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水处理加氯的化学工程及基本概念

水处理加氯的化学工程及基本概念

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(每升溶剂中的毫克含量)。

耗氯量——由**、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):

   当氯气溶解早水中形成次氯酸和盐酸的混合物

  CI2+H2O→HOCI(次氯酸)+HCI(盐酸)

   实际上盐酸(HCI)总是完全被分离成氢离子和氯离子

  HCI→H+CI-

  次氯酸(HOCL)仅有部分被分离成氢离子和次氯酸根离子

  HOCI→H+OCI-

   分离的程度取决于水的PH值,如下图

  

  HOCI(次氯酸)或OCI-(次氯酸根)形态的氯被称之为游离性残余氯。对**的杀灭能力而

言在较低的PH值条件下存在的HOCI更有效。

化学性残余氯(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。

   HOCI和氨氮之间的可能反应如下:

  NH3+HCOI→H2O+NH2CI         (一氯胺)         PH>8.5

  NH3+2HCOI→2H2O+NHCI      (二氯胺)    4.2<PH>8.5

  NH3+3HCOI→3H2O+NCI       (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。这几种氯胺会称为化合性残余量。其对**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和各种方法,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)

有效氯(CI2   

  简单的说,它是可有效进行**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(CI-

),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 。

  

  较低的氯气投放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,氯胺不在稳定出

现分解:

  2NH2CI+HOCI→N2↑+H2O+3HCI

    NH2CI+NHCI2→N2↑+3HCI    

   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

**时,加氯量控制在**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:

  T17MB4/T17MK4400A或T17MB4/CL4000系列余氯分析仪

  2、当进行氯氨**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

  NCL3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

   的详细情况咨询上海费波自控技术有限公司。

   4、海水的余氯测量选用17B5000余氯仪。

 

 
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