氯化铵废水的现行处理技术探析

曹 晨

(天津渤海化工集团规划设计院，天津 300450)



氯化铵废水的现行处理技术探析

曹 晨

(天津渤海化工集团规划设计院，天津 300450)

我国现行的氯化铵废水处理方法有化学法、电渗析法、膜分离法等，介绍这几种方法的原理、适用条件、处理效果及氯化铵废水排放的危害。探讨废水处理的影响因素。

废水处理；氯化铵废水；处理技术；影响因素

目前我国水体污染现象非常普遍，已经严重影响到我们日常生活，而工业废水作为最主要污染源，占到了总废水污染排放量的70%左右，并且每年还呈上升趋势。其中农业化肥污染也在近几年成为废水污染的主要污染源之一，化肥中含有的氯化铵元素是造成水污染的主要因素。

氯化铵废水的来源较多，对于氯化铵废水的处理一直属于企业治理的关键点。本文经过调研大量的文献，对于氯化铵废水现行处理技术进行了整理，并具体阐述了氯化铵废水排放的危害，提出了氯化铵废水处理的主要影响因素。

1 氯化铵废水的处理技术

1.1 氯离子的处理

就目前我国技术水平来说，主要是通过化学方法来处理氯离子，主要包括以下几种方法，一是，锌粉法。该方法的主要原理为耗费的锌，一方面形成ZnCl2，另一方面还形成氢气,正常情况下会耗费4～5倍左右的锌粉；二是，银盐法，该方法是我国最早使用的去氯离子的方法，并且也是目前成本最高的一种方法，主要原理就是氯离子跟银离子在镀液中形成AgCl，AgCl为白色难溶物，最后再将沉淀物过滤；三是，氧化亚铜法。该方法的主要原理为氯离子跟氧化亚铜反应，最终形成沉淀物CuCl2，该法的主要优点为通过阳极法将氯离子去除，没有其他任何杂质的引进，缺点为需要实验者及时观察阳极表面现象，尤其是当阳极有绿色膜层出现时，要及时采取处理措施，以便氯离子不会出现偏离现象，进而达到去氯离子的目的。另外，除了化学法外，我们还会通过物理法去除氯离子，例如最常用的有利用水滑石作吸附剂的方法去除氯离子，等等。

1.2 电渗析法

电渗析法目前也是处理氯化铵的主要方法，该方法的主要原理为在直流电场作用下，会形成电位差，进而会通过离子交换膜具有的选择透过性功能，逐渐从溶液中将电解质分离出来，最终达到精制、纯化溶液的目的。因此，我们也可以将该方法用来处理氯化铵，最终达到净化工业废水的目的。

通过上文对电渗析法工作原理的分析介绍，我们可以充分利用电渗析技术方法，通过在溶液中形成电位差，然后通过离子交换膜的选择透过性，对氯化铵溶液中的离子进行选择、浓缩，最终去除废水中的氯化铵，达到净化水资源的目的。据相关研究表明，电渗析法在去除稀土废水中氯化铵时，能够将原来质量分数为5%的氯化铵经过电渗析法处理后，最高能将其提高到14%左右，从而使稀土中氯化铵的含量得到了有效降低。

1.3 膜分离技术

随着近几年科学技术的快速发展，膜分离技术也得到了快速发展，并且已经得到了非常广泛的应用，例如，工业用水处理、淡化海水、污水处理、纯水制备等，并且也取得了非常不错的效果。膜分离技术范畴比较广，其中目前最新型的一种流体分离技术为高分子分离膜技术，自研发成功起就得到了人们的一致认可，并且取得了较大的成功。根据相关研究表明，截止到2015年底，世界的分离膜市场已经达到了惊人的23亿美元，由此可以看出，分离膜市场的火爆，并且该技术由于具有较强的环保特征，所以被世界各国都争相研究、使用，尤其是目前很多家庭引用的纯水，也都开始使用该技术。

反渗透膜技术的工作原理为在同一容器中，放置浓度不同的两种溶液，浓度较高溶液的一侧会形成一个大于外压的渗透压，进而出现渗透逆行现象，最终会导致浓度高的溶液的浓度越来越高，最终使溶液中的溶质逐渐跟水分离，随着溶液浓度的不断加大，就可以将溶液中不同浓度的组分分离。因此，在氯化铵废水处理过程中，利用反渗透膜技术，最终达到分离氯化铵的目的。并且不同浓度的氯化铵溶液使用的反渗透压各不相同，例如，氯化铵溶液浓度为0.4 g/L时，可以通过低压反渗透的方式进行浓缩，出水可以被用做软水循环；氯化铵溶液浓度为6 g/L时，可以通过中压反渗透的方式进行浓缩，出水不能被用做软水循环；氯化铵溶液浓度为25 g/L时，可以通过反渗透的方式进行浓缩，当氯化铵溶液浓度达到50 g/L时，不能再继续提高，否则会损耗更多的能量。由此可以看出，在处理氯化铵浓度较低溶液时，会取得不错的经济效益，而对于高浓度的氯化铵废水，如果再继续采用反渗透膜技术处理，将会造成较高的能耗，提高成本。另外，在采用膜分离技术处理氯化铵废水时，当长时间处于运转时，经常会遇到一些不容易冲洗掉的污染物，例如会有大量的有机物沉积，最终会导致膜组件的性能呈下降趋势，所以必须通过相应的化学药品进行处理，这无形中也使得废水处理成本提高上去。因此，反渗透膜技术虽然会取得不错的效率，但是还存在很多问题，这也是今后研究的重点方向。

