氯離子是氯最為穩(wěn)定的形態(tài)，一方面，由于微生物不能利用Cl-，所以不能通過(guò)生物法來(lái)去除Cl-，并且廢水中氯離子含量會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，阻礙生物法處理廢水效率！
一、影響機(jī)理
高濃度氯離子對(duì)廢水生物處理的毒害作用主要是通過(guò)升高的環(huán)境滲透壓而破壞微生物的細(xì)胞膜和菌體內(nèi)的酶，從而破壞微生物的生理活動(dòng)。舉例說(shuō)明如下：
1、微生物在等滲透壓下生長(zhǎng)良好.如微生物在質(zhì)量為5～8.5g/L的NaCl溶液中；
2、在低滲透壓(p(NaCl)=0.1g/L)下，溶液水分子大量滲入微生物體內(nèi)，使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹，嚴(yán)重者破裂，導(dǎo)致微生物死亡；
3、在高滲透壓(p(NaCl)=20g/L)下，微生物體內(nèi)水分子大量滲到體外(即：脫水)，使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。
4、微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞，細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜，在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí)，細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性，細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會(huì)大于5-6大氣壓。但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí)，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內(nèi)的水分子會(huì)大量滲透到體外溶液中，造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，嚴(yán)重者微生物死亡。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí)，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會(huì)明顯下降；當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí)，會(huì)造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會(huì)相繼死亡。
而室外給水排設(shè)計(jì)規(guī)范給的生化處理進(jìn)水氯離子范圍是不大于4000mg/l，如圖所示：
二、抑制污泥活性的表現(xiàn)
1、當(dāng)生化系統(tǒng)氯離子濃度大幅度突變時(shí)，污泥的碳化性能和硝化性能會(huì)很快減弱甚至消失，導(dǎo)致COD去除率明顯下降，硝化過(guò)程亞硝酸鹽累積，即使提高污水中的溶解氧，效果不明顯。也就是說(shuō)，活性污泥對(duì)氯離子濃度具有一定的容忍性，當(dāng)氯離子濃度超過(guò)一定值時(shí)，系統(tǒng)降解能力下降，直至系統(tǒng)失去處理能力。
2、氯離子突然變化比氯離子逐漸變化對(duì)系統(tǒng)的干擾更大。
3、隨著氯離子的升高，有機(jī)物降解速率下降，因此低F/M(養(yǎng)料與活性污泥在質(zhì)量上的比值)更適合含氯離子廢水的處理。
4、氯離子改變污泥中微生物的組成，改變了污泥的沉淀性和出水SS，導(dǎo)致污泥流失嚴(yán)重.活性污泥的濃度下降，污泥指數(shù)升高，30分鐘沉降率下降。
5、活性污泥鏡檢結(jié)果來(lái)看，低鹽度時(shí)顯示其中生物相比較豐富，絲狀細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物種類繁多，活性污泥顆粒很大，菌膠團(tuán)呈封閉狀，絮凝體具有一定的緊密度。隨著來(lái)水氯離子濃度的升高，當(dāng)氯離子突變由原來(lái)的150mg/L增至1000mg/L時(shí)，絲狀菌及原生動(dòng)物基本不存在，而菌膠團(tuán)變得更為密實(shí)，此時(shí)絮體變得細(xì)小，異常緊密。污水中有機(jī)物的降解主要靠污水中大量微生物的共同作用完成，氯離子增加導(dǎo)致活性污泥中微生物中屬數(shù)量減少，從而使有機(jī)物降解速率下降。
三、氯離子去除技術(shù)
