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加氯水处理设备及系统附件   水处理加氯的化学过程及基本概念

术语定义:
投加量——向水中加入氯气的数量。通常用ppm单位表示
(每百万份中所含的份额)或用mg/L单位表示(每升容积中的毫克含量)。
耗氯量——由细菌、藻类、有机化合物和某些无机化合物(例
如铁、锰等)使用和消耗掉的氯气量,耗氯量同时间有关系。许多反应不是瞬间完成的,需要一定时间才能完成。通常用ppm或mg/L单位表示。
残余量——在某一测量时间水中剩余的氯量。因为耗氯量同时间有关、因此残余量也同时间有关,通常用ppm或mg/L单位表示。
残余量=投加量-耗氯量
游离性残余氯(或称活氯、自由氯、游离氯、余氯):
当氯气溶解在水中形成次氯酸和盐酸的混合物
CL(l)2+H2O→HOCL(l)(次氯酸)+HCL(l)(盐酸)
实际上盐酸(HCL(l))总是完全被分离成氢离子和氯离子
HCL(l)→H++CL(l)-
次氯酸(HOCL)仅有部分被分离成氢离子和次氯酸根离子
HOCL(l)→H++OCL(l)-
有效氯(CL(l)2):
简单的说,它是可有效进行消毒或其他氧化反应的氧化形
态氯的浓度。将氯胺称为化合性的有效氯,次氯酸根和次氯酸
是游离性有效氯。一但有效氯氧化了某些物质,就被还原成氯
根(CL(l)-),不再“有效”。有效氯通常用ppm或mg/L表示。氯气
是100%的有效氯。
折点加氯:
当足够大的氯气量投加于含有氨氮的水中,会出现各种反
应,导致氨氮被分解,游离性残余氯形成。
较低的氯气投加量产生一氯胺和二氯胺,在曲线峰值的左侧描述成一个残余量增加的情况。当所有的游离态氨氮均被用于形成氯胺,曲线峰值出现。随着加氯量进一步增大,氯胺不再稳定出现分解:
   2NH2CL(l)+HOCL(l)→N2↑+H2O+3HCL(l)
   NH2CL(l)+NHCL(l)2→N2↑+3HCL(l)
这就说明了在峰值右侧曲线下降部分的情况。当氯气投加量达到水中氨氮浓度的8~10倍时(理论比值是7.6)到达折点,表明所有氨氮化合物均被分解,进一步增大加氯量,就会形成游离氯。
 
实际上在折点处很少出现氨氮被全部分解,在游离氯存在的情况下,某些氯胺一定会继续存在,同样在未过折点之前也会有一定量的游离氯存在。
在峰值下降部分会产生较多的二氯胺和三氯化氮,这二种氯胺具有讨厌的口感和怪味。在氯胺消毒时,加氯量要控制在第一个峰值的上升曲线部分。
余氯测量及余氯仪选型推荐:
1.当水中不含有氨氮或氨氮含量极少时,加氯后水中均为游
离性残余氯,建议选型:
T17MB4000/T17MK4400余氯分析仪
2.当进行氯氨消毒或水中氨氮含量较高时,测量过折点之前的余氯(总氯),建议选型:
1870E、CL500、CL1000 余氯分析仪
3.当水中氨氮含量较高,加氯量较大,需测量过折点的余氯
(游离氯)由于在此曲线段有较多NCI3存在,会对一般余氯仪
测量产生极大干扰,建议选专用折点余氯仪17B5000型,余
氯仪的的详细情况咨询宁波纽斯达仪表有限公司
4.海水的余氯测量选用17B5000余氯仪
HOCL(l)(次氯酸)或OCL(l)-(次氯酸根)形态的氯被称之为游离性残余氯。对细菌的杀灭能力而言在较低的PH值条件下存在的HOCL(l)更有效。
化合性残余氯(或称化合氯):
如果被加氯的水中含有氨和某些氨基(氮基)的化合物,
(污水即是典型例子),会生成额外的化合物被称为氯胺。
HOCL(l)和氨氮之间的可能反应如下:
   NH3+HCOL(l)→H2O+NH2CL(l) (一氯胺) PH>8.5
   NH3+2HCOL(l)→2H2O+NHCL(l)2 (二氯胺) 4.2<PH<8.5
   NH3+3HCOL(l)→3H2O+NCL(l)3 (三氯化氮) PH<4.2
这些反应基本上是瞬间完成并同水的PH值有关。PH值在4.2~8.5之间时,三种形态的氯胺均会存在。这几种氯胺会成为化合性残余量。其对细菌的杀灭能力比游离性残余氯要低的多。
总残余氯(或称总氯):
总残余量=游离性残余量+化合性残余氯对于实验室和在线连续测量游离氯和总氯的各种方法,化合氯是通过总氯减去游离氯来获得的。(特别注意该种情况游离氯在线检测仪表的选型)
水处理氯气投加量参考表
一 般 水

加氯目的

典型投加量

接触时间

余氯类型

饮用水消毒

地表水

1~10ppm

按需要

按需要

深井水

1~5ppm

气味控制

1~3ppm

20分钟

游离氯

藻类控制

3~5ppm

各有不同

游离氯

粘泥控制

3~5ppm

保持残余

游离氯

及硫菌控制

1~10ppm

整个系统

游离氯

氨氮(过折点)

10NH3

几分钟

游离氯

除铁

0.64倍铁

瞬间

化合氯

除锰

1.3倍锰

各有不同

游离氯

除色

按去色要求

15分钟

游离氯

(H2S)
硫化氰

变成硫

2H2S

瞬间

游离氯

变成硫酸盐

8H2S

食品
工艺

清洗水

25~50ppm

游离氯

冷冻水

5~25ppm

池水处理

1~5ppm

冷却循环水

3~5ppm

废 水

加氯目的

典型投加量

化合氯残余量

市政污水消毒

6~12ppm

按当地有关

法规标准执行

市政腐败性污水消毒

12~25ppm

沉淀后污水

5~10ppm

腐败性沉淀污水

12~40ppm

化学沉淀出水

3~10ppm

滴滤池出水

3~10ppm

活性污泥出水

2~8ppm

沙滤池出水

1~5ppm

下水道排水气味控制

1~10ppm

0

滴滤池出水气味控制

1~5ppm

0~少许

蒸煮上清液气味控制

200~300ppm

0

市政污水B.O.D降解

5~12ppm

0.2~0.5ppm

活性污泥出水B.O.D降解

5~12ppm

0.2~0.5ppm

滴滤池生物控制

7~20ppm

2~10ppm

滴滤池蚊蝇控制

3~10ppm

0.1ppm

回流活性污泥膨胀控制

40~100ppm

0

加氯机投氯量选型计算
消毒剂消毒效率比较(EPA估计)

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