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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上折點加氯及其應(yīng)用摘 要:近年來由于源水水質(zhì)的污染日益嚴重,在自來水的加氯處理中,氨氮對加氯的影響目趨顯著,本文旨在討論源水里的氨氮對加氯的影響,分析源水中不同的氨氮含量時,加氯點的選擇和確認,從而達到以最小的加氯量來殺滅水中細菌之目的。關(guān)鍵字:氨氮 余氯 化合性余氯 游離性余氯 加氯點在水的加氯處理中,加氯量和余氯的關(guān)系如下圖所示。加氯量余氯曲線 當源水不含氨氮時,加氯量和余氯的關(guān)系如圖中虛線L1所示,為一條直線,此時水中的余氯為游離性余氯,簡稱游離氯。當源水含有氨氮時,加氯量余氯曲線如圖中實線L2所示,是一條折線。1. 氨氮對加氯的影響當源水有
2、氨氮時,如上圖實線所示,在AB段氯和氨發(fā)生如下反應(yīng):NH3+CL2NH2CL+HCL水中的余氯主要為氯氨形式的化合性余氯,簡稱化合氯。此時隨著加氯量的增加,化合氯成比例增加,水中氨氮逐漸減少,當加氯量達到B點時,水中的氨氮降至零,化合性余氯升至最高。在曲線的BC段,繼續(xù)增加加氯量,會發(fā)生如下反應(yīng):4NH2CL+ 3CL2+H2O=N2+ N2O +10HCL水中的氯氨被氧化后逐漸減少,當氯氨被完全氧化時,余氯降至曲線最低點C。隨后隨著加氯量的增加,水中余氯轉(zhuǎn)為游離氯,并如曲線中CD段所示,隨加氯量的增加成比例增加。由此可見水中含有氨氮時,加氯量余氯曲線是一條折線,此時對應(yīng)的加氯法稱為折線加氯法
3、。如上圖所示,折線加氯時,曲線中的AB和BC段的余氯為氯氨形式的化合余氯,CD段為游離余氯。2. 源水氨氮的含量對加氯量的影響因源水的PH值通常為0.7左右,此時的化合余氯成分以一氯氨為主,為簡化起見,下面的分析計算均將化合余氯視為一氯氨。實踐中由于化合氯成分中含有少量的二氯氨和三氯氨,造成實際加氯量等數(shù)據(jù)與下面計算值略有所出入,但實踐證明其出入很小,不會影響下面的分析結(jié)果。同時為便于分析,假設(shè)水中雜質(zhì)的耗氯量為a(mg/L),即曲線OA段的耗氯量為a(mg/L),水中余氯控制值為d(mg/L)。2.1 如上圖所示,水中無氨氮,采用游離加氯法,加氯點為Q 時: HO2+CL
4、2HOCL+HCL i.52.5 x d x=70d/52.51.33d (mg/L) yQ=a+xa+1.33d (mg/L) 即此時所需加氯量yQ為:a+1.33d (mg/L)2.2 水中含有b(mg/L)的氨氮,采用折點加氯法時:2.21 如上圖所示,當加氯點被控制在AB段的Q1點時: NH3+CL2NH2CL+HCL 17 70 51.5 z x1 dx1=70d/51.51.36d(mg/L) yQ1 =a+x1a+1.36d(mg/L)
5、 z=17d/51.50.33d (mg/L) 即此時所需加氯量yQ1為:a+1.36d (mg/L)。由式可知,為保證加氯點能被控制在AB段的Q1點,水中氨氮的含量必須滿足條件:b0.33d(mg/L) 2.22 如上圖所示,當加氯點被控制在BC段的Q2點時:在AB段氨與氯氣反應(yīng),水中的氨全部被消耗掉: NH3+CL2NH2CL+HCL 17 70 51.5 b x2 z1x2=70b/174.12b(mg/L) z1=51.5d/173.03b (mg/L) 即在AB段的耗氯量為x24.12b(
