游離氯、余氯和總氯的區(qū)別
余氯可分為化合性余氯(指水中氯與氨的化合物,有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三種,以NHCl2較穩(wěn)定,殺菌效果好),又叫結(jié)合性余氯;
游離性余氯(指水中的OC1+、HOCl、Cl2等,殺菌速度快,殺菌力強(qiáng),但消失快),又叫自由性余氯;
總余氯即化合性余氯與游離性余氯之和。
自來水出水余氯指得是游離性余氯。我們通常說的余氯指的是游離性余氯。
殺菌效果區(qū)別
游離氯的殺菌主要原理是強(qiáng)氧化性的HClO、ClO-侵入細(xì)菌體內(nèi),到達(dá)細(xì)菌內(nèi)部,并其氧化作用,破壞細(xì)菌酶系統(tǒng),從而達(dá)到殺死細(xì)菌的目的,游離余氯殺菌效果快,據(jù)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,游離余氯消毒,5min內(nèi)可殺滅99%以上的細(xì)菌;
而化合性余氯的氧化能力弱,殺菌速度不及游離性余氯,5min內(nèi)可殺滅60%的細(xì)菌,但提高化合性余氯的濃度或延長殺菌時(shí)間,保證一定的CT值,即可達(dá)到相同殺菌效果。水廠清水池的停留時(shí)間一般均在2小時(shí)以上,當(dāng)使用化合性余氯消毒時(shí),能保證殺菌效果。
余氯與總氯的產(chǎn)生及控制
水中加氯量可分為兩部分,即需氯量和余氯。需氯量指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。余氯指為了抑制細(xì)菌滋生繁殖的部分。當(dāng)水中主要受細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)污染,無氨氮及氮化合物污染時(shí),投加氯消毒劑(不包含二氧化氯)后,余氯主要為游離性余氯。
當(dāng)水中存在氨氮或含氮有機(jī)物時(shí),投加氯消毒劑(不包含二氧化氯)后,細(xì)菌與還原性物質(zhì)先消耗一部分氯(OA段),然后與氨氮等含氮物質(zhì)反應(yīng)生成一氯胺(AH段,化合性余氯),當(dāng)氯投加量繼續(xù)增加后,化合性余氯轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓℉B段),當(dāng)投加量繼續(xù)增加,會(huì)開始出現(xiàn)游離余氯(BC段),稱為折點(diǎn)加氯。
當(dāng)水中存在氨氮時(shí),需過折點(diǎn)B時(shí),投加氯的量的與氨氮含量的比為7.6:1,如氨氮大于0.3mg/L時(shí),出廠水需控制余氯時(shí),有效氯投加量必須大于2.3kg/kt(10%的次氯酸鈉投加氯為23kg/kt)才能過折點(diǎn),隨著氨氮的增加,加氯量會(huì)越大。
由于氨氮的存在,水廠往往會(huì)出現(xiàn)游離性余氯值很低,甚至測(cè)不到,而總氯值已經(jīng)很高的情況,此時(shí),不斷增加投加量,仍會(huì)出現(xiàn)總氯越來越高而游離性余氯沒有的情況,想達(dá)到出廠水的游離性余氯要求投加量可能是平時(shí)的好幾倍。當(dāng)水中存在氨氮或含氮化合物時(shí),建議出廠水控制總氯,一方面,當(dāng)消毒接觸時(shí)間達(dá)到要求時(shí),總氯能滿足滅菌要求;另一方面,投加量可減少很多,減少成本的同時(shí)減少三氯甲烷等副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
余氯與總氯的監(jiān)測(cè)
目前實(shí)驗(yàn)室中常用的余氯檢測(cè)方法為3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯胺比色法與DPD法(便攜式余氯儀),3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯胺比色法中在測(cè)定余氯后放置10min后為總氯,便攜式余氯儀可測(cè)定余氯與總氯,差別在于使用不同的試劑粉包與反應(yīng)時(shí)間。在線測(cè)定余氯方法中,DPD法的余氯儀和便攜式余氯儀一樣,換總氯試劑就可測(cè)定總氯。不管是實(shí)驗(yàn)室中還是在線儀表,在測(cè)余氯的基礎(chǔ)中均能方便實(shí)現(xiàn)測(cè)定總氯。
結(jié)論
游離性余氯氧化性比化合性余氯強(qiáng),殺菌速度比化合性余氯快,但在保證CT值(殺菌時(shí)間與濃度)的情況下,完全能達(dá)到殺菌效果,保證飲用水安全。故當(dāng)水中氨氮及含氮有機(jī)物存在,影響正常加氯時(shí),建議出廠水控制總氯,不僅能減少加氯量,保證出廠水總氯的穩(wěn)定性,而且能避免加氯量增大導(dǎo)致的消毒副產(chǎn)物的生成。
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