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            余氯是怎么用來消毒的余氯的檢測

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2018-08-01

              廢水中含有數量龐大、種類繁多的微生物群,這些微生物有些是無害的,但相當部分是致病菌。人們所關心的生活污水中的生物體包括腸道細菌、病毒以及原生動物胞囊等。消毒是滅活這些致病生物體的基本方法之一。污水消毒的方式有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線輻射等。選擇適當的消毒劑的標準為:(1)在正常操作條件下具有滲入并破壞傳染性微生物的能力;(2)安全可靠,便于處理、儲存、運輸;(3)消毒后不存留有毒性、致畸性或致癌性化合物;(4)投資可行且運行維護費用低。隨著國民經濟的不斷發展和人民生活水平的不斷提高,為了保護城市水環境,對城市污水處理廠尾水消毒的要求將越來越高[1]。且在相當長的一段時間內,由于氯消毒效果可靠、價格便宜,還將是尾水消毒最重要的方法。

              1 氯消毒技術與余氯的毒性

              1.1 污水氯消毒的原理

              向水中加人液氯或者次氯酸鹽(如NaCl0)溶液消毒時,在水中發生如下反應:

              Cl2+H20 H0Cl+H++Cl-

              OCI-+H20H0Cl+0H-

              H0Cl、OCI一之和稱做有效自由氯,其中以HOCI消毒效果最好。排入水體時,氯會和水中的氨氮、有機氮反應生成消毒效果較差的無機氯胺和有機氯胺,稱做化合氯??傆嗦仁侵赣行ё杂陕群陀行Щ下戎?。

              氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH以及控制系統的影響。

              1.2 余氯的毒性

              氯對致病微生物有很強的滅活作用,因而被廣泛用于許多污水處理廠。然而,在氯化消毒殺滅水中病原微生物的同時,氯與水中的有機物反應,產生有誘變致癌作用的消毒副產物如THMs(三鹵甲烷)等,THMs長期存在于水體,對人類和水生生物產生長期毒性影響。關于飲用水氯消毒副產物毒性的研究,國內外已有大量報道[2-3],污水消毒后的尾水排入水體或作為回用水時,雖然因為水質與飲用水有所不同,但所形成的消毒副產物對水體造成的潛在危害也是極大的。尾水氯消毒后,將含有一定濃度的余氯,直接排入水體,無論其是化合性或游離性余氯都將對魚類或水生生物造成毒性影響。研究表明,由于魚類不同,對氯的敏感性也不一樣,一般是在0.1~0.001mg/L之間。水中余氯量只有0.014~0.029 mg/L時,金魚接觸96 h后,就會有50%死亡。水生無脊椎動物對氯的耐受力變化不如魚類那么大,96 h的半致死量一般是0.1 mg/L。大型水蚤耐受氯的繁殖限度為0.005 mg/L,當氯達到0.014 mg/L時即行死亡。當水中余氯為0.65~10.1 mg/L時,藻類只與其接觸5~10 min(立即脫氯),但生長依然受到了明顯生植物僅接觸幾秒鐘也會使其長時間受到抑制??梢娐葘λ鷦又参锏挠绊懞艽?。根據美國國家環保局的規定,在尾水排入的水體中,總余氯的標準為小于0.16~mol/I(0.011mg/L,以Cl計)。

              2 余氨的控制—— 脫氯技術進展

              為了保護水中生物體免受消毒尾水中余氯的毒性影響,必須對排入水體的尾水余氯量進行嚴格控制,為滿足美國國家環保局對尾水余氯的標準,美國許多污水處理廠安裝了脫氯設施。

              脫氯工藝將氯化消毒后廢水中的總余氯去除,使尾水中余氯和消毒副產物的潛在毒性最小。典型的脫氯工藝是添加過量的二氧化硫等還原性藥劑(如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、焦亞硫酸鈉)。另外,活性炭也是一種較好的脫氯劑。幾種常用脫氯劑抑制。當水中余氯大于0.45 mg/L,浮游水的比較見表1。

