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二氧化氯以高效、快速的消毒效果，可減少有機消毒副產物的優勢在消毒領域被廣泛應用，但在復合法制備二氧化氯的過程中，會產生含有高濃度有害污染物氯酸鹽的殘液，鑒于二氧化氯發生器殘液尚無妥善的處理方法，殘液中的氯酸根會對環境造成嚴重危害。氯酸根屬于含氧陰離子，且氧化性較強，理論上可以通過離子交換或氧化還原等途徑進行處理。離子交換膜和離子交換樹脂可有效分離富集含氧陰離子，鐵粉可快速去除氧化性污染物。用離子交換膜、離子交換樹脂和鐵粉還原法對復合法制備 二氧化氯過(guo)程中產生的(de)高濃度氯酸鹽殘液(ye)進行(xing)處理，對(dui)3種方法進行(xing)綜合(he)比(bi)較。

1.離子交換(huan)膜的(de)再生利(li)用

當進水池(chi)中氯(lv)酸根質(zhi)量濃度不再下降(jiang)時將膜(mo)取出(chu)，用1m ol/L氯(lv)化鈉溶液浸(jin)泡24h，再用去離(li)子水浸(jin)泡24h對離(li)子交換(huan)膜(mo)進行再生(sheng)，重復(fu)交換(huan)過程。

離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)再(zai)生后(hou)， 可連續運行(xing)24h 保持(chi)氯酸根的去除率(lv)達(da) 50%，最終(zhong)富集質量(liang)濃度(du)僅(jin)為(wei)3.25g/L， 膜(mo)內累積量(liang)呈逐漸升高(gao)的趨勢， 最終(zhong)為(wei)1.03g， 離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)再(zai)生后(hou)處理效(xiao)果(guo)難以恢復。為(wei)探究其原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)，對原(yuan)(yuan)離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)和(he)(he)飽和(he)(he)后(hou)的膜(mo)進行(xing)掃描電(dian)鏡(SEM)分析(xi)，由分析(xi)結果(guo)可知， 離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)反(fan)應器(qi)連續運行(xing)312 h后(hou)， 離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)高(gao)分子(zi)骨架網出現明顯的裂痕，這是造成其無法再(zai)生利用的主要原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)。

2.離子交換樹脂法

進(jin)水(shui)氯(lv)酸(suan)鈉質量濃(nong)(nong)度為(wei)(wei)2.0 g/L, 進(jin)水(shui)流量為(wei)(wei)43.3 mL/ min, 空(kong)床(chuang)(chuang)停留(liu)時間(jian)(jian)為(wei)(wei)19.6 min 時,柱子(zi)達(da)到(dao)穿透后(hou)通入1mol/L 的(de)NaOH解吸溶(rong)液(ye),空(kong)床(chuang)(chuang)停留(liu)時間(jian)(jian)為(wei)(wei)30min, 每隔(ge)30min 取樣。后(hou)分析解吸溶(rong)液(ye)中氯(lv)酸(suan)根(gen)的(de)質量濃(nong)(nong)度。再加入2.0g/L的(de)氯(lv)化鈉溶(rong)液(ye)，重復試(shi)驗(yan)步驟，分析其對氯(lv)酸(suan)根(gen)處理效果的(de)影響。

樹脂吸附飽和后，通入高濃度氫氧化鈉溶液來交換固定基團上的氯酸根，由于強堿性交換樹脂基團較易同 OH?結合能夠與氯酸根交換，從而得出富集氯酸根的濃度。由以上分析結果可知， 解吸120 min時洗脫液中氯酸根質量濃度達到最大， 為23.5l g/L， 為進水質量濃度的11.8倍，達到了富集效果；120min之后氯酸根質量濃度基本逐漸下降；到800min 后，洗脫液中氯酸根質量濃度遠低于進水溶液中的質量濃度。試驗結果表明，當共存C?時，去除率降低 5%，因為離子交換樹脂上可交換基團是固定的，共存的陰離子會與目標離子氯酸根競爭交換位點，從而降低氯酸根的交換效率。將富集后溶液與復合 二氧化氯發生器氯(lv)酸(suan)鈉進料的理化性質進行對比。

富集(ji)液(ye)由于由堿液(ye)洗脫得到，呈堿性。由富集(ji)液(ye)與氯酸(suan)鈉(na)進料的(de)理化性質對(dui)比可知，富集(ji)液(ye)可作(zuo)為(wei)原液(ye)來配置二氧化氯發生(sheng)器(qi)氯酸(suan)鈉(na)進料，但實際應用前(qian)需對(dui)其進行 pH調節使其范(fan)圍在6.7~7.0，實現了殘液(ye)的(de)資(zi)源化利用。

3鐵粉還原法

將鈍(dun)化后(hou)(hou)的(de)鐵(tie)粉用0.3mol/L的(de)鹽(yan)酸溶液清洗(xi)3次，以實(shi)現鐵(tie)粉的(de)活(huo)化，然后(hou)(hou)用去離子水(shui)將其(qi)清洗(xi)至中性為(wei)止，每次充分(fen)混合后(hou)(hou)用磁(ci)鐵(tie)對其(qi)進行分(fen)離。鐵(tie)粉活(huo)化后(hou)(hou)繼續重復還原反應試驗步(bu)驟，直到處理后(hou)(hou)氯酸鹽(yan)去除率低于50%為(wei)止。

當對鈍化鐵粉進行酸洗后，保持去除率為50%的使用次數提高5次。相對未酸洗鐵粉，還原反應速率略增加，隨酸洗次數增加，氯酸鹽去除率呈下降趨勢。一方面，試驗過程中無法避免未反應鐵粉隨洗液的流失，因此還原劑量減少，導致氯酸根的去除率降低，反應速(su)率減慢(man)； 另一方面，隨著還原反應(ying)的進行，鐵(tie)粉消耗完溶(rong)液中的氫(qing)離子后表(biao)面又繼續發(fa)生鈍化現象，因此需(xu)要通過增加酸洗(xi)次數或加酸的方式來促進鐵(tie)粉的活化。

結論

       離子交換膜處理后氯酸鹽富集質量濃度為13.06 g/L，為進水質量濃度的6.5倍，去除率大于50%，離子交換膜不可重復使用； 離子交換樹脂處理后富集質量濃度為23.51g/L，為進水質量濃度的11.8倍，去除率為95%，離子交換樹脂可重復使用； 鐵粉對氯酸根去除率為 99%，可連續使用 15 次。綜合比較處理效果、控制條件和處理成本，選擇鐵粉還原法為最佳方法。