全康環(huán)保:小水量用次鈉去除高氨氮，加藥過(guò)量多少倍效果比較好？

通過(guò)次氯酸鈉去除氨氮的方法叫折點(diǎn)加氯法，常用于氨氮處理的應(yīng)急手段，本文將詳解折點(diǎn)加氯的投加！

1、什么是折點(diǎn)加氯法？

折點(diǎn)加氯法是用強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉（或者次氯酸鈣），把水體中的氨氮氧化為氮?dú)獾募庸すに嚒．?dāng)然還可以立即把氯氣進(jìn)入廢水中，運(yùn)用歧化反應(yīng)，生成次氯酸，隨后在將廢水中的NH₃-N氧化成N₂。

當(dāng)氧化劑添加水里后，水里氨氮會(huì)被首要氧化成一氯銨，隨后會(huì)被繼續(xù)氧化變?yōu)槎劝?、三氯銨，三氯銨不穩(wěn)定，會(huì)變?yōu)榈獨(dú)忉尫懦鰜?lái)，這就是折點(diǎn)加氯法的反映基本原理和過(guò)程，氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣進(jìn)入量超出該點(diǎn)時(shí)，水里的游離氯便會(huì)增加。

當(dāng)添加的氧化劑做到足量時(shí)，水里的氨氮濃度最低標(biāo)準(zhǔn)（可是并非為零），同時(shí)水里余氯成分也是最低標(biāo)準(zhǔn)，超出這一點(diǎn)以后，水里余氯成分就剛開(kāi)始升高，因而該點(diǎn)稱(chēng)之為折點(diǎn)，該狀況下的氯化稱(chēng)之為折點(diǎn)氯化。但在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用折點(diǎn)加氯法往往存在折點(diǎn)、加氯量不好判斷的情況。

2、加氯量-余氯曲線

看懂加氯量-余氯曲線，是用好折點(diǎn)加氯法的關(guān)鍵所在。在水的加氯處理中，加氯量與余氯的關(guān)系如下圖所示。曲線的x軸和y軸分別代表加氯量和余氯量，單位為mg/l。其中，水中的加氯量可分為需氯量和余氯兩部分。如圖所示：

需氯量是指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。

余氯是指為了抑制水中殘余細(xì)菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。

1、當(dāng)水中無(wú)細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)等，需氧量為零，加氯量等于余氯量，如圖中所示的虛線L1，該線與坐標(biāo)軸成45度角。

2、當(dāng)水中含有細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)，但主要不是游離氨時(shí)，需氧量OA滿足后就會(huì)出現(xiàn)余氯，如圖所示虛線L2，這條線與x軸交角小于45度，其原因?yàn)椋?/p>

水中有機(jī)物與氯作用的速度有快慢。在測(cè)定余氯時(shí)，有一部分有機(jī)物尚在繼續(xù)與氯作用中。

水中余氯有一部分會(huì)自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質(zhì)或光線的作用，產(chǎn)生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O₂。

3、當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氨和氮化合物，情況比較復(fù)雜。

當(dāng)起始的需氧量OA滿足后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲線AH段），但后者增長(zhǎng)得慢一些。超過(guò)H點(diǎn)加氯量后，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H點(diǎn)稱(chēng)為峰點(diǎn)。此后隨著加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B點(diǎn)稱(chēng)為折點(diǎn)。

a、在曲線OA段，表示水中雜質(zhì)把氯消耗光，余氯量為零，需氯量為b，這時(shí)雖然也能殺死一些細(xì)菌，但消毒效果不可靠。

b、在曲線AH段，加氯后，氯與氨發(fā)生反應(yīng)，有余氯存在，所以有一定消毒效果，但余氯為化合性，其主要成分是一氯氨。氯和氨發(fā)生如下反應(yīng)：NH₃+HClO=NH₂Cl+H₂O。

此時(shí)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(dāng)加氯量達(dá)到H點(diǎn)時(shí)，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。

c、在曲線HB段，仍然產(chǎn)生化合性余氯，加氯量繼續(xù)增加，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：2NH₂Cl+HClO=N₂↑+H₂O+3HCl。

