餘氯是怎麽用來消毒的餘氯的檢測

來源:http://www.amormio929fm.com/ 作者:餘氯檢測儀 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。人們所關心的生活汙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。汙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並破壞傳染性微生物的能力;(2)安全可靠,便於處理、儲存、運輸;(3)消毒後不存留有毒性、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,對城市汙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,由於氯消毒效果可靠、價格便宜,還將是尾水消毒最重要的方法。

  1 氯消毒技術與餘氯的毒性

  1.1 汙水氯消毒的原理

  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。總餘氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。

  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以及控製係統的影響。

  1.2 餘氯的毒性

  氯對致病微生物有很強的滅活作用,因而被廣泛用於許多汙水處理廠。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長期存在於水體,對人類和水生生物產生長期毒性影響。關於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],汙水消毒後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。尾水氯消毒後,將含有一定濃度的餘氯,直接排入水體,無論其是化合性或遊離性餘氯都將對魚類或水生生物造成毒性影響。研究表明,由於魚類不同,對氯的敏感性也不一樣,一般是在0.1~0.001mg/L之間。水中餘氯量隻有0.014~0.029 mg/L時,金魚接觸96 h後,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麽大,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。當水中餘氯為0.65~10.1 mg/L時,藻類隻與其接觸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鍾也會使其長時間受到抑製。可見氯對水生動植物的影響很大。根據美國國家環保局的規定,在尾水排入的水體中,總餘氯的標準為小於0.16~mol/I(0.011mg/L,以Cl計)。

  2 餘氨的控製—— 脫氯技術進展

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

  脫氯工藝將氯化消毒後廢水中的總餘氯去除,使尾水中餘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。幾種常用脫氯劑抑製。當水中餘氯大於0.45 mg/L,浮遊水的比較見表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 脫氯後過量的藥劑排入水體後,消耗溶解氧,造成水體缺氧 在美國應用於生產

  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 醫院汙水消毒中有采用

  通常認為,脫氯反應是瞬時發生的,因而水中不會再有餘氯。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等人對兩座汙水廠的試驗表明,含四價硫元素(s(IV))的藥劑的脫氯工藝去除了87% ~98%的餘氯,但其餘2%~13%的餘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)的餘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幹擾,過去人們一直忽略了這些抗S(IV)的餘氯。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於控製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年開始要求城市汙水廠在殘留餘氯方麵達到以下標:氯消毒池末端和脫氯後氯的殘留量要分別達到1.O0mg/L以上和0.10mg/L以下。由於脫氯過程脫氯劑的投加量與廢水的流量和餘氯量密切相關,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餘氯;(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餘氯量;(3)計算出所需還原劑(SO 等)的投加量,以滿足脫氯池末端對餘氯量的要求;(4)進行次氯酸鈉和還原劑的投加;(5)盡可能快地重複上述步驟[4]。

  為了節省化學藥劑的投加量並使過程控製條件最優化,在氯消毒/脫氯過程中采用自動控製係統正逐漸受到重視。

  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汙水二級處理廠出水水質的細菌總數及餘氯量的標準體係,通過法律法規的要求,使汙水處理廠出水水質得以保障。關於脫氯處理的手段、動力學研究、工藝控製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.紫外線消毒技術在汙水處理中的應用.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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