氯化銨廢水的現行處理技術探析

曹 晨

(天津渤海化工集團規劃設計院，天津 300450)

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氯化銨廢水的現行處理技術探析

曹 晨

(天津渤海化工集團規劃設計院，天津 300450)

我國現行的氯化銨廢水處理方法有化學法、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；影響因素

目前我國水體污染現象非常普遍，已經嚴重影響到我們日常生活，而工業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。其中農業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治理的關鍵點。本文經過調研大量的文獻，對于氯化銨廢水現行處理技術進行了整理，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

1.1 氯離子的處理

就目前我國技術水平來說，主要是通過化學方法來處理氯離子，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，最終形成沉淀物CuCl2，該法的主要優點為通過陽極法將氯離子去除，沒有其他任何雜質的引進，缺點為需要實驗者及時觀察陽極表面現象，尤其是當陽極有綠色膜層出現時，要及時采取處理措施，以便氯離子不會出現偏離現象，進而達到去氯離子的目的。另外，除了化學法外，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分離出來，最終達到精制、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，最終達到凈化工業廢水的目的。

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行選擇、濃縮，最終去除廢水中的氯化銨，達到凈化水資源的目的。據相關研究表明，電滲析法在去除稀土廢水中氯化銨時，能夠將原來質量分數為5%的氯化銨經過電滲析法處理后，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

隨著近幾年科學技術的快速發展，膜分離技術也得到了快速發展，并且已經得到了非常廣泛的應用，例如，工業用水處理、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。膜分離技術范疇比較廣，其中目前最新型的一種流體分離技術為高分子分離膜技術，自研發成功起就得到了人們的一致認可，并且取得了較大的成功。根據相關研究表明，截止到2015年底，世界的分離膜市場已經達到了驚人的23億美元，由此可以看出，分離膜市場的火爆，并且該技術由于具有較強的環保特征，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。

反滲透膜技術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會形成一個大于外壓的滲透壓，進而出現滲透逆行現象，最終會導致濃度高的溶液的濃度越來越高，最終使溶液中的溶質逐漸跟水分離，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，最終達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行濃縮，出水可以被用做軟水循環；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行濃縮，出水不能被用做軟水循環；氯化銨溶液濃度為25 g/L時，可以通過反滲透的方式進行濃縮，當氯化銨溶液濃度達到50 g/L時，不能再繼續提高，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，會取得不錯的經濟效益，而對于高濃度的氯化銨廢水，如果再繼續采用反滲透膜技術處理，將會造成較高的能耗，提高成本。另外，在采用膜分離技術處理氯化銨廢水時，當長時間處于運轉時，經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，最終會導致膜組件的性能呈下降趨勢，所以必須通過相應的化學藥品進行處理，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

由于氯堿工業大多位于城市偏遠的郊區地帶，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，導致土壤的pH值下降。一些經濟作物，例如馬鈴薯、小麥、玉米和水稻等對氯離子特別敏感。當氯離子的濃度到達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，塊莖的細胞壁會嚴重脫水，導致植株的枯萎死亡。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，會經過滲透作用流經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

環境中氯化銨廢水的排放，對于建筑工程的施工質量危害較大。通過對混凝土的有效成分產生腐蝕作用，破壞建筑材料原有的孔洞和孔融結構，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。氯離子經過滲透作用從混凝土的表面，進入內部，到達鋼筋表面，會對鋼筋表面參與化學腐蝕反應，破壞鋼筋的自身強度和使用的耐久性。在眾多的化學元素中，氯離子對于鋼筋的腐蝕程度最為嚴重。我國每年用于因氯離子腐蝕的鋼材維護的成本就高達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，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，需要結合不同處理技術的實施特點，繪制處理時間—氯離子濃度曲線。通過數據與圖像分析，合理選擇氯化銨廢水的處理時間。可以采用處理1 h、2 h……進行初步確定，再通過內插法的方式，逐漸縮小處理時間的選定范圍，實現時間高效率、經濟高收益。

3.2 處理壓力的影響

由于膜分離技術和反滲透技術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。結合反滲透膜分離技術組件對壓力的要求，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性質，對不同粒子進行選擇性的通過，需要進行對比試驗，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。實現氯化銨廢水處理工藝中處理壓力參數的確認。

3.3 處理溫度的影響

氯化銨廢水處理水溫以及環境溫度對于氯離子的處理質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，降低處理經濟性回收率。目前，大多數處理企業對于水溫選擇在10～40 ℃溫度區間內。在對于處理溫度的選擇，需要根據氯化銨廢水的濃度和體積進行篩選。處理前氯離子濃度越高，建議處理溫度相應提高，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 論

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

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

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

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

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1005-8370(2016)03-46-03

2016-04-20

曹晨(1984—)，碩士研究生，從事化工專業相關設計及管理工作。