6、mg/L),產(chǎn)生的氯氨為:z13.03b (mg/L)。在BC段有z1-b (mg/L)的氯氨被氧化:4NH2CL+ 3CL2+H2O=N2+ N2O +10HCL 206 213 (z1-d) x3 x3=213*(z1-d)/2061.034*(3.03b-d) (mg/L) yQ2 =a+x2+X3a+4.12b+1.034*(3.03b-d) (mg/L)即加氯點被控制在BC段的Q2點時,加氯量為:yQ2 a+4.12b+1.034*(3.03b-d) (mg/L) 2.23 如上圖所示,當加氯點被控制在CD段的
7、Q3點時:在AB段的耗氯量為:x2=70b/174.12b(mg/L)在BC段的耗氯量為:x4=213*z1/2061.034*3.03b3.13b (mg/L)在CD段的耗氯量為:x=70d/52.51.33d (mg/L)加氯點被控制在CD段的Q3點的總耗氯量為: yQ3= a+x2+x4+xa+4.12b+3.13b+1.33da+7.25b+1.33d (mg/L) 比較式、可知,加氯量的大小與水中的雜質(zhì)含量、氨氮含量、余氯的控制目標值和所選擇的加氯點有關(guān)。當水中雜質(zhì)含量一定,余氯的控制目標值相同時:yQ3> yQ2> yQ1> yQ,即水中
8、無氨氮時的加氯量比有氨氮時的加氯量低,也就是說氨氮會引起加氯量的上升,上升的幅度主要取決于加氯點的位置。3. 折點加氯時,加氯點的選擇當水中有氨氮時必定進入折點加氯,此時由余氯-加氯量曲線可知,對應(yīng)同一個余氯值,可能存在三個不同的加氯點,這三個加氯點對應(yīng)加氯量有很大差別。例如,由式、可知,加氯點分別在余氯-加氯量曲線的AB、BC、CD段的Q1、Q2、Q3點時,加氯量分別為: yQ1 a+1.36d (mg/L)yQ2 a+4.12b+1.034*(3.03b-d) (mg/L)yQ3a+7.25b+1.33d (mg/L)當d=1.0 mg/L,b=0.4 mg/L時,yQ1a+1.
9、36(mg/L);yQ2a+1.87(mg/L); yQ3a+4.23(mg/L)??梢娫谇€CD段Q3點進行游離加氯消毒的加氯量,遠遠高出在AB和BC段Q1、Q2點進行化合加氯消毒的加氯量。在我們的制水實踐中,Q3點的游離加氯量通??蛇_到Q1點化合加氯量的23倍,因此從降低加氯量的角度出發(fā),折點加氯時的加氯點宜定在加氯量余氯曲線的AB段,此時的余氯是化合氯。需要指出的是,折點加氯時采取上述化合氯消毒的加氯法是有條件的:1、氨氮的含量必須滿足條件:b0.33d(mg/L)。由式可知,為保證加氯點能被控制在AB段的Q1點,水中氨氮的含量必須滿足條件:b0.33d(mg/L)。例如,當余氯控制值d
10、=1.0 mg/L時,水中氨氮的含量必須滿足條件:b0.33 mg/L,否則余氯將無法達到控制值1.0 mg/L。2、要保證化合余氯能夠達到消毒的效果,即水的各項細菌指標不超標。為此須保證化合余氯的消毒時間在兩小時以上。4. 折點加氯的應(yīng)用近年來由于水質(zhì)的污染日益嚴重,源水中總是或多或少含有一定的氨氮,因此在對自來水的加氯消毒時,我們總是自覺或不自覺地使用了折點加氯法,只是因為平常很多時候由于氨氮的含量太小,為達到余氯的控制值,只能采用游離加氯,加氯點在加氯量余氯曲線CD 段。此時采用目視法檢測余氯,游離氯快速的顯色反應(yīng)掩蓋了化合氯較慢的顯色反應(yīng),以至于檢測者沒有注意到化合氯存在。當突降暴雨或
