折点加氯法
当源水不含胺氮时,加氯量与余氯的关系如图中虚线L1所示,为一条直线,此时水中的余氯为游离性余氯,简称游离氯。当源水含有胺氮时,加氯量—余氯曲线如图中实线L2所示,就是一条折线。 1、 胺氮对加氯的影响
当源水有胺氮时,如上图实线所示,在AB段氯与氨发生如下反应: NH3+CL2NH2CL+HCL
水中的余氯主要为氯胺形式的化合性余氯,简称化合氯。此时随着加氯量的增加,化合氯成比例增加,水中胺氮逐渐减少,当加氯量达到B点时,水中的胺氮降至零,化合性余氯升至最高。在曲线的BC段,继续增加加氯量,会发生如下反应:
4NH2CL+ 3CL2+H2O=N2+ N2O +10HCL
水中的氯胺被氧化后逐渐减少,当氯胺被完全氧化时,余氯降至曲线最低点C。随后随着加氯量的增加,水中余氯转为游离氯,并如曲线中CD段所示,随加氯量的增加成比例增加。由此可见水中含有胺氮时,加氯量－余氯曲线就是一条折线,此时对应的加氯法称为折线加氯法。如上图所示,折线加氯时,曲线中的AB与BC段的余氯为氯胺形式的化合余氯,CD段为游离余氯。 2、 源水胺氮的含量对加氯量的影响
因源水的PH值通常为0、7左右,此时的化合余氯成分以一氯胺为主,为简化起见,下面的分析计算均将化合余氯视为一氯胺。实践中由于化合氯成分中含有少量的二氯胺与三氯胺,造成实际加氯量等数据与下面计算值略有所出入,但实践证明其出入很小,不会影响下面的分析结果。同时为便于分析,假设水中杂质的耗氯量为a(mg/L),即曲线OA段的耗氯量为a(mg/L),水中余氯控制值为d(mg/L)。
2、1 如上图所示,水中无胺氮,采用游离加氯法,加氯点为Q 时: HO2+CL2HOCL+HCL i、 52、5 x d
x=70d/52、5≈1、33d (mg/L) ……① yQ=a+x≈a+1、33d (mg/L) ……②
折点加氯法
即此时所需加氯量yQ为:a+1、33d (mg/L)
2、2 水中含有b(mg/L)的胺氮,采用折点加氯法时: 2、21 如上图所示,当加氯点被控制在AB段的Q1点时: NH3+CL2NH2CL+HCL
17 70 51、5 z x1 d x1=70d/51、5≈1、36d(mg/L) ……③ yQ1 =a+x1≈a+1、36d(mg/L) ……④ z=17d/51、5≈0、33d (mg/L) ……⑤ 即此时所需加氯量yQ1为:a+1、36d (mg/L)。
由⑤式可知,为保证加氯点能被控制在AB段的Q1点,水中胺氮的含量必须满足条件:
b≧0、33d(mg/L) ……⑥
2、22 如上图所示,当加氯点被控制在BC段的Q2点时: 在AB段氨与氯气反应,水中的氨全部被消耗掉: NH3+CL2NH2CL+HCL
17 70 51、5 b x2 z1
x2=70b/17≈4、12b(mg/L) ……⑦ z1=51、5d/17≈3、03b (mg/L) ……⑧
即在AB段的耗氯量为x2≈4、12b(mg/L),产生的氯胺为:z1≈3、03b (mg/L)。 在BC段有z1-b (mg/L)的氯胺被氧化: 4NH2CL+ 3CL2+H2O=N2+ N2O +10HCL
折点加氯法
206 213 (z1-d) x3
x3=213*(z1-d)/206≈1、034*(3、03b-d) (mg/L) ……⑨ yQ2 =a+x2+X3≈a+4、12b+1、034*(3、03b-d) (mg/L)……⑩ 即加氯点被控制在BC段的Q2点时,加氯量为: yQ2 ≈a+4、12b+1、034*(3、03b-d) (mg/L) ……⑾ 2、23 如上图所示,当加氯点被控制在CD段的Q3点时: 在AB段的耗氯量为:x2=70b/17≈4、12b(mg/L)
在BC段的耗氯量为:x4=213*z1/206≈1、034*3、03b≈3、13b (mg/L) 在CD段的耗氯量为:x=70d/52、5≈1、33d (mg/L) 加氯点被控制在CD段的Q3点的总耗氯量为:
yQ3= a+x2+x4+x≈a+4、12b+3、13b+1、33d≈a+7、25b+1、33d (mg/L) ……⑿
比较式②、④、⑾、⑿可知,加氯量的大小与水中的杂质含量、胺氮含量、余氯的控制目标值与所选择的加氯点有关。当水中杂质含量一定,余氯的控制目标值相同时:yQ3> yQ2> yQ1> yQ,即水中无胺氮时的加氯量比有胺氮时的加氯量低,也就就是说胺氮会引起加氯量的上升,上升的幅度主要取决于加氯点的位置。 3、 折点加氯时,加氯点的选择
当水中有胺氮时必定进入折点加氯,此时由余氯--加氯量曲线可知,对应同一个余氯值,可能存在三个不同的加氯点,这三个加氯点对应加氯量有很大差别。例如,由式④、⑾、⑿可知,加氯点分别在余氯--加氯量曲线的AB、BC、CD段的Q1、Q2、Q3点时,加氯量分别为: yQ1 ≈a+1、36d (mg/L)
yQ2 ≈a+4、12b+1、034*(3、03b-d) (mg/L) yQ3≈a+7、25b+1、33d (mg/L)
当d=1、0 mg/L,b=0、4 mg/L时,yQ1≈a+1、36(mg/L);yQ2≈a+1、87(mg/L); yQ3≈a+4、23(mg/L)。可见在曲线CD段Q3点进行游离加氯消毒的加氯量,远远高出在AB与BC段Q1、Q2点进行化合加氯消毒的加氯量。在我们的制水实践中,Q3
折点加氯法 (2)