2 氯化铵废水排放的危害

2.1 改变土壤的pH值

由于氯碱工业大多位于城市偏远的郊区地带，周边土壤资源丰富。氯化铵废水的排放，会不断增加土壤中氯离子的含量。氯离子含量的增加会增加土壤的酸性，改变土壤粒径的基本组成，导致土壤的pH值下降。一些经济作物，例如马铃薯、小麦、玉米和水稻等对氯离子特别敏感。当氯离子的浓度到达300 mg/L时，小麦的分蘖率会下降76%。与此同时，马铃薯在土壤pH低于5.8的情况下，块茎的细胞壁会严重脱水，导致植株的枯萎死亡。氯化铵属于强酸弱碱盐，因此土壤含量越多，pH值越低。

2.2 引发水体氯污染

氯化铵废水的排放，一般伴随着氨氮废水的排放。由于氯化铵废水直接排入地下后，会经过渗透作用流经浅层地下水和周边的河流。氯化铵废水中含有丰富的N元素。水体中的植株和藻类生物会因大量N的存在而迅速繁殖、生长，进而使得水体中的氧含量急剧下降，破坏了水体中正常的溶解氧平衡。对于水体中一些微生物和生物的生存极为不利。氯离子在水体中浓度的积累，会使得藻类植物的磷需求含量下降。除此之外，氯离子对于地下水的污染，将直接危害人类的饮水安全。

2.3 对混凝土的腐蚀

环境中氯化铵废水的排放，对于建筑工程的施工质量危害较大。通过对混凝土的有效成分产生腐蚀作用，破坏建筑材料原有的孔洞和孔融结构，使得在宏观上看到一些缺陷。氯离子具有很强的渗透作用，众所周知，氯离子对于臭氧层的破坏是不可逆的。氯离子经过渗透作用从混凝土的表面，进入内部，到达钢筋表面，会对钢筋表面参与化学腐蚀反应，破坏钢筋的自身强度和使用的耐久性。在众多的化学元素中，氯离子对于钢筋的腐蚀程度最为严重。我国每年用于因氯离子腐蚀的钢材维护的成本就高达1 550亿元。

3 氯化铵废水处理的影响因素

3.1 处理时间的影响

无论采用何种氯离子处理技术，从理论上来讲，氯离子处理时间越长，处理越彻底。然而，化工企业在实际的氯化铵废水处理过程中会追求效率和效益最大化，因此，对于处理时间要求尽可能的短。对于处理时间的选择，需要结合不同处理技术的实施特点，绘制处理时间—氯离子浓度曲线。通过数据与图像分析，合理选择氯化铵废水的处理时间。可以采用处理1 h、2 h……进行初步确定，再通过内插法的方式，逐渐缩小处理时间的选定范围，实现时间高效率、经济高收益。

3.2 处理压力的影响

由于膜分离技术和反渗透技术在处理氯化铵废水时，其主要的运行模块会涉及运行压力范围的选定。结合反渗透膜分离技术组件对压力的要求，处理压力选择0.2～0.8 MPa。一般而言，膜分离借助高分子分离膜自身的表面物理和化学性质，对不同粒子进行选择性的通过，需要进行对比试验，分别测试不同处理压力下，氯化铵废水处理后的氯离子浓度。同时绘制处理压力-氯离子浓度曲线。实现氯化铵废水处理工艺中处理压力参数的确认。

3.3 处理温度的影响

氯化铵废水处理水温以及环境温度对于氯离子的处理质量和处理效率影响较大。一般而言，处理温度不宜过高，那样会增加处理过程的能量消耗，降低处理经济性回收率。目前，大多数处理企业对于水温选择在10～40 ℃温度区间内。在对于处理温度的选择，需要根据氯化铵废水的浓度和体积进行筛选。处理前氯离子浓度越高，建议处理温度相应提高，以保障处理效率。同时，需要绘制处理温度—氯离子去除率曲线，加强影响的定量化记录与分析。

4 结 论

总而言之，氯化铵废水的处理对于人类的生产和生活都有极大的危害。目前，氯化铵废水的现行处理技术主要采用沉淀法、膜分离和反渗透等。在对现有处理工艺进行优化时，需要明确氯离子的处理影响因素，进而提升处理效果，降低氯离子污染程度。

[1] 王丽惠.工业废水中氯化铵的处理方法[J].煤炭与化工，2014(11)

[2] 雷小林.氯化铵废水的现行处理技术[J].江苏环境科技，2015(6)

[3] 李成凯.化肥工业高浓度氯化铵废水的处理[J].化肥工业技术，2016(6)

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1005-8370(2016)03-46-03

2016-04-20

曹晨(1984—)，硕士研究生，从事化工专业相关设计及管理工作。