中Cl-的質量分數(shù)，固體經(jīng)烘干、研磨后，投入到廢水中進行處理和使用。

2.2 氯離子去除效果分析

通過上述實驗內容的研究，對該方法中氯離子去除效果進行深入分析，以供參考。采用控制變量法研究體系中氫氧化鈣摩爾含量對氯離子去除效果的影響，具體做法是將投入到反應體系中的偏鋁酸鈉中和水體中氯的摩爾比控制為2∶1、4∶1、6∶1、8∶1，從而改變單一變量氫氧化鈣的加入量，探究其摩爾含量對氯離子去除效果的影響，探究結果如表1所示：

表1 改變氫氧化鈣含量對氯離子的去除的影響（%）

分析表1結果可得到以下三條結論：第一，當體系中鈣的摩爾含量較低情況下，氯離子去除效果隨著偏鋁酸鈉摩爾含量的增加而減弱，造成這一現(xiàn)象的原因是由于偏鋁酸鈉自身發(fā)生了雙水解反應，產(chǎn)生了OH-，對反應造成影響，使得氯離子去除效果減弱；第二，隨著鈣物質的量的增加，鈣離子和鋁離子能夠充分地進行反應，使得氯離子的去除效果明顯提高；第三，當鋁氯摩爾比不變的情況下，氯離子去除效果隨著氫氧化鈣摩爾量的增加而增強，最高去除率達到86.44%，而需要注意的是呈現(xiàn)這一趨勢的情況只局限于氫氧化鈣摩爾數(shù)在10以內，超過10后，氯離子去除效果開始呈下降趨勢，造成氯離子去除效果下降的原因是因為氫氧化鈣與偏鋁酸鈉形成鈣鋁化合物，而沒有參與到氯離子反應生成沉淀的過程中，導致氯離子去除效果降低。因此，該沉淀法去除高氯廢水中氯離子時，要合理控制氫氧化鈣和偏鋁酸鈉的加入量，使得Ca、Al、Cl三者反應比例達到最佳，從而加強高氯廢水中氯離子的去除效果。

3 結語

綜上所述，高氯含量廢水中氯離子的去除工作十分關鍵，一旦氯離子去除工作不到位，會使得廢水排放后對生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響，同時也對人們的身體健康構成威脅，因此高氯廢水氯離子去除工作人員必須給予高度的重視，以保證氯離子去除工作更加全面、徹底。本文介紹了一種沉淀法去除高氯含量廢水中氯離子的方法，通過對實驗內容及實驗結果中氯離子去除效果的分析發(fā)現(xiàn)，使用該方法去除高氯廢水中的氯離子時，去除效果十分可觀，具有很好的應用前景。

[1]武杰，柴濤，房亞玲．高氯含量廢水中氯離子的去除研究[J]．現(xiàn)代化工，2016，（4）.

[2]武杰．高鹽有機廢水中鹽的去除研究[D]．中北大學，2016.

[3]遲春娟．液-液萃取法處理高氯難降解有機廢水[D]．浙江工業(yè)大學，2001.

[4]S.Sundarapandiyan，R.Chandrasekar，B.Ramanaiah，S.Krishnan，P.Saravanan．Electrochemicaloxidationandreuseoftannerysalinewastewater[J]．JournalofHazardousMaterials，2010，（1）.

[5]I.Vyrides，D.C.Stuckey．Salinesewagetreatmentusingasubmergedanaerobicmembranereactor（SAMBR）：Effectsofactivatedcarbonadditionandbiogas-spargingtime[J]．WaterResearch，2008，（4）.

（責任編輯：王 波）

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1009-2374（2017）12-0150-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.077

張凱（1983-），男，河南輝縣人，核工業(yè)理化工程研究院高級工程師，研究方向：特殊廢水和廢氣處理技術。

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