高氯含量废水中氯离子的去除研究

张 凯

（核工业理化工程研究院，天津 300180）

高氯含量废水中氯离子的去除研究

张 凯

（核工业理化工程研究院，天津 300180）

随着工业化进度的不断加快，工业废水排放问题受到广泛关注。工业废水中含有许多化学离子，一旦氯离子含量超标，不但会对排水设备造成腐蚀，同时还会给处理工作造成困扰，因此对高氯含量废水中氯离子去除的研究尤为重要。文章介绍了用氢氧化钙和偏铝酸钠与废水中氯离子反应生成不溶性沉淀的方法，并通过具体实验方法证明其可行性。

高氯含量废水；氯离子去除；沉淀；金属锰；废水处理

随着废水处理事业的不断发展，高氯含量废水中氯离子的去除方法不断被研究和发现。目前我国高氯废水中氯离子处理方法主要有电化学法、离子交换法等，并且处理效果十分明显，使得我国废水处理事业得到了进一步发展。本文主要介绍了一种向废水中加入化合物与氯离子生成不溶性沉淀的方法，以达到去除高氯含量废水中氯离子的目的，通过研究发现，该方法具有很高的实用性，可以广泛应用到高氯废水处理工作中。

如重金属或高浓度的盐类，若未经处理而排放，将会对环境造成伤害。而垃圾掩埋场的渗出水、鞣革业或底渣再利用时所排放的洗涤废水，经常含有高浓度的氯盐。由于高氯含量的废水会对输送的管路造成腐蚀，直接排放时也会对农渔产业的灌溉或养殖造成不良的影响，目前并无适当的处理方法，因此高氯含量的废水处理成为一个重要的研究课题。

本研究利用添加铝系、钙系化合物于含氯的水溶液中，使钙、铝离子与水中的氯离子结合，形成不溶性的弗氏盐（Ca2Al（OH）6Cl•2H2O），以达到去除水中氯离子的效果。并且探讨钙系化合物与铝系化合物的添加量，对于去除溶液中氯离子的影响。实验结果显示，经二阶段除氯后，氯离子去除率可达85%以上，沉淀合成的固体成份为钙铝氯化合物的弗氏盐，因此可证实本方法确实可有效去除水中的氯盐，以减少后续的废水处理问题。

1 高氯含量废水概况

高氯含量废水是指工业生产中或生活中所排放的污水中氯离子的含量严重超过预定标准的水体。高氯含量废水由于氯离子含量较高，一旦没有得到及时、有效的处理，不但会对生态环境造成严重影响，同时还会威胁人类的健康，这就使得对高氯含量废水进行去氯处理工作显得尤为重要。

2 高氯含量废水中氯离子去除研究

2.1 实验内容

2.1.1 实验用品。

实验所用废水：本实验所用到的高氯废水是人工配置而成的质量分数为2600μg/g的氯化钠溶液。

实验所需药品：氢氧化钙、偏铝酸钠、氯化钠、铬酸钾、浓硫酸、氢氧化钠、硝酸银、酚酞等。

实验所用仪器：电子天平、离心泵、烘箱、研钵、磁力搅拌器、AA-7020型原子吸收分光光度计等。

2.1.2 实验原理。本实验大体可以分为以下两部分：

第一，废水中氯离子的去除。该原理是利用氢氧化钙与偏铝酸钠中的Ca2+、Al3+和高氯废水中的Cl-反应生成不溶性沉淀Ca2Al（OH）6Cl，其主要反应方程式如下：

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

第二，检验废水中是否还含有氯离子。向废水中加入硝酸银，看是否有沉淀生成，如果有，证明氯离子没有去除完全。该原理是利用硝酸银中Ag+与废水中Cl-反应生成AgCl沉淀，其主要反应方程式如下：

AgNO3+NaCl→AgCl↓+NaNO3

2.1.3 实验步骤。第一步，将氢氧化钙、偏铝酸钠与氯化钠溶液按适量比例加入到相应反应器中进行混合，并将其放置磁力搅拌器上进行搅拌，同时开启离心泵进行离心处理2～3h；第二步，待反应器中固液发生明显分离后，停止搅拌，并关闭离心泵；第三步，测定液体中Cl-的质量分数，固体经烘干、研磨后，投入到废水中进行处理和使用。

2.2 氯离子去除效果分析

通过上述实验内容的研究，对该方法中氯离子去除效果进行深入分析，以供参考。采用控制变量法研究体系中氢氧化钙摩尔含量对氯离子去除效果的影响，具体做法是将投入到反应体系中的偏铝酸钠中和水体中氯的摩尔比控制为2∶1、4∶1、6∶1、8∶1，从而改变单一变量氢氧化钙的加入量，探究其摩尔含量对氯离子去除效果的影响，探究结果如表1所示：

表1 改变氢氧化钙含量对氯离子的去除的影响（%）

分析表1结果可得到以下三条结论：第一，当体系中钙的摩尔含量较低情况下，氯离子去除效果随着偏铝酸钠摩尔含量的增加而减弱，造成这一现象的原因是由于偏铝酸钠自身发生了双水解反应，产生了OH-，对反应造成影响，使得氯离子去除效果减弱；第二，随着钙物质的量的增加，钙离子和铝离子能够充分地进行反应，使得氯离子的去除效果明显提高；第三，当铝氯摩尔比不变的情况下，氯离子去除效果随着氢氧化钙摩尔量的增加而增强，最高去除率达到86.44%，而需要注意的是呈现这一趋势的情况只局限于氢氧化钙摩尔数在10以内，超过10后，氯离子去除效果开始呈下降趋势，造成氯离子去除效果下降的原因是因为氢氧化钙与偏铝酸钠形成钙铝化合物，而没有参与到氯离子反应生成沉淀的过程中，导致氯离子去除效果降低。因此，该沉淀法去除高氯废水中氯离子时，要合理控制氢氧化钙和偏铝酸钠的加入量，使得Ca、Al、Cl三者反应比例达到最佳，从而加强高氯废水中氯离子的去除效果。

3 结语

综上所述，高氯含量废水中氯离子的去除工作十分关键，一旦氯离子去除工作不到位，会使得废水排放后对生态环境造成严重影响，同时也对人们的身体健康构成威胁，因此高氯废水氯离子去除工作人员必须给予高度的重视，以保证氯离子去除工作更加全面、彻底。本文介绍了一种沉淀法去除高氯含量废水中氯离子的方法，通过对实验内容及实验结果中氯离子去除效果的分析发现，使用该方法去除高氯废水中的氯离子时，去除效果十分可观，具有很好的应用前景。

[1]武杰，柴涛，房亚玲．高氯含量废水中氯离子的去除研究[J]．现代化工，2016，（4）.

[2]武杰．高盐有机废水中盐的去除研究[D]．中北大学，2016.

[3]迟春娟．液-液萃取法处理高氯难降解有机废水[D]．浙江工业大学，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）.

（责任编辑：王 波）

X832

1009-2374（2017）12-0150-02

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

张凯（1983-），男，河南辉县人，核工业理化工程研究院高级工程师，研究方向：特殊废水和废气处理技术。

A