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什么是折點加氯?6張曲線圖幫你快速確定加氯量、加氯點

2021-11-26 15:57來源:清時捷科技作者:環保水圈 

導讀

折點加氯無需改變水廠原有工藝,也不需要新建水處理設施,只需在原有基礎上加大投氯量,當水中的氯達到某一點時水中余氯含量最低,氨氮基本被去除。

同時,它還能對污廢水起到消毒殺菌的作用。但在實際生產中,應用折點加氯法往往存在折點、加氯量不好判斷的情況。

01

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鍵所在。

在水的加氯處理中,加氯量與余氯的關系如下圖所示。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。

需氯量是指用于殺死細菌、氧化有機物和還原性物質所消耗的部分。

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。

如圖所示:

1、當水中無細菌、有機物和還原性物質等,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,但主要不是游離氨時,需氧量OA滿足后就會出現余氯,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或光線的作用,產生如下的催化分解:2HOCl=2HC+O2。

3、當水中的有機物主要是氨和氮化合物,情況比較復雜。

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,氯與氨發生反應,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。氯和氨發生如下反應:NH3+Cl2=NH2Cl+HCl。

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,仍然產生化合性余氯,加氯量繼續增加,會發生如下反應:4NH2Cl+3Cl2+H2O=N2+N2O+10HCl。

反應結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,已經沒有消耗氯的雜質了,出現自由性余氯,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,此時對應的加氯法稱為折線加氯法。

02

氨氮含量與加氯量、加氯點的關系

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。

假設水中雜質的耗氧量為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)。

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)。

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,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含量、氨氮含量、余氯的控制目標值和所選擇的加氯點有關。

當水中雜質含量一定,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Y1點加氯量的2~3倍,為減少加氯量,折點加氯時的加氯點應選擇在加氯量-余氯曲線的AH段,此時的余氯是化合氯。

03

關于折點加氯的5個常見問題

Q1:冬季水中氨氮增加,加氯點應該怎么控制?

A1: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。

Q2:在改變加氯點(游離氯轉化為化合氯)的過程中,需要注意哪些問題?

A2:a、若出現既檢測不到游離氯又檢測不到化合性氯的現象。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。

b、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。

c、采用自動方式投加氯,先將加氯設備切換到手動狀態,再進行上述轉換。轉換完成且加氯穩定后,如果余氯分析儀檢測不到化合性余氯,需調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。

d、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,這時應將加氯點調至曲線BC段,改用游離氯消毒。

Q3:為什么化合余氯指標要比游離氯指標高?

A3: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,水溫低時消毒效果會減弱,因此在冬季時也應將化合余氯值控制的高些。

Q4:采用化合余氯消毒時,應該按照哪些步驟來調整和確定加氯點?

A4:由于Y3點加氯量可達到Y1點加氯量的2~3倍,常需要改變加氯點。

a、先減少加氯量(可減少一半),檢測到一個穩定到化合性余氯值a1,并作好記錄;

b、再適當減少加氯量,檢測到另一個穩定的化合性余氯值a2,比較上述兩次的檢測結果;

c、如果a1>a2,說明加氯點在曲線AH段,此時只要微調加氯量,將余氯控制在目標值,如果調節加氯量后,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;

d、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。

Q5:如果氨氮含量很小,該如何達到余氯控制值?

A5:由于工業和生活污水的污染,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。


-   END   -


來源: 環保水圈


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