曹 晨

(天津渤?；ぜ瘓F規(guī)劃設(shè)計院，天津 300450)

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氯化銨廢水的現(xiàn)行處理技術(shù)探析

曹 晨

(天津渤?；ぜ瘓F規(guī)劃設(shè)計院，天津 300450)

我國現(xiàn)行的氯化銨廢水處理方法有化學(xué)法、電滲析法、膜分離法等，介紹這幾種方法的原理、適用條件、處理效果及氯化銨廢水排放的危害。探討廢水處理的影響因素。

廢水處理；氯化銨廢水；處理技術(shù)；影響因素

目前我國水體污染現(xiàn)象非常普遍，已經(jīng)嚴(yán)重影響到我們?nèi)粘Ｉ睿I(yè)廢水作為最主要污染源，占到了總廢水污染排放量的70%左右，并且每年還呈上升趨勢。其中農(nóng)業(yè)化肥污染也在近幾年成為廢水污染的主要污染源之一，化肥中含有的氯化銨元素是造成水污染的主要因素。

氯化銨廢水的來源較多，對于氯化銨廢水的處理一直屬于企業(yè)治理的關(guān)鍵點。本文經(jīng)過調(diào)研大量的文獻(xiàn)，對于氯化銨廢水現(xiàn)行處理技術(shù)進(jìn)行了整理，并具體闡述了氯化銨廢水排放的危害，提出了氯化銨廢水處理的主要影響因素。

1 氯化銨廢水的處理技術(shù)

1.1 氯離子的處理

就目前我國技術(shù)水平來說，主要是通過化學(xué)方法來處理氯離子，主要包括以下幾種方法，一是，鋅粉法。該方法的主要原理為耗費的鋅，一方面形成ZnCl2，另一方面還形成氫氣,正常情況下會耗費4～5倍左右的鋅粉；二是，銀鹽法，該方法是我國最早使用的去氯離子的方法，并且也是目前成本最高的一種方法，主要原理就是氯離子跟銀離子在鍍液中形成AgCl，AgCl為白色難溶物，最后再將沉淀物過濾；三是，氧化亞銅法。該方法的主要原理為氯離子跟氧化亞銅反應(yīng)，最終形成沉淀物CuCl2，該法的主要優(yōu)點為通過陽極法將氯離子去除，沒有其他任何雜質(zhì)的引進(jìn)，缺點為需要實驗者及時觀察陽極表面現(xiàn)象，尤其是當(dāng)陽極有綠色膜層出現(xiàn)時，要及時采取處理措施，以便氯離子不會出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)到去氯離子的目的。另外，除了化學(xué)法外，我們還會通過物理法去除氯離子，例如最常用的有利用水滑石作吸附劑的方法去除氯離子，等等。

1.2 電滲析法

電滲析法目前也是處理氯化銨的主要方法，該方法的主要原理為在直流電場作用下，會形成電位差，進(jìn)而會通過離子交換膜具有的選擇透過性功能，逐漸從溶液中將電解質(zhì)分離出來，最終達(dá)到精制、純化溶液的目的。因此，我們也可以將該方法用來處理氯化銨，最終達(dá)到凈化工業(yè)廢水的目的。

通過上文對電滲析法工作原理的分析介紹，我們可以充分利用電滲析技術(shù)方法，通過在溶液中形成電位差，然后通過離子交換膜的選擇透過性，對氯化銨溶液中的離子進(jìn)行選擇、濃縮，最終去除廢水中的氯化銨，達(dá)到凈化水資源的目的。據(jù)相關(guān)研究表明，電滲析法在去除稀土廢水中氯化銨時，能夠?qū)⒃瓉碣|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氯化銨經(jīng)過電滲析法處理后，最高能將其提高到14%左右，從而使稀土中氯化銨的含量得到了有效降低。

1.3 膜分離技術(shù)

隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，膜分離技術(shù)也得到了快速發(fā)展，并且已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，例如，工業(yè)用水處理、淡化海水、污水處理、純水制備等，并且也取得了非常不錯的效果。膜分離技術(shù)范疇比較廣，其中目前最新型的一種流體分離技術(shù)為高分子分離膜技術(shù)，自研發(fā)成功起就得到了人們的一致認(rèn)可，并且取得了較大的成功。根據(jù)相關(guān)研究表明，截止到2015年底，世界的分離膜市場已經(jīng)達(dá)到了驚人的23億美元，由此可以看出，分離膜市場的火爆，并且該技術(shù)由于具有較強的環(huán)保特征，所以被世界各國都爭相研究、使用，尤其是目前很多家庭引用的純水，也都開始使用該技術(shù)。

反滲透膜技術(shù)的工作原理為在同一容器中，放置濃度不同的兩種溶液，濃度較高溶液的一側(cè)會形成一個大于外壓的滲透壓，進(jìn)而出現(xiàn)滲透逆行現(xiàn)象，最終會導(dǎo)致濃度高的溶液的濃度越來越高，最終使溶液中的溶質(zhì)逐漸跟水分離，隨著溶液濃度的不斷加大，就可以將溶液中不同濃度的組分分離。因此，在氯化銨廢水處理過程中，利用反滲透膜技術(shù)，最終達(dá)到分離氯化銨的目的。并且不同濃度的氯化銨溶液使用的反滲透壓各不相同，例如，氯化銨溶液濃度為0.4 g/L時，可以通過低壓反滲透的方式進(jìn)行濃縮，出水可以被用做軟水循環(huán)；氯化銨溶液濃度為6 g/L時，可以通過中壓反滲透的方式進(jìn)行濃縮，出水不能被用做軟水循環(huán)；氯化銨溶液濃度為25 g/L時，可以通過反滲透的方式進(jìn)行濃縮，當(dāng)氯化銨溶液濃度達(dá)到50 g/L時，不能再繼續(xù)提高，否則會損耗更多的能量。由此可以看出，在處理氯化銨濃度較低溶液時，會取得不錯的經(jīng)濟效益，而對于高濃度的氯化銨廢水，如果再繼續(xù)采用反滲透膜技術(shù)處理，將會造成較高的能耗，提高成本。另外，在采用膜分離技術(shù)處理氯化銨廢水時，當(dāng)長時間處于運轉(zhuǎn)時，經(jīng)常會遇到一些不容易沖洗掉的污染物，例如會有大量的有機物沉積，最終會導(dǎo)致膜組件的性能呈下降趨勢，所以必須通過相應(yīng)的化學(xué)藥品進(jìn)行處理，這無形中也使得廢水處理成本提高上去。因此，反滲透膜技術(shù)雖然會取得不錯的效率，但是還存在很多問題，這也是今后研究的重點方向。

2 氯化銨廢水排放的危害

2.1 改變土壤的pH值

由于氯堿工業(yè)大多位于城市偏遠(yuǎn)的郊區(qū)地帶，周邊土壤資源豐富。氯化銨廢水的排放，會不斷增加土壤中氯離子的含量。氯離子含量的增加會增加土壤的酸性，改變土壤粒徑的基本組成，導(dǎo)致土壤的pH值下降。一些經(jīng)濟作物，例如馬鈴薯、小麥、玉米和水稻等對氯離子特別敏感。當(dāng)氯離子的濃度到達(dá)300 mg/L時，小麥的分蘗率會下降76%。與此同時，馬鈴薯在土壤pH低于5.8的情況下，塊莖的細(xì)胞壁會嚴(yán)重脫水，導(dǎo)致植株的枯萎死亡。氯化銨屬于強酸弱堿鹽，因此土壤含量越多，pH值越低。

2.2 引發(fā)水體氯污染

氯化銨廢水的排放，一般伴隨著氨氮廢水的排放。由于氯化銨廢水直接排入地下后，會經(jīng)過滲透作用流經(jīng)淺層地下水和周邊的河流。氯化銨廢水中含有豐富的N元素。水體中的植株和藻類生物會因大量N的存在而迅速繁殖、生長，進(jìn)而使得水體中的氧含量急劇下降，破壞了水體中正常的溶解氧平衡。對于水體中一些微生物和生物的生存極為不利。氯離子在水體中濃度的積累，會使得藻類植物的磷需求含量下降。除此之外，氯離子對于地下水的污染，將直接危害人類的飲水安全。

