您好, 歡迎來到化工儀器網
次氯酸鈉除氨氮的原理是什么
閱讀：2549 發布時間：2023-7-3
1、什么是折點加氯法？
折點加氯法是用次氯酸或者次氯酸鹽，把水體中的氨氮氧化為氮氣的加工工藝。當然還可以把氯氣進入水中，運用歧化反應，生成次氯酸，隨后在將廢水中的NH3-N氧化成N2。
當氧化劑添加水里后，水里氨氮會被首要氧化成一氯銨，隨后會被繼續氧化變為二氯胺、三氯銨，三氯銨不穩定，會變為氮氣釋放出來，這就是折點加氯法的反映基本原理和過程，氨的濃度降為零。當氯氣進入量超出該點時，水里的游離氯便會增加。
當添加的氧化劑做到足量時，水里的氨氮濃度zui低標準（可是并非為零），同時水里余氯成分也是zui低標準，超出這一點以后，水里余氯成分就剛開始升高，因而該點稱之為折點，該狀況下的氯化稱之為折點氯化。但在實際生產中，應用折點加氯法往往存在折點、加氯量不好判斷的情況。
2、加氯量-余氯曲線
看懂加氯量-余氯曲線，是用好折點加氯法的關鍵所在。在水的加氯處理中，加氯量與余氯的關系如下圖所示。曲線的x軸和y軸分別代表加氯量和余氯量，單位為mg/l。其中，水中的加氯量可分為需氯量和余氯兩部分。如圖所示：
需氯量是指用于殺死細菌、氧化有機物和還原性物質所消耗的部分。
余氯是指為了抑制水中殘余細菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。
1、當水中無細菌、有機物和還原性物質等，需氧量為零，加氯量等于余氯量，如圖中所示的虛線L1，該線與坐標軸成45度角。
2、當水中含有細菌、有機物和還原性物質，但主要不是游離氨時，需氧量OA滿足后就會出現余氯，如圖所示虛線L2，這條線與x軸交角小于45度，其原因為：
水中有機物與氯作用的速度有快慢。在測定余氯時，有一部分有機物尚在繼續與氯作用中。
水中余氯有一部分會自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質或光線的作用，產生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O2。
3、當水中的有機物主要是氨和氮化合物，情況比較復雜。
當起始的需氧量OA滿足后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲線AH段），但后者增長得慢一些。超過H點加氯量后，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H點稱為峰點。此后隨著加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B點稱為折點。
a、在曲線OA段，表示水中雜質把氯消耗光，余氯量為零，需氯量為b，這時雖然也能殺死一些細菌，但消毒效果不可靠。
b、在曲線AH段，加氯后，氯與氨發生反應，有余氯存在，所以有一定消毒效果，但余氯為化合性，其主要成分是一氯氨。氯和氨發生如下反應：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。
此時隨著加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中氨氮逐漸減少，當加氯量達到H點時，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。
c、在曲線HB段，仍然產生化合性余氯，加氯量繼續增加，會發生如下反應：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。
反應結果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯量反而逐漸減少，最后到達折點B。
d、在曲線BC段，超過折點B后，已經沒有消耗氯的雜質了，出現自由性余氯，該段消毒效果好。
由此可見水中含有氨氮時，加氯量-余氯曲線是一條折線，此時對應的加氯法稱為折線加氯法。
3、氨氮含量與加氯量、加氯點的關系
一般情況下, 當 pH值在7左右, 采用折點加氯時，一氯胺、二氯胺、三氯胺同時存在。其中，產生的化合余氯成分以一氯胺為主，二氯胺和三氯胺少量存在（不影響分析），因此，在實踐操作中為簡化分析計算，常常將化合余氯看作一氯胺。
假設水中雜質的耗氧量為b（mg/l），即曲線OA段的耗氧量為b（mg/l），水中余氯控制目標值為a（mg/l）。