目前專門為了去除氯離子使其達(dá)標(biāo)排放而研發(fā)的技術(shù)是很少的，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能滿足后續(xù)生物處理生物活性要求;二是為了達(dá)到廢水回用氯化物含量標(biāo)準(zhǔn)。氯離子去除原理主要有兩種：要么被其它陰離子替代;要么同其它陽(yáng)離子一起去除。根據(jù)不同性質(zhì)大體歸類為四種方式：沉淀鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化還原方式。
1、沉淀鹽方式
采用Ag+或Hg+等與Cl-生成沉淀，再將沉降過(guò)濾，從而去除Cl-。沉淀鹽方式主要有化學(xué)沉淀法，關(guān)于該方法研究也很多。金艷等發(fā)明了處理一種氯堿行業(yè)高氯含汞廢水的系統(tǒng)，由于廢水中含氯離子濃度高達(dá)50000-60000mg/L，由于配合作用，汞主要以HgCl3+與Hg-Cl2-的非汞離子形態(tài)存在，經(jīng)過(guò)一系列處理后，出水汞濃度可達(dá)1.5ppb，Cl-也得到了一定的去除。
李文歆等利用化學(xué)沉淀法做了專業(yè)特征廢液中氯離子的處理的研究，氯離子去除率高達(dá)90%以上。該法具有操作簡(jiǎn)單、污染小、去除率高等特點(diǎn)。
化學(xué)沉淀法由于要加入沉淀試劑，如硝酸銀、硝酸汞等，這些沉淀劑的價(jià)格往往較高，導(dǎo)致其工業(yè)成本很高，應(yīng)用不廣泛，基本僅限于實(shí)驗(yàn)室使用。如果開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉的沉淀劑，由于化學(xué)沉淀法反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、易操作，所以還是有很大的應(yīng)用前景的。
2、分離攔截方式
主要采用蒸發(fā)濃縮、電吸附、膜過(guò)濾、溶劑萃取和復(fù)合絮凝劑絮凝等方法將Cl-分離去除。
2.1 蒸發(fā)濃縮法
對(duì)廢水升溫，由于無(wú)機(jī)鹽類氯化物沸點(diǎn)高于水，最后被濃縮結(jié)晶;氯化氫沸點(diǎn)相對(duì)較低，同水蒸氣等易揮發(fā)物質(zhì)一同被去除。從而實(shí)現(xiàn)了氯離子與廢水的分離。
江西理工大學(xué)材化學(xué)院科研人員發(fā)明了含銨含氯廢水處理并回收利用銨和氯的方法，利用該方法使得銨鹽和氯不僅得到有效分離，還能回收利用。該法有效去除了有色金屬冶煉過(guò)程中含銨含氯廢水中氯離子，并實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的統(tǒng)一。
泡菜生產(chǎn)過(guò)程主要產(chǎn)生的廢水類型有腌漬廢水、脫鹽廢水及脫鹽水、清洗水、沖洗水等，其中以腌漬廢水氯離子濃度可達(dá)153000mg/L，對(duì)部分量少的廢水可采用蒸發(fā)法。丁文軍等采用三效濃縮設(shè)備將鹽漬水濃縮至飽和狀態(tài)，再經(jīng)結(jié)晶、離心分離等工序制得食鹽并回用于泡菜腌制。
蒸發(fā)濃縮法適合于小水量高濃度的廢水，其操作簡(jiǎn)單，效果明顯，在泡菜等行業(yè)應(yīng)用較多;但對(duì)于水量較大廢水，其成本很高，相比其他處理方法不實(shí)用。
2.2 電吸附法
電吸附技術(shù)結(jié)合了電化學(xué)理論和吸附分離技術(shù)，通過(guò)對(duì)水溶液施加靜電場(chǎng)作用，在電極上加上直流電壓，在兩電級(jí)表面形成雙電層，由于雙電層具有電容的特性，因而能夠進(jìn)行充電和放電過(guò)程，且溶液中離子不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在充電過(guò)程中吸附并保存溶液中離子，在放電過(guò)程中釋放能量和離子，使雙電層再生。其目前應(yīng)用也比較多。
魏鴻禮做了電吸附工藝去除再生水中氯離子的研究，結(jié)果表明，含氯離子平均為307mg/L的原水，產(chǎn)水平均為91mg/L，氯離子平均去除率為70.4%。
電吸附法相比電解法，由于不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相對(duì)成本較低，且處理效果良好，而在回用水凈化中，其相對(duì)常規(guī)石灰軟化法工藝去除氯離子等鹽類效果更明顯，所以其回用水凈化中應(yīng)用很廣。
2.3 絮凝沉淀、溶劑萃取法
絮凝沉淀主要利用絮凝劑作用氯離子，將其絮凝以至沉淀去除，如復(fù)合絮凝劑;溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。
