折點加氯及其應(yīng)用

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