              表1脫氯劑對比分析

              脫氯劑 反應方程式 沒去除1份氯需要的藥劑量 說明 應用情況

              二氧化硫(SO2) SO2+CL2+H2O=2HCL+H2 SO4 0.96 二氧化硫氣體有毒,實用中應注意危險 在美國作為主要的脫氯劑得到應用

              亞硫酸鈉(Na2SO3) Na2SO3+CL2+H2O=2HCL+Na2SO4 1.77 脫氯后過量的藥劑排入水體后,消耗溶解氧,造成水體缺氧 在美國應用于生產

              硫代硫酸鈉(Na2S2O3) Na2S2O3+4CL2+H2O=2HCL+2NaHSO4 0.56 Na2S2O3·5H2O比Na2S2O3在水腫溶解更快,較為便宜 在溫哥華地區廣泛實用

              活性炭 C+2CL2+2H2O=4HCL+CO2 0.085 工藝造價昂貴,僅在出水要求很高時實用 醫院污水消毒中有采用

              通常認為,脫氯反應是瞬時發生的,因而水中不會再有余氯。然而有研究表明,亞硫酸鹽的脫氯反應是分兩步進行的:00%的氯在與亞硫酸鹽接觸的前2 min內被去除,另外1O 的脫氯反應速度緩慢,反應常數大約為0.026/min。George R Helz等人對兩座污水廠的試驗表明,含四價硫元素(s(IV))的藥劑的脫氯工藝去除了87% ~98%的余氯,但其余2%~13%的余氯不僅減少的極為緩慢,也大大超出了美國國家環保局的標準。由動力學依據推斷,組成這些抗S(IV)的余氯的成分可能是被氯化的有機氯胺,它們具有很強的憎水性,對受納水體的生物體十分有害。因為脫氯藥劑對標準檢測方法的干擾,過去人們一直忽略了這些抗S(IV)的余氯。有機氯胺的存在,不僅使消毒效果變差,還影響了脫氯過程的進行,使得脫氯效果無法達到預期目的。因此,國外很多學者開展了關于控制尾水中有機氯胺含量和脫氯機理的深入研究。

              美國國家環保局從1990年開始要求城市污水廠在殘留余氯方面達到以下標:氯消毒池末端和脫氯后氯的殘留量要分別達到1.O0mg/L以上和0.10mg/L以下。由于脫氯過程脫氯劑的投加量與廢水的流量和余氯量密切相關,為達到這一目標需要進行以下操作:(1)測定廢水流量和氯消毒池末端殘留余氯;(2)計算出所需次氯酸鈉(或液氯)的投加量,以滿足氯消毒池末端所要求的余氯量;(3)計算出所需還原劑(SO 等)的投加量,以滿足脫氯池末端對余氯量的要求;(4)進行次氯酸鈉和還原劑的投加;(5)盡可能快地重復上述步驟[4]。

              為了節省化學藥劑的投加量并使過程控制條件最優化,在氯消毒/脫氯過程中采用自動控制系統正逐漸受到重視。

              3 結束語

              氯消毒產生的副產物對水生環境產生長期的毒性影響,為了保護水生物,必須對消毒尾水進行脫氯處理,國家應盡早建立起一套完整的城市污水二級處理廠出水水質的細菌總數及余氯量的標準體系,通過法律法規的要求,使污水處理廠出水水質得以保障。關于脫氯處理的手段、動力學研究、工藝控制研究有待進一步開展[5]。

              參考 文 獻

              [1]WHO.W0rld water project.W0rld Health Or—ganization,1996

              [2]USEPA.Wastewater Technology Fact Sheet Chlorine Disinfection.USEPA.1999,832-F-99—062

              [3]Douglas Reed.Selecting Alternatives Chlorine.Pollution Engineering.1998.30(9):48~51

              [4]陳堯,王向東.紫外線消毒技術在污水處理中的應用.重慶環境科學,2001,23(3):49~51

              [5]曹瑞鈺.氯消毒機理、危害及脫氯.中國給水排水,1995,11(4):36~39

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