11、進入冬季枯水季節(jié)時,水中的氨氮急劇增加,此時若繼續(xù)加游離氯,加氯量會迅速增加,增加的幅度可能達到平時的一倍以上,這樣在加氯量的激增的情況下,可能導致兩種結(jié)果:(1)出廠水的游離氯達標,但總余氯量大大超標,管網(wǎng)末梢的余氯過高,用戶會聞到刺鼻的氯氣味;(2)已有的加氯機滿負荷運行也無法使水質(zhì)達到預定的余氯指標。因此我們此時唯一的辦法就是改變加氯點,采用化合余氯消毒法,將加氯點控制在加氯量余氯曲線的AB段。綜上所述,當因某種原因(如暴雨或枯水季節(jié))導致水中的氨氮急劇增加,并滿足式的條件時,應(yīng)考慮改變加氯點,采用化合余氯消毒法,將加氯點控制在加氯量-余氯曲線的AB段。在我們的實際工作中,一般當源水氨氮
12、的含量大于0.35 mg/L或加氯量增加到平常的一倍或以上時,就可以試著改變加氯點,采用化合余氯消毒法了。在前面我們已經(jīng)提到,折點加氯時,Q3點的游離加氯量可達到Q1點化合加氯量的23倍,因此在改變加氯點,采用化合余氯消毒法取代游離余氯消毒法時,應(yīng)先將加氯量減少一半,甚至更多(可根據(jù)以往的經(jīng)驗確定),然后按下列步驟對加氯點的位置進行確認和進一步調(diào)整:(1)檢測到一個穩(wěn)定的化合性余氯值d1,并作好記錄;(2)進一步適當減少加氯量,待余氯值穩(wěn)定后檢測到另一個化合性余氯值d2,并比較上述兩次的檢測結(jié)果。(3)若d1> d2,則加氯點在曲線的AB段,此時只要微調(diào)加氯量,將余氯控制在預定值即可。如
13、果此時無論怎樣調(diào)節(jié)加氯量都無法使化合余氯值達到預定值,則是水中氨氮含量過低所至,此時不宜采用化合余氯消毒。(4)若d1< d2,加氯點在曲線的BC段,則需進一步減少加氯量,直到d1> d2,使加氯點落在曲線的AB段,再按步驟(2)將余氯控制在預定值。在上述游離氯轉(zhuǎn)換為化合氯的加氯過程中,應(yīng)注意三點:(1)轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)既檢測不到游離氯又檢測不到化合氯的現(xiàn)象,使人誤認為加氯量太小產(chǎn)生脫氯。其實此時加氯點正好落在曲線的底部的折點C附近,應(yīng)大膽地進一步減小加氯量,使加氯點前移到曲線的AB或BC 段后,就可以產(chǎn)生并檢測到我們所需要的化合余氯。(2)在曲線的AB或BC 段加化合氯消毒時,
14、只要水中氨氮足夠高,一般檢測不到游離氯。(3)如采用自動加氯,應(yīng)先將加氯設(shè)備切換到手動狀態(tài)后,再進行上述轉(zhuǎn)換。等到轉(zhuǎn)換完成且加氯穩(wěn)定后,余氯分析儀一般檢測不到化合余氯,此時只需調(diào)整余氯分析儀的量程(一般是余氯分析儀內(nèi)線路板上的波段開關(guān)),就可以檢測到化合余氯值,進一步將其校準后,便可投入自動加氯。切換到化合加氯消毒以后,隨著源水中氨氮的減少,制水人員會發(fā)現(xiàn)檢測水中余氯時,逐漸地檢測到游離性余氯的存在,并且游離性余氯值越來越大,化合余氯值越來越小,甚至無法將化合氯控制到目標值,這時應(yīng)該考慮重新調(diào)整加氯點至曲線CD段,改加游離氯消毒。在此過程中水中氨氮的含量是一個重要的參考指標,一旦氨氮的含量不能滿足式的條件時(實踐中通常是氨氮的含量低于0.35mg/L時),就應(yīng)考慮切換到加游離氯消毒。由于化合氯比游
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