如水中含無氨氮，采用游離加氯法。當加氯點為Y時（如圖所示），所需加氯量y=b+1.35a（mg/l）。
如水中含有c（mg/l）氨氮，采用折點加氯法，加氯量需分情況討論：
1、當加氯點被控制在AH段的Y1時，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。
需要說明的是，為確保加氯點能被控制在AH段的Y1點，水中氨的含量必須滿足條件：c不小于0.33a（mg/l）。
2、當加氯點被控制在HB段的Y2點時，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。
需要說明的是，加氯點被控制在HB段的Y2點，在AH段氨與氯氣反應，水中的氨全部被消耗掉。
3、當加氯點被控制在BC段的Y3點時，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。
綜上所述，加氯量的大小與水中的雜質含量、氨氮含量、余氯的控制目標值和所選擇的加氯點有關。
當水中雜質含量一定，余氯的控制目標相同時，水中無氨氮時的加氯量要比有氨氮時的加氯量低，也就是說氨氮會引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點的位置。
如果水中含有氨氮，就采用折點加氯，從余氯-加氯量曲線可知，對應同一個余氯值，可能存在三個不同的加氯點，這三個加氯點分別對應的加氯量有很大差別。
實踐表明，在曲線BC段Y3點采用游離氯消毒的加氯量，要遠遠大于在AH和HB段Y1、Y2點采用化合氯消毒的加氯量。
通常Y3點的加氯量可達到Y1點加氯量的2～3倍，為減少加氯量，折點加氯時的加氯點應選擇在加氯量-余氯曲線的AH段，此時的余氯是化合氯。
4、關于折點加氯的常見問題
1、冬季水中氨氮增加，加氯點應該怎么控制？
在冬季枯水期，水中氨氮的含量會急劇增加。這時候如果選用游離氯消毒，加氯量會迅速增加，加氯量可能達到平時的2倍以上。
此時應該考慮改變加氯點，采用化合余氯消毒法，將加氯點控制在加氯量-余氯曲線的AH段。
2、在改變加氯點（游離氯轉化為化合氯）的過程中，需要注意哪些問題？
1、若出現既檢測不到游離氯又檢測不到化合性氯的現象。不要認為是加氯量太少。
此時加氯點正好落在曲線的底部的折點B附近，應進一步減小加氯量，待加氯點前移到曲線的AH或HB段后，就可以檢測到化合性氯。
2、當加氯點在曲線的AH或HB段時，采用化合性氯消毒，如果水中氨氮量足夠高，一般情況下檢測不到游離氯。
3、采用自動方式投加氯，先將加氯設備切換到手動狀態，再進行上述轉換。轉換完成且加氯穩定后，如果余氯分析儀檢測不到化合性余氯，需調整余氯分析儀的量程，檢測到化合余氯值并進一步將其校準后，便可投入自動加氯。
3、采用化合性氯消毒以后，原水中氨氮量的逐漸減少，化驗人員檢測水中余氯時，會檢測到游離性余氯，且游離性余氯值越來越大，化合性余氯值越來越小，甚至不能將化合氯控制到目標值，這時應將加氯點調至曲線BC段，改用游離氯消毒。
3、為什么化合余氯指標要比游離氯指標高？
化合性氯比游離氯的消毒效果差，消毒所需時間長。因此為達到較好的消毒效果，在實際工作中通常要把化合余氯指標定的比游離氯指標高些。
除此之外，考慮到化合余氯消毒效果與水溫強相關，水溫低時消毒效果會減弱，因此在冬季時也應將化合余氯值控制的高些。
4、采用化合余氯消毒時，應該按照哪些步驟來調整和確定加氯點？
由于Y3點加氯量可達到Y1點加氯量的2～3倍，常需要改變加氯點。
1、先減少加氯量（可減少一半），檢測到一個穩定到化合性余氯值a1，并作好記錄；
2、再適當減少加氯量，檢測到另一個穩定的化合性余氯值a2，比較上述兩次的檢測結果；
3、如果a1>a2，說明加氯點在曲線AH段，此時只要微調加氯量，將余氯控制在目標值，如果調節加氯量后，化合余氯值仍達不到控制目標值，則是因為水中氨氮含量太少，這時不宜采用化合余氯消毒；
4、如果a1<a2，說明加氯點在曲線的HB段，需進一步減少加氯量，直到a1>a2，使加氯點落在曲線的AH段，再按步驟（b）將余氯控制在目標值。
5、如果氨氮含量很小，該如何達到余氯控制值？
由于工業和生活污水的污染，原水中含有一定量的氨氮，在對原水進行加氯消毒時，我們采用折點加氯法。
在氨氮的含量很小情況下，為達到余氯控制值，只能選擇游離氯消毒，此時加氯點在加氯量-余氯曲線BC段。