更新时间:2023-05-18 09:06
折点加氯(chlorination breakpoint)是对饮用水进行加氯消毒的一种有效方法。当水中有机物主要为氨和氮化物,其实际需氯量满足后,加氯量、余氯量增加,但是后者增长缓慢,一段时间后,加氯量增加,余氯量反而下降,此后加氯量增加,余氯量又上升,此折点后继续加氯消毒效果更好,称为折点加氯。
折点加氯为饮用水消毒处理的一种有效方法。当氯投入水中后,先与水中所含的还原性物质(如NO2、Fe、H2S等)反应而被还原为不起消毒作用的氯离子,余氯为零,此时消毒效果不可靠。继续提高加氯量,氯与氨开始化合,产生氯胺,由于化合性余氯存在而具有一定消毒效果,如再提高加氯量则使氯胺氧化成为不起消毒作用的HCl,水中余氯反而减少直至最低某一折点B(见图1)。折点B后起所增加的投氯量完全以游离态余氯存在,消毒效果更好。当按大于需氯曲线上所出现的折点的量,加氯消毒处理时称折点加氯 (见图1中点M)。当水中氨氮等耗氯物质较多时,通常采用该方法。
Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-
HClO⇌H++ClO-
(2)当水中含有氨氮时,加氯后能生成次氯酸和氯胺,它们都有消毒怍用,反应式如下:
次氯酸,氯胺,二氯胺和三氯胺都有可能在水中存在。它们在平衡状态下的含量比例决定于氨氯的相对浓度,pH值和温度。当pH=7~8,反应生成物不断消耗时,1 mol的氯与1 mol的氨作用能生成1 mol的一氯胺,此时氯与氨氮(以N计,下同)的重量比为约为5:1;当pH=7~8,2 mol的氯与1 mol的氨作用能生成1 mol的二氯胺,此时氯与氨氮的重量比约为10:1;当pH=7~8,氯与氨氮重量比大于10:1时,将生成三氯胺(三氯胺很不稳定)和出现游离氯。随着投氯量的不断增加,水中游离性氯将越来越多。
(3)氯还能与含碳物质,铁、锰、硫化氢以及藻类等起氧化作用。
(1)掌握折点加氯消毒的实验技术。
(2)通过实验,探讨某含氨氮水样与不同氯量接触一定时间(2 h)的情况下,水中游离性余氯,化合性余氯及总余氯与投氯量的关系。
(1)水样制备:取自来水20 L加入1%浓度氨氮溶液2 mL,混匀,即得实验用水,其氨氮浓度约1 mg/L或略高于1 mg/L。
(2)测原水水温及氨氮含量,并记录数据,测氨氮用直接比色法。
(3)进行折点加氯实验:
① 在12个1000 mL烧杯中各加入水样1000 mL,并进行编号。
② 当加氯量为l mg、2 mg、4 mg、6 mg、8 mg、10 mg、12 mg、14 mg、16 mg、18 mg、20 mg时,计算1%浓度的漂白粉溶液的投加量(mL)。
③ 在12个盛有1000 mL水样的烧杯中依次投加1%浓度的漂白粉溶液,其投氯量分别为0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、4 mg/L、6 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L、14 mg/L、16 mg/L、18 mg/L及20 mg/L,快速混匀2 h后,立即测各烧杯水样的游离性余氯、化合性余氯及总余氯的量,并记录数据。各烧杯水样余氯测定方法,均采用邻联甲苯胺亚砷酸盐比色法。
(1)各水样加氯的接触时间应尽可能相同或接近,以利互相比较;
(2)比色测定需在光线均匀的地方或灯光下,不宜在阳光直射下进行;
(3)漂白粉应密闭存放,避免受热受潮。