汪巍發(fā)明了一種用聚合硫酸亞鐵對(duì)含氯廢水進(jìn)行絮凝沉淀的方法，該方法可把進(jìn)水為500~1000mg/L含氯廢水，降低到0.4mg/L以下。雷春生等發(fā)明了一種由有機(jī)酸和無(wú)機(jī)鹽復(fù)配而成的復(fù)合除氯劑，實(shí)驗(yàn)表明，該法可去除99.9%以上的氯離子。
絮凝沉淀和溶劑萃取受試劑的影響，溶劑萃取僅適用于小水量情況，更多應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室;絮凝沉淀法在其成本較低的情況下，可能可應(yīng)用于較大水量氯離子的去除，但目前應(yīng)用并不廣泛。
3、離子交換方式
采用離子交換劑與氯離子進(jìn)行交換替代氯離子，利用該方式的方法有離子交換樹脂法、水滑石法等。值得說(shuō)明的是水滑石法，由于水滑石(LDHs)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無(wú)機(jī)離子、有機(jī)離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進(jìn)行交換。
胡靜等也研究了焙燒鎂鋁碳酸根水滑石(CLDH)對(duì)廢水中氯離子的去除效果。實(shí)驗(yàn)表明，Cl-的去除率可達(dá)97%。
水滑石法目前研究較多，其對(duì)氯離子的去除效果也較好，但多停留在實(shí)驗(yàn)階段，工程應(yīng)用很少。離子交換樹脂法用復(fù)床或混床，將氯離子去除，屬傳統(tǒng)工藝，設(shè)備投資較低，但陰離子交換樹脂容易飽和，需要再生。
4、氧化還原方式
采用電解或電滲析、還原方式將Cl-去除。應(yīng)用方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽(yáng)級(jí)之間產(chǎn)生電位差，趨使污水中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)發(fā)生還原反應(yīng)，從而使得廢水中的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離除去。
4.1 電滲析法
電滲析以離子交換膜為滲析膜，以電能為動(dòng)力。電滲析過(guò)程是電解和滲析擴(kuò)散過(guò)程的組合。在外加直流電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子分別往陽(yáng)極和陰極移動(dòng)，由于陽(yáng)離子膜理論上只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰離子膜只允許陰離子通過(guò)，如果膜的固定電荷與離子電荷相反，則離子可以通過(guò)，反之則被排斥。由此來(lái)實(shí)現(xiàn)氯離子的去除。
錢學(xué)玲等采用味精廢水-預(yù)處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個(gè)工藝流程既保證了COD等的去除，又可使Cl-濃度從進(jìn)水16.776g/L降至6g/L以下，從而達(dá)到了很好的綜合去除效果。
電滲析法適合處理低濃度含氯廢水，水耗和電耗較大，成本較高，其對(duì)小水量的處理還是比較實(shí)用的。
4.2 電解、氧化劑法
電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽(yáng)級(jí)之間產(chǎn)生電位差，趨勢(shì)污水中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)發(fā)生還原反應(yīng)，從而使得廢水中的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離除去;氧化劑法是通過(guò)與氯離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)將氯離子去除的方法。
李長(zhǎng)俊等采用混凝絮凝-電解法聯(lián)用技術(shù)，實(shí)驗(yàn)表明，Cl-濃度能從原水的136698.2mg/L降低到54205.5mg/L，能達(dá)到較好的去除效果。
電解法去除氯離子同樣存在成本高的問(wèn)題，對(duì)小水量廢水應(yīng)用有較好效果，相對(duì)于電滲析法其不存在膜堵塞問(wèn)題，但運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高，一般在廢水預(yù)處理后采用。氧化劑法目前應(yīng)用也較少。
參考文獻(xiàn)：[1]宋波, 王安. 工業(yè)廢水中氯離子去除技術(shù)的綜述[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2015, 000(018):81-82.
原標(biāo)題：氯離子高于多少不能進(jìn)生化？如何去除？