反應(yīng)結(jié)果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯量反而逐漸減少，最后到達(dá)折點(diǎn)B。

d、在曲線BC段，超過(guò)折點(diǎn)B后，已經(jīng)沒(méi)有消耗氯的雜質(zhì)了，出現(xiàn)自由性余氯，該段消毒效果最好。

由此可見(jiàn)水中含有氨氮時(shí)，加氯量-余氯曲線是一條折線，此時(shí)對(duì)應(yīng)的加氯法稱(chēng)為折線加氯法。

3、氨氮含量與加氯量、加氯點(diǎn)的關(guān)系

一般情況下, 當(dāng) pH值在7左右, 采用折點(diǎn)加氯時(shí)，一氯胺、二氯胺、三氯胺同時(shí)存在。其中，產(chǎn)生的化合余氯成分以一氯胺為主，二氯胺和三氯胺少量存在（不影響分析），因此，在實(shí)踐操作中為簡(jiǎn)化分析計(jì)算，常常將化合余氯看作一氯胺。

假設(shè)水中雜質(zhì)的耗氧量為b（mg/l），即曲線OA段的耗氧量為b（mg/l），水中余氯控制目標(biāo)值為a（mg/l）。



如水中含無(wú)氨氮，采用游離加氯法。當(dāng)加氯點(diǎn)為Y時(shí)（如圖所示），所需加氯量y=b+1.35a（mg/l）。

如水中含有c（mg/l）氨氮，采用折點(diǎn)加氯法，加氯量需分情況討論：

1、當(dāng)加氯點(diǎn)被控制在AH段的Y1時(shí)，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。

需要說(shuō)明的是，為確保加氯點(diǎn)能被控制在AH段的Y1點(diǎn)，水中氨的含量必須滿足條件：c不小于0.33a（mg/l）。



2、當(dāng)加氯點(diǎn)被控制在HB段的Y2點(diǎn)時(shí)，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。

需要說(shuō)明的是，加氯點(diǎn)被控制在HB段的Y2點(diǎn)，在AH段氨與氯氣反應(yīng)，水中的氨全部被消耗掉。

3、當(dāng)加氯點(diǎn)被控制在BC段的Y3點(diǎn)時(shí)，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。



綜上所述，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(biāo)值和所選擇的加氯點(diǎn)有關(guān)。

當(dāng)水中雜質(zhì)含量一定，余氯的控制目標(biāo)相同時(shí)，水中無(wú)氨氮時(shí)的加氯量要比有氨氮時(shí)的加氯量低，也就是說(shuō)氨氮會(huì)引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點(diǎn)的位置。

如果水中含有氨氮，就采用折點(diǎn)加氯，從余氯-加氯量曲線可知，對(duì)應(yīng)同一個(gè)余氯值，可能存在三個(gè)不同的加氯點(diǎn)，這三個(gè)加氯點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的加氯量有很大差別。

實(shí)踐表明，在曲線BC段Y3點(diǎn)采用游離氯消毒的加氯量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在AH和HB段Y1、Y2點(diǎn)采用化合氯消毒的加氯量。



通常Y3點(diǎn)的加氯量可達(dá)到Y(jié)1點(diǎn)加氯量的2～3倍，為減少加氯量，折點(diǎn)加氯時(shí)的加氯點(diǎn)應(yīng)選擇在加氯量-余氯曲線的AH段，此時(shí)的余氯是化合氯。

4、關(guān)于折點(diǎn)加氯的常見(jiàn)問(wèn)題

1、冬季水中氨氮增加，加氯點(diǎn)應(yīng)該怎么控制？

在冬季枯水期，水中氨氮的含量會(huì)急劇增加。這時(shí)候如果選用游離氯消毒，加氯量會(huì)迅速增加，加氯量可能達(dá)到平時(shí)的2倍以上。

