氨氮对残留氯的影响.doc

氨氮对余氯的影响 广州市自来水公司石门水厂 李苑香 摘要：在净水生产过程中，氨氮对余氯的稳定有着极为重要的影响，如何控制氨氮的含量是降低氯耗的关键因素，通过测池数据证实了氨氮含量对余氯的影响，指出控制好氨氮对稳定余氯的重要性。 关键词：余氯、氨氮、亚硝酸盐氮。 前言：石门水厂建厂之时水源水质较好，氯耗也很低。随着流溪河水源水质不断恶化，氯耗也越来越大，消毒方式也由纯氯消毒转为氯胺消毒。如何减少氯耗，节约生产成本，同时又要尽可能延长氯在水中存留时间，使之具有持续杀菌抑菌能力，成为当前突出问题。据研究，氨氯比例为1：4时，其稳定性最好，但由于水体的恶化，水源水氨氮含量不断增加。 同时，生产中净水工往往会习惯性投加一定量的氨，使水中氨氮经常超过实际所需量，氨氮经亚硝化作用生成亚硝酸盐氮，会造成余氯的大量损失，既增加了生产成本，叉影响氯的消毒效果。本文通过测池数据证实了氨氮含量对余氯的影响，指出控制好氨氮对稳定余氯的重要性。 河水中的有机物也会消耗水中的余氯，但我厂现时以投加高锰酸钾方式去除有机物。而高锰酸钾对氨氮、亚硝酸盐氮并无直接影响。我们采用河水COD较接近时段进行相关实验，故COD对余氯的影响因素可在本文中忽略不计。 一、材料与方法 1．测池试验：对石门水厂河水，反应室上水口、反应室出水口、沉淀池出水口、滤后水、清水池进水口，清水池出水口分别采集水样，检测氨氮、亚硝酸盐氮(取平均值)分别在不同时段进行三次。 2．水样按水的流向从河水一反应室一沉淀池一滤后水一清水池进水一清水池出水次序采集。采集时间严格遵循水流所需时间，保证所有水样为同一段水。 3．水样现场检测，检测方法按国家标准检验方法进行。其中余氯检测用DPD分光光度法，氨氮检测用纳氏试剂分光光度法。亚硝酸盐氮用重氮偶合分光光度法，化学耗氧量用酸性高锰酸钾滴定法。 4．所需试剂、仪器由化验组提供。 二、测试结果与分析 i．低氨氮含量时，净水过程中氯、氨、亚硝酸盐氮的变化．3次测试同一天进行。河水化学耗氧量分别为5．71、5．59、5．88rag／1。三次测试均没有投加氨。滤后氯投加量调定在1．5kg／km3。 从统计数据可得，河水中的亚硝酸盐氮到达反应室上水口时，已经从0．210—o．298mg／l迅速下降至o．004mg／L。这时候由于投加的余氯尚未形成氯胺，还是以纯氯的形式存在于水时，能与水中亚硝酸盐氮迅速反应，这个速度是非常快的，估计在数秒内即可完成。 从反应室上水口到待滤水，余氯总共损失了(1．97+2．13+2．22)／3一(1．6+1．85+1．95)／3一o．31mg／l。而待滤水经过滤层至出厂水阶段，损失了(1．6+1．5十1．85+1．5+1．95+1．5)／3一(2．35+2．53-I-2．98)／3—0．68mg／1。其中约有2／3是在滤层至滤后水这一阶段损耗的，此时刚加滤后氯。而从氨氮下降，亚硝酸盐氮上升这一情况可判断，消耗的余氯应是和亚硝酸盐进行反应所致。从滤后水至出厂水阶段，亚硝酸盐氮有所下降。但出厂水仍有少量亚硝酸盐氮存在尽管水中有较高余氯存在，此时的余氯已与氨形成较稳定的氯胺。氯胺仍可以和亚硝酸盐氮进行氧化还原反应，但反应速度已大大地降低了。 2．高氨氮含量时，净水过程中氯、氨和亚硝酸盐氮的变化。 两次测试同一天进行，河水化学耗量分别为5．83、5．69mg／1。两次测试都没有投加氨，滤后氯投加量调定在2．2kg／km3 高氨氮时，余氯的消耗与上次测试有相似之处，仍主要在河水管投加点和滤后水投加点一段消耗。但由于滤前氨较高，滤后水中生成的亚硝酸盐氮量较大，故氯耗大幅增加，待滤水余氯平均为2．02mg／lo投加量为2．20kg／km3，但滤后水余氯平均仅有2．00mg／L。氯耗在此处高达2．22mg／1。是低氨氮时段氯耗的5倍多。而生成的亚硝酸盐氮除部分被氧化外，余量平均高达0．259mg／l。这部分亚硝酸盐氮在清水池和管道中仍能继续缓慢地消耗余氯。 从测池试验中可知，余氯主要在投加入河水管和滤后投加时与亚硝酸盐氮进行氧化还原反应时消耗的。反应式如下： 据计算，lmgN0-2一N被氧化为NO_3一N，要消耗5mgCl2，这是余氯消耗的最重要原因。 余氯可以和水进行反应，但此反应所消耗的氯量并不大。反应式如下： 纯氯易与水分子发生反应，而氯胺与水分子的反应很难进行。这是氯胺较稳定的原因之一，余氯也能与还原性有机物进行反应，但因有机物种类繁多，难以用化学方程表达。亚硝酸盐氮存在于河水中。也有部分在净水构筑物中由氨氮氧化生成，生成的量与净水构筑物中亚化菌数量和水中氨氮含量直接相关。由于水中氨氮的存在，净生水构筑物尤其是滤层中滋生亚硝化菌是不可避免的，长期高氨氮．更有利于亚硝化细菌的大量繁殖，大量的亚硝化细菌更有利于把氨氮转化为亚硝酸盐氮。反应式如