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發(fā)布時間:2022年09月22日 09:15 作者:污水處理助手 點擊數(shù):次
來源:污水處理助手
通過次氯酸鈉去除氨氮的方法叫折點加氯法,常用于氨氮處理的應(yīng)急手段,本文將詳解折點加氯的投加!
1、什么是折點加氯法?
折點加氯法是用強氧化劑次氯酸鈉(或者次氯酸鈣),把水體中的氨氮氧化為氮氣的加工工藝。當然還可以立即把氯氣進入廢水中,運用歧化反應(yīng),生成次氯酸,隨后在將廢水中的NH3-N氧化成N2。
當氧化劑添加水里后,水里氨氮會被首要氧化成一氯銨,隨后會被繼續(xù)氧化變?yōu)槎劝?、三氯銨,三氯銨不穩(wěn)定,會變?yōu)榈獨忉尫懦鰜?,這就是折點加氯法的反映基本原理和過程,氨的濃度降為零。當氯氣進入量超出該點時,水里的游離氯便會增加。
當添加的氧化劑做到足量時,水里的氨氮濃度最低標準(可是并非為零),同時水里余氯成分也是最低標準,超出這一點以后,水里余氯成分就剛開始升高,因而該點稱之為折點,該狀況下的氯化稱之為折點氯化。但在實際生產(chǎn)中,應(yīng)用折點加氯法往往存在折點、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菌、氧化有機物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。
余氯是指為了抑制水中殘余細菌的再度繁殖,尚需維持的少量氯。
1、當水中無細菌、有機物和還原性物質(zhì)等,需氧量為零,加氯量等于余氯量,如圖中所示的虛線L1,該線與坐標軸成45度角。
2、當水中含有細菌、有機物和還原性物質(zhì),但主要不是游離氨時,需氧量OA滿足后就會出現(xiàn)余氯,如圖所示虛線L2,這條線與x軸交角小于45度,其原因為:
水中有機物與氯作用的速度有快慢。在測定余氯時,有一部分有機物尚在繼續(xù)與氯作用中。
水中余氯有一部分會自行分解,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、當水中的有機物主要是氨和氮化合物,情況比較復(fù)雜。
當起始的需氧量OA滿足后,加氯量增加,剩余氯也增加(曲線AH段),但后者增長得慢一些。超過H點加氯量后,雖然加氯量增加,余氯量反而下降,如HB段,H點稱為峰點。此后隨著加氯量的增加,剩余氯又上市,如BC段,B點稱為折點。
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,這時雖然也能殺死一些細菌,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H點時,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,最后到達折點B。
d、在曲線BC段,超過折點B后,已經(jīng)沒有消耗氯的雜質(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、氨氮含量與加氯量、加氯點的關(guān)系
一般情況下, 當 pH值在7左右, 采用折點加氯時,一氯胺、二氯胺、三氯胺同時存在。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,在實踐操作中為簡化分析計算,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),水中余氯控制目標值為a(mg/l)。
如水中含無氨氮,采用游離加氯法。當加氯點為Y時(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,采用折點加氯法,加氯量需分情況討論:
1、當加氯點被控制在AH段的Y1時,所需加氯量y1=b+1.38a(mg/l)。
需要說明的是,為確保加氯點能被控制在AH段的Y1點,水中氨的含量必須滿足條件:c不小于0.33a(mg/l)。
2、當加氯點被控制在HB段的Y2點時,所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)(mg/l)。
需要說明的是,加氯點被控制在HB段的Y2點,在AH段氨與氯氣反應(yīng),水中的氨全部被消耗掉。
3、當加氯點被控制在BC段的Y3點時,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,余氯的控制目標相同時,水中無氨氮時的加氯量要比有氨氮時的加氯量低,也就是說氨氮會引起加氯量的增加,增加量主要取決于加氯點的位置。
如果水中含有氨氮,就采用折點加氯,從余氯-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,這三個加氯點分別對應(yīng)的加氯量有很大差別。
實踐表明,在曲線BC段Y3點采用游離氯消毒的加氯量,要遠遠大于在AH和HB段Y1、Y2點采用化合氯消毒的加氯量。
通常Y3點的加氯量可達到Y(jié)1點加氯量的2~3倍,為減少加氯量,折點加氯時的加氯點應(yīng)選擇在加氯量-余氯曲線的AH段,此時的余氯是化合氯。
4、關(guān)于折點加氯的常見問題
1、冬季水中氨氮增加,加氯點應(yīng)該怎么控制?
