污水中惹人厌烦的氯离子，不用膜怎么去除？

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你说用氧化法把它给变成Cl2去除吧，这玩意儿却因为外层电子完全饱和而具有极高的稳定性，要想实现价电子变化相当困难。你说用化学沉淀法去除吧，但凡常见的阳离子，和它结合基本都不会沉淀。所以除了膜法之外，还真就没有什么有效的手段可以干掉它。当然了，如果你不计成本的搞，常规化学沉淀或者氧化的工艺，倒也不至于没效果，就是代价太大。例如化学沉淀法就有4种，分别是AgCl沉淀、CuCl沉淀和BiOCl沉淀以及经典的弗式盐沉淀。AgCl就不说了，做过COD屏蔽氯离子实验的都知道，太贵，不可能大规模用于工业化生产。CuCl也不便宜，需要用到铜和硫酸铜药剂。首先Cu与Cu²⁺反应生成Cu⁺，随后Cu+与Cl⁻反应，形成不溶于水的CuCl沉淀，详见下列化学反应方程式。Cu+Cu²⁺=2Cu⁺Cu⁺+Cl⁻=CuCl↓BiOCl沉淀目前几乎也没有应用，也不便宜，且反应复杂，条件相当不好控制。首先，需要在酸性条件下溶解Bi2O3，使其溶解释放出Bi³⁺。然后，Bi³⁺与Cl⁻和H2O反应，才能生成BiOCl沉淀。相关化学反应方程式如下所示：Bi2O3+6H⁺=2Bi³⁺+3H2OBi³⁺+H2O+Cl⁻=BiOCl↓+2H⁺这个过程的复杂性堪比芬顿了，先强酸溶解Bi2O3，然后再用NaOH回调pH，去除了Cl⁻，引入了SO4²⁻，倒腾来倒腾去，TDS反而还更高了....... 最后再说说弗氏盐。相对来说，弗氏盐的原料成本就想对低廉了，反应条件也温和，不用大酸大碱的。可有一点，这个工艺产泥量实在是太大了，弄不好最后水都变成了泥，成本也是不低。咱先不谈泥的事儿，先看看弗氏盐是怎么反应去除Cl⁻的。弗氏盐除氯工艺中，用到的两种药剂分别是CaO和NaAlO2，最终生成的沉淀是Ca2Al(OH)6Cl·2H2O，或者是Ca4Al2Cl2(OH)12。反应过程如下所示：CaO+H2O=Ca(OH)22NaAlO2+4H2O=2Al(OH)3+2NaOH4Ca(OH)2+2Al(OH)3=Ca4Al2(OH)14Ca4Al2(OH)14+2Cl⁻=2OH⁻+Ca4Al2Cl2(OH)12↓

有文献资料显示，常温条件下，n(Ca²⁺)∶n(Al³⁺)∶n(Cl⁻)=8~10∶4∶1，反应时间=1~2h，Cl⁻去除率可以达到80%以上。

这个实验我也亲自做过，对于Cl⁻的去除的确是有一定效果，但最后水里面会生成一堆的白色沉淀，感兴趣的小伙伴们可以去试试。

除了化学沉淀法，其实还有氧化法可以实现Cl⁻的去除，最典型的就是电化学。利用外加直流电源电解含有Cl⁻的污水，可以在阳极发生如下反应，实现Cl⁻的去除。2Cl⁻-2e⁻=Cl2↑但真要用电解工艺去除Cl⁻的话，建议选择隔膜电解，把阴阳极给隔开，否则阴极是要产生OH⁻的。这家伙好不容易生成的Cl2一遇到OH⁻，那立马就得变回去，如下反应所示：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（弱碱性）3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO+3H2O（强碱性）NaClO等反应完后，其实还是NaCl，相当于白折腾。但如果是隔膜电解，单独在阳极室进行Cl⁻的去除，虽然也不可能100%变成气态逸出，但好歹效率比阴极高。Cl2+H2O=HCl+HClO并且这是个可逆反应，水的pH值越酸，反应越是逆向进行，而隔膜阳极室pH绝对是强酸性，所以是有利于Cl2挥发逸出的。那位说了：“Cl2能直接进入空气？”肯定不行啊，氯气有毒啊，哪能直接挥发进入空气呢？但你可以用强碱吸收，等NaOH全部转化为高浓度NaCl再蒸发，成本也是可以接受的。除了电化学外，其实还有一种无膜的浓缩技术，那就是EST，也就是电吸附。 电吸附的技术原理其实和电渗析很类似，也是利用电场力驱动水中的阴阳离子，然后依靠特制的吸附电极，例如无定形碳电极来固定Cl⁻，从而使其从水中分离出去。不过电吸附技术的投资和运行成本也不见得就比膜技术省多少，只是相较于膜来说，对于有机物的耐受度要更好。关于非膜非蒸发工艺去除Cl⁻，我暂时就想到了这么多。如果您各位还有什么补充，也欢迎在留言区交流。好了，关于今天的日记内容，就说到这里了，咱们明天再见！

发布于2025-07-18 16:49:16