化学沉淀法处理循环水时产生大量含氯污泥。以Ca(OH)₂为例,处理Cl⁻=500mg/L的循环水时,每吨水产生3.5kg含水率80%的CaCl₂污泥。这些污泥因含有重金属杂质被归类为危废,专业处置费用高达¥5000/吨。某电厂采用板框压滤机脱水,但滤布因CaCl₂吸湿性导致堵塞,每月需更换(成本¥2万/次)。
活性炭对循环水中Cl⁻的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企业采用活性炭滤塔处理旁流循环水(Cl⁻=200mg/L),运行7天后穿透,年消耗炭量达50吨(成本¥150万),但出水Cl⁻降至150mg/L。主要问题包括:1)pH>8时吸附量下降60%;2)有机物竞争吸附;3)热再生导致炭损耗20%。
氯离子使铜合金发生脱锌腐蚀。天津工业除氯除硬系统

可以选用汽水瓶自制简易的活性炭过滤器,在汽水瓶底部打上十余个小孔,在瓶内放满活性炭,瓶口用软管相套,让自来水经过装满活性炭的过滤瓶滴下。活性炭能够吸附水中的氯气和杂质,经过这样过滤后的水,氯含量会大幅降低,可以用于多种生活场景,如浇花、养鱼等。
铋系物质可以用于含氯溶液的除氯,像 bi2o3、bi (no3) 3 等。其原理是铋离子与氯离子结合,形成难溶的氯氧化铋物质。在处理含氯溶液时,将铋系物质与含氯溶液混合,控制合适的条件,比如溶液的 pH 值保持在 0.1 - 7,温度控制在 10 - 50℃,搅拌 5 - 480min,除氯效率可以达到 90% 以上,而且得到的除氯产物还可以作为功能材料使用,或者进行脱氯再循环。 河北数据中心除氯设施氯离子使橡胶密封件寿命缩短50%。

通过蒸发和蒸馏的方法也可以从水或废水中对氯离子进行去除。在蒸发过程中,水会变成蒸汽上升,而氯化物等污染物则会留在剩余的液体中;蒸馏机械通过精确地控制温度等条件,能够几乎完全去除水中的氯化物。从蒸发和蒸馏过程中,可以获得高纯度的馏出物,蒸发器的维护需求相对膜系统来说较少,处理结果也较为稳定。但是,工业蒸发器的成本较高,能源消耗也很大,不过新型的 MVR 蒸发器能够使能耗减少 70%,在一定程度上缓解了能耗高的问题。
氯离子是微生物生长的必需元素,其存在会明显加速硫酸盐还原菌(SRB)等腐蚀性菌群的繁殖。某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍,造成碳钢设备点蚀速率高达3mm/a。更严重的是,常规杀菌剂对生物膜内菌群效果有限,必须配合物理清洗才能控制。
PVC材质冷却塔填料在Cl⁻>500mg/L的环境中,分子链中的C-Cl键会逐渐断裂,5年后抗拉强度下降40%。某电厂曾发生填料大面积坍塌事故,直接损失¥300万。虽然玻璃钢填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安装维护要求更高。 高氯环境必须选用特种合金材料。

电化学除氯效率取决于阳极氧化电位和析氯过电位。钛基涂层电极(DSA)中,IrO₂-Ta₂O₅阳极在1.8V(vs SHE)时析氯电流效率达85%,而RuO₂涂层易因Cl⁻氧化生成ClO₃⁻副产物。某化工厂电解处理含Cl⁻ 3000mg/L废水,采用脉冲电源(频率100Hz,占空比1:3)比直流电节能22%,但极板间距需控制在5mm以内以防欧姆损耗。石墨烯修饰的硼掺杂金刚石(BDD)阳极可将氯代烃(如氯苯)完全矿化为CO₂,矿化电流效率达91%,但成本高达¥8000/m²。在线监测氯浓度误差需控制在±10%。湖南海水淡化除氯除硬系统
钛合金耐氯腐蚀,但成本昂贵。天津工业除氯除硬系统
微生物腐蚀的协同恶化Cl⁻是嗜盐菌(如Halomonas)生长的必需元素,其存在导致:生物膜厚度增加3倍,形成缺氧腐蚀微环境垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍(局部腐蚀速率>3mm/年)常规杀菌剂穿透生物膜效率下降70%某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,碳钢管道微生物腐蚀穿孔事故频发,年检修费用增加¥500万。
氯离子会与水处理化学品发生竞争性反应:缓蚀剂干扰:HEDP在Cl⁻>500mg/L时缓蚀效率从92%暴跌至58%阻垢剂失效:聚羧酸盐对CaSO₄的分散能力下降40%杀菌剂消耗:Cl⁻与ClO₂反应生成无效的ClO₃⁻,投加量需提高30%某石化企业因Cl⁻超标(650mg/L),年度水处理药剂成本从¥350万激增至¥800万,且仍无法控制腐蚀速率。 天津工业除氯除硬系统