此時(shí)應(yīng)該考慮改變加氯點(diǎn)，采用化合余氯消毒法，將加氯點(diǎn)控制在加氯量-余氯曲線的AH段。

2、在改變加氯點(diǎn)（游離氯轉(zhuǎn)化為化合氯）的過(guò)程中，需要注意哪些問(wèn)題？

1、若出現(xiàn)既檢測(cè)不到游離氯又檢測(cè)不到化合性氯的現(xiàn)象。不要認(rèn)為是加氯量太少。

此時(shí)加氯點(diǎn)正好落在曲線的底部的折點(diǎn)B附近，應(yīng)進(jìn)一步減小加氯量，待加氯點(diǎn)前移到曲線的AH或HB段后，就可以檢測(cè)到化合性氯。

2、當(dāng)加氯點(diǎn)在曲線的AH或HB段時(shí)，采用化合性氯消毒，如果水中氨氮量足夠高，一般情況下檢測(cè)不到游離氯。

3、采用自動(dòng)方式投加氯，先將加氯設(shè)備切換到手動(dòng)狀態(tài)，再進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成且加氯穩(wěn)定后，如果余氯分析儀檢測(cè)不到化合性余氯，需調(diào)整余氯分析儀的量程，檢測(cè)到化合余氯值并進(jìn)一步將其校準(zhǔn)后，便可投入自動(dòng)加氯。

3、采用化合性氯消毒以后，原水中氨氮量的逐漸減少，化驗(yàn)人員檢測(cè)水中余氯時(shí)，會(huì)檢測(cè)到游離性余氯，且游離性余氯值越來(lái)越大，化合性余氯值越來(lái)越小，甚至不能將化合氯控制到目標(biāo)值，這時(shí)應(yīng)將加氯點(diǎn)調(diào)至曲線BC段，改用游離氯消毒。

3、為什么化合余氯指標(biāo)要比游離氯指標(biāo)高？

化合性氯比游離氯的消毒效果差，消毒所需時(shí)間長(zhǎng)。因此為達(dá)到較好的消毒效果，在實(shí)際工作中通常要把化合余氯指標(biāo)定的比游離氯指標(biāo)高些。

除此之外，考慮到化合余氯消毒效果與水溫強(qiáng)相關(guān)，水溫低時(shí)消毒效果會(huì)減弱，因此在冬季時(shí)也應(yīng)將化合余氯值控制的高些。

4、采用化合余氯消毒時(shí)，應(yīng)該按照哪些步驟來(lái)調(diào)整和確定加氯點(diǎn)？

由于Y3點(diǎn)加氯量可達(dá)到Y(jié)1點(diǎn)加氯量的2～3倍，常需要改變加氯點(diǎn)。

1、先減少加氯量（可減少一半），檢測(cè)到一個(gè)穩(wěn)定到化合性余氯值a1，并作好記錄；

2、再適當(dāng)減少加氯量，檢測(cè)到另一個(gè)穩(wěn)定的化合性余氯值a2，比較上述兩次的檢測(cè)結(jié)果；

3、如果a1>a2，說(shuō)明加氯點(diǎn)在曲線AH段，此時(shí)只要微調(diào)加氯量，將余氯控制在目標(biāo)值，如果調(diào)節(jié)加氯量后，化合余氯值仍達(dá)不到控制目標(biāo)值，則是因?yàn)樗邪钡刻?，這時(shí)不宜采用化合余氯消毒；

4、如果a1<a2，說(shuō)明加氯點(diǎn)在曲線的HB段，需進(jìn)一步減少加氯量，直到a1>a2，使加氯點(diǎn)落在曲線的AH段，再按步驟（b）將余氯控制在目標(biāo)值。

5、如果氨氮含量很小，該如何達(dá)到余氯控制值？

由于工業(yè)和生活污水的污染，原水中含有一定量的氨氮，在對(duì)原水進(jìn)行加氯消毒時(shí)，我們采用折點(diǎn)加氯法。

在氨氮的含量很小情況下，為達(dá)到余氯控制值，只能選擇游離氯消毒，此時(shí)加氯點(diǎn)在加氯量-余氯曲線BC段。