游離氯、余氯和總氯的區別
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較穩定,殺菌效果好),又叫結合性余氯;
游離性余氯(指水中的OC1+、HOCl、Cl2等,殺菌速度快,殺菌力強,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。
殺菌效果區別
游離氯的殺菌主要原理是強氧化性的HClO、ClO-侵入細菌體內,到達細菌內部,并其氧化作用,破壞細菌酶系統,從而達到殺死細菌的目的,游離余氯殺菌效果快,據靜態實驗結果,游離余氯消毒,5min內可殺滅99%以上的細菌;
而化合性余氯的氧化能力弱,殺菌速度不及游離性余氯,5min內可殺滅60%的細菌,但提高化合性余氯的濃度或延長殺菌時間,保證一定的CT值,即可達到相同殺菌效果。水廠清水池的停留時間一般均在2小時以上,當使用化合性余氯消毒時,能保證殺菌效果。
余氯與總氯的產生及控制
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菌、氧化有機物和還原性物質所消耗的部分。余氯指為了抑制細菌滋生繁殖的部分。當水中主要受細菌、有機物和還原性物質污染,無氨氮及氮化合物污染時,投加氯消毒劑(不包含二氧化氯)后,余氯主要為游離性余氯。
當水中存在氨氮或含氮有機物時,投加氯消毒劑(不包含二氧化氯)后,細菌與還原性物質先消耗一部分氯(OA段),然后與氨氮等含氮物質反應生成一氯胺(AH段,化合性余氯),當氯投加量繼續增加后,化合性余氯轉化為氮氣(HB段),當投加量繼續增加,會開始出現游離余氯(BC段),稱為折點加氯。
當水中存在氨氮時,需過折點B時,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,出廠水需控制余氯時,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,隨著氨氮的增加,加氯量會越大。
由于氨氮的存在,水廠往往會出現游離性余氯值很低,甚至測不到,而總氯值已經很高的情況,此時,不斷增加投加量,仍會出現總氯越來越高而游離性余氯沒有的情況,想達到出廠水的游離性余氯要求投加量可能是平時的好幾倍。當水中存在氨氮或含氮化合物時,建議出廠水控制總氯,一方面,當消毒接觸時間達到要求時,總氯能滿足滅菌要求;另一方面,投加量可減少很多,減少成本的同時減少三氯甲烷等副產物的產生。
余氯與總氯的監測
目前實驗室中常用的余氯檢測方法為3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺比色法與DPD法(便攜式余氯儀),3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺比色法中在測定余氯后放置10min后為總氯,便攜式余氯儀可測定余氯與總氯,差別在于使用不同的試劑粉包與反應時間。在線測定余氯方法中,DPD法的余氯儀和便攜式余氯儀一樣,換總氯試劑就可測定總氯。不管是實驗室中還是在線儀表,在測余氯的基礎中均能方便實現測定總氯。
結論
游離性余氯氧化性比化合性余氯強,殺菌速度比化合性余氯快,但在保證CT值(殺菌時間與濃度)的情況下,完全能達到殺菌效果,保證飲用水安全。故當水中氨氮及含氮有機物存在,影響正常加氯時,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定性,而且能避免加氯量增大導致的消毒副產物的生成。
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