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折点加氯的应用

发布时间:2023-06-15 点击数:50

导读

折点加氯无需改变水厂原有工艺,也不需要新建水处理设施,只需在原有基础上加大投氯量,当水中的氯达到某一点时水中余氯含量最低,氨氮基本被去除。

同时,它还能对污废水起到消毒杀菌的作用。但在实际生产中,应用折点加氯法往往存在折点、加氯量不好判断的情况


01加氯量-余氯曲线

看懂加氯量-余氯曲线,是用好折点加氯法的关键所在。

在水的加氯处理中,加氯量与余氯的关系如下图所示。曲线的x轴和y轴分别代表加氯量和余氯量,单位为mg/l其中,水中的加氯量可分为需氯量和余氯两部分

需氯量是指用于杀死细菌、氧化有机物和还原性物质所消耗的部分。

余氯是指为了抑制水中残余细菌的再度繁殖,尚需维持的少量氯。

如图所示:

1当水中无细菌、有机物和还原性物质等,需氧量为零,加氯量等于余氯量,如图中所示的虚线L1,该线与坐标轴成45度角。


2当水中含有细菌、有机物和还原性物质,但主要不是游离氨时,需氧量OA满足后就会出现余氯,如图所示虚线L2,这条线与x轴交角小于45度,其原因为:

水中有机物与氯作用的速度有快慢。在测定余氯时,有一部分有机物尚在继续与氯作用中。

水中余氯有一部分会自行分解,如次氯酸由于受水中某些杂质或光线的作用,产生如下的催化分解:2HOCl=2HC+O2

3、当水中的有机物主要是氨和氮化合物,情况比较复杂。

当起始的需氧量OA满足后,加氯量增加,剩余氯也增加(曲线AH段),但后者增长得慢一些。超过H点加氯量后,虽然加氯量增加,余氯量反而下降,如HB段,H点称为峰点。此后随着加氯量的增加,剩余氯又上市,如BC段,B点称为折点。

a、在曲线OA段,表示水中杂质把氯消耗光,余氯量为零,需氯量为b,这时虽然也能杀死一些细菌,但消毒效果不可靠。

b、在曲线AH段,加氯后,氯与氨发生反应,有余氯存在,所以有一定消毒效果,但余氯为化合性,其主要成分是一氯氨。氯和氨发生如下反应:NH3+Cl2=NH2Cl+HCl

此时随着加氯量的增加,化合氯成比例增加,水中氨氮逐渐减少,当加氯量达到H点时,水中的氨降至零,化合性余氯升至最高

c、在曲线HB段,仍然产生化合性余氯,加氯量继续增加,会发生如下反应:4NH2Cl+3Cl2+H2O=N2+N2O+10HCl

反应结果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物,余氯量反而逐渐减少,最后到达折点B

d在曲线BC段,超过折点B后,已经没有消耗氯的杂质了,出现自由性余氯,该段消毒效果最好

由此可见水中含有氨氮时,加氯量-余氯曲线是一条折线,此时对应的加氯法称为折线加氯法


02 氨氮含量与加氯量、加氯点的关系

一般情况下, pH值在7左右, 采用折点加氯时,一氯胺、二氯胺、三氯胺同时存在。其中,产生的化合余氯成分以一氯胺为主,二氯胺和三氯胺少量存在(不影响分析),因此,在实践操作中为简化分析计算,常常将化合余氯看作一氯胺

假设水中杂质的耗氧量为bmg/l),即曲线OA段的耗氧量为bmg/l),水中余氯控制目标值为amg/l)。

水中含无氨氮,采用游离加氯法。当加氯点为Y时(如图所示),所需加氯量y=b+1.35amg/l)。

水中含有cmg/l)氨氮,采用折点加氯法,加氯量需分情况讨论:

1、当加氯点被控制在AH段的Y1,所需加氯量y1=b+1.38a(mg/l)。

需要说明的是,为确保加氯点能被控制在AH段的Y1点,水中氨的含量必须满足条件:c不小于0.33amg/l)。