在冬季枯水期,水中氨氮的含量會急劇增加。這時候如果選用游離氯消毒,加氯量會迅速增加,加氯量可能達到平時的2倍以上。
此時應(yīng)該考慮改變加氯點,采用化合余氯消毒法,將加氯點控制在加氯量-余氯曲線的AH段。
2、在改變加氯點(游離氯轉(zhuǎn)化為化合氯)的過程中,需要注意哪些問題?
1、若出現(xiàn)既檢測不到游離氯又檢測不到化合性氯的現(xiàn)象。不要認為是加氯量太少。
此時加氯點正好落在曲線的底部的折點B附近,應(yīng)進一步減小加氯量,待加氯點前移到曲線的AH或HB段后,就可以檢測到化合性氯。
2、當加氯點在曲線的AH或HB段時,采用化合性氯消毒,如果水中氨氮量足夠高,一般情況下檢測不到游離氯。
3、采用自動方式投加氯,先將加氯設(shè)備切換到手動狀態(tài),再進行上述轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成且加氯穩(wěn)定后,如果余氯分析儀檢測不到化合性余氯,需調(diào)整余氯分析儀的量程,檢測到化合余氯值并進一步將其校準后,便可投入自動加氯。
4、采用化合性氯消毒以后,原水中氨氮量的逐漸減少,化驗人員檢測水中余氯時,會檢測到游離性余氯,且游離性余氯值越來越大,化合性余氯值越來越小,甚至不能將化合氯控制到目標值,這時應(yīng)將加氯點調(diào)至曲線BC段,改用游離氯消毒。
3、為什么化合余氯指標要比游離氯指標高?
化合性氯比游離氯的消毒效果差,消毒所需時間長。因此為達到較好的消毒效果,在實際工作中通常要把化合余氯指標定的比游離氯指標高些。
除此之外,考慮到化合余氯消毒效果與水溫強相關(guān),水溫低時消毒效果會減弱,因此在冬季時也應(yīng)將化合余氯值控制的高些。
4、采用化合余氯消毒時,應(yīng)該按照哪些步驟來調(diào)整和確定加氯點?
由于Y3點加氯量可達到Y(jié)1點加氯量的2~3倍,常需要改變加氯點。
1、先減少加氯量(可減少一半),檢測到一個穩(wěn)定到化合性余氯值a1,并作好記錄;
2、再適當減少加氯量,檢測到另一個穩(wěn)定的化合性余氯值a2,比較上述兩次的檢測結(jié)果;
3、如果a1>a2,說明加氯點在曲線AH段,此時只要微調(diào)加氯量,將余氯控制在目標值,如果調(diào)節(jié)加氯量后,化合余氯值仍達不到控制目標值,則是因為水中氨氮含量太少,這時不宜采用化合余氯消毒;
4、如果a1a2,使加氯點落在曲線的AH段,再按步驟(b)將余氯控制在目標值。
5、如果氨氮含量很小,該如何達到余氯控制值?
由于工業(yè)和生活污水的污染,原水中含有一定量的氨氮,在對原水進行加氯消毒時,我們采用折點加氯法。
在氨氮的含量很小情況下,為達到余氯控制值,只能選擇游離氯消毒,此時加氯點在加氯量-余氯曲線BC段。
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