2.3 對混凝土的腐蝕

環(huán)境中氯化銨廢水的排放，對于建筑工程的施工質(zhì)量危害較大。通過對混凝土的有效成分產(chǎn)生腐蝕作用，破壞建筑材料原有的孔洞和孔融結(jié)構(gòu)，使得在宏觀上看到一些缺陷。氯離子具有很強的滲透作用，眾所周知，氯離子對于臭氧層的破壞是不可逆的。氯離子經(jīng)過滲透作用從混凝土的表面，進(jìn)入內(nèi)部，到達(dá)鋼筋表面，會對鋼筋表面參與化學(xué)腐蝕反應(yīng)，破壞鋼筋的自身強度和使用的耐久性。在眾多的化學(xué)元素中，氯離子對于鋼筋的腐蝕程度最為嚴(yán)重。我國每年用于因氯離子腐蝕的鋼材維護的成本就高達(dá)1 550億元。

3 氯化銨廢水處理的影響因素

3.1 處理時間的影響

無論采用何種氯離子處理技術(shù)，從理論上來講，氯離子處理時間越長，處理越徹底。然而，化工企業(yè)在實際的氯化銨廢水處理過程中會追求效率和效益最大化，因此，對于處理時間要求盡可能的短。對于處理時間的選擇，需要結(jié)合不同處理技術(shù)的實施特點，繪制處理時間—氯離子濃度曲線。通過數(shù)據(jù)與圖像分析，合理選擇氯化銨廢水的處理時間?？梢圆捎锰幚? h、2 h……進(jìn)行初步確定，再通過內(nèi)插法的方式，逐漸縮小處理時間的選定范圍，實現(xiàn)時間高效率、經(jīng)濟高收益。

3.2 處理壓力的影響

由于膜分離技術(shù)和反滲透技術(shù)在處理氯化銨廢水時，其主要的運行模塊會涉及運行壓力范圍的選定。結(jié)合反滲透膜分離技術(shù)組件對壓力的要求，處理壓力選擇0.2～0.8 MPa。一般而言，膜分離借助高分子分離膜自身的表面物理和化學(xué)性質(zhì)，對不同粒子進(jìn)行選擇性的通過，需要進(jìn)行對比試驗，分別測試不同處理壓力下，氯化銨廢水處理后的氯離子濃度。同時繪制處理壓力-氯離子濃度曲線。實現(xiàn)氯化銨廢水處理工藝中處理壓力參數(shù)的確認(rèn)。

3.3 處理溫度的影響

氯化銨廢水處理水溫以及環(huán)境溫度對于氯離子的處理質(zhì)量和處理效率影響較大。一般而言，處理溫度不宜過高，那樣會增加處理過程的能量消耗，降低處理經(jīng)濟性回收率。目前，大多數(shù)處理企業(yè)對于水溫選擇在10～40 ℃溫度區(qū)間內(nèi)。在對于處理溫度的選擇，需要根據(jù)氯化銨廢水的濃度和體積進(jìn)行篩選。處理前氯離子濃度越高，建議處理溫度相應(yīng)提高，以保障處理效率。同時，需要繪制處理溫度—氯離子去除率曲線，加強影響的定量化記錄與分析。

4 結(jié) 論

總而言之，氯化銨廢水的處理對于人類的生產(chǎn)和生活都有極大的危害。目前，氯化銨廢水的現(xiàn)行處理技術(shù)主要采用沉淀法、膜分離和反滲透等。在對現(xiàn)有處理工藝進(jìn)行優(yōu)化時，需要明確氯離子的處理影響因素，進(jìn)而提升處理效果，降低氯離子污染程度。

[1] 王麗惠.工業(yè)廢水中氯化銨的處理方法[J].煤炭與化工，2014(11)

[2] 雷小林.氯化銨廢水的現(xiàn)行處理技術(shù)[J].江蘇環(huán)境科技，2015(6)

[3] 李成凱.化肥工業(yè)高濃度氯化銨廢水的處理[J].化肥工業(yè)技術(shù)，2016(6)

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1005-8370(2016)03-46-03

2016-04-20

曹晨(1984—)，碩士研究生，從事化工專業(yè)相關(guān)設(shè)計及管理工作。