通过次氯酸钠去除氨氮的方法叫折点加氯法，常用于氨氮处理的应急手段，本文将详解折点加氯的投加！
一、什么是折点加氯法？折点加氯法是用强氧化剂次氯酸钠（或者次氯酸钙），把水体中的氨氮氧化为氮气的加工工艺。当然还可以立即把氯气进入废水中，运用歧化反应，生成次氯酸，随后在将废水中的NH3-N氧化成N2；当氧化剂添加水里后，水里氨氮会被首要氧化成一氯铵，随后会被继续氧化变为二氯胺、三氯铵，三氯铵不稳定，会变为氮气释放出来，这就是折点加氯法的反映基本原理和过程，氨的浓度降为零。当氯气进入量超出该点时，水里的游离氯便会增加；当添加的氧化剂做到足量时，水里的氨氮浓度最低标准（可是并非为零），同时水里余氯成分也是最低标准，超出这一点以后，水里余氯成分就刚开始升高，因而该点称之为折点，该状况下的氯化称之为折点氯化。但在实际生产中，应用折点加氯法往往存在折点、加氯量不好判断的情况。
二、加氯量-余氯曲线：看懂加氯量-余氯曲线，是用好折点加氯法的关键所在。在水的加氯处理中，加氯量与余氯的关系如下图所示。曲线的x轴和y轴分别代表加氯量和余氯量，单位为mg/l。其中，水中的加氯量可分为需氯量和余氯两部分。如图所示：
*需氯量是指用于杀死细菌、氧化有机物和还原性物质所消耗的部分。
*余氯是指为了抑制水中残余细菌的再度繁殖，尚需维持的少量氯。1、当水中无细菌、有机物和还原性物质等，需氧量为零，加氯量等于余氯量，如图中所示的虚线L1，该线与坐标轴成45度角。
2、当水中含有细菌、有机物和还原性物质，但主要不是游离氨时，需氧量OA满足后就会出现余氯，如图所示虚线L2，这条线与x轴交角小于45度，其原因为：
*水中有机物与氯作用的速度有快慢。在测定余氯时，有一部分有机物尚在继续与氯作用中。
*水中余氯有一部分会自行分解，如次氯酸由于受水中某些杂质或光线的作用，产生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O2。
3、当水中的有机物主要是氨和氮化合物，情况比较复杂。
当起始的需氧量OA满足后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲线AH段），但后者增长得慢一些。超过H点加氯量后，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H点称为峰点。此后随着加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B点称为折点。
a、在曲线OA段，表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，需氯量为b，这时虽然也能杀死一些细菌，但消毒效果不可靠。
b、在曲线AH段，加氯后，氯与氨发生反应，有余氯存在，所以有一定消毒效果，但余氯为化合性，其主要成分是一氯氨。氯和氨发生如下反应：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。
此时随着加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中氨氮逐渐减少，当加氯量达到H点时，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。
c、在曲线HB段，仍然产生化合性余氯，加氯量继续增加，会发生如下反应：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。
反应结果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯量反而逐渐减少，最后到达折点B。
d、在曲线BC段，超过折点B后，已经没有消耗氯的杂质了，出现自由性余氯，该段消毒效果最好。
由此可见水中含有氨氮时，加氯量-余氯曲线是一条折线，此时对应的加氯法称为折线加氯法。
三、氨氮含量与加氯量、加氯点的关系：一般情况下, 当 pH值在7左右, 采用折点加氯时，一氯胺、二氯胺、三氯胺同时存在。其中，产生的化合余氯成分以一氯胺为主，二氯胺和三氯胺少量存在（不影响分析），因此，在实践操作中为简化分析计算，常常将化合余氯看作一氯胺；假设水中杂质的耗氧量为b（mg/l），即曲线OA段的耗氧量为b（mg/l），水中余氯控制目标值为a（mg/l）。
*如水中含无氨氮，采用游离加氯法。当加氯点为Y时（如图所示），所需加氯量y=b+1.35a（mg/l）。
*如水中含有c（mg/l）氨氮，采用折点加氯法加氯量需分情况讨论：
1、当加氯点被控制在AH段的Y1时，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。
需要说明的是，为确保加氯点能被控制在AH段的Y1点，水中氨的含量必须满足条件：c不小于0.33a（mg/l）。
2、当加氯点被控制在HB段的Y2点时，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。需要说明的是加氯点被控制在HB段的Y2点，在AH段氨与氯气反应，水中的氨全部被消耗掉。
3、当加氯点被控制在BC段的Y3点时，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。
综上所述，加氯量的大小与水中的杂质含量、氨氮含量、余氯的控制目标值和所选择的加氯点有关；当水中杂质含量一定，余氯的控制目标相同时，水中无氨氮时的加氯量要比有氨氮时的加氯量低，也就是说氨氮会引起加氯量的增加，增加量主要取决于加氯点的位置；如果水中含有氨氮，就采用折点加氯，从余氯-加氯量曲线可知，对应同一个余氯值，可能存在三个不同的加氯点，这三个加氯点分别对应的加氯量有很大差别；实践表明，在曲线BC段Y3点采用游离氯消毒的加氯量，要远远大于在AH和HB段Y1、Y2点采用化合氯消毒的加氯量。
通常Y3点的加氯量可达到Y1点加氯量的2～3倍，为减少加氯量，折点加氯时的加氯点应选择在加氯量-余氯曲线的AH段，此时的余氯是化合氯。
四、关于折点加氯的常见问题
1、冬季水中氨氮增加，加氯点应该怎么控制？在冬季枯水期，水中氨氮的含量会急剧增加。这时候如果选用游离氯消毒，加氯量会迅速增加，加氯量可能达到平时的2倍以上；此时应该考虑改变加氯点，采用化合余氯消毒法，将加氯点控制在加氯量-余氯曲线的AH段。
2、在改变加氯点（游离氯转化为化合氯）的过程中，需要注意哪些问题？
1）、若出现既检测不到游离氯又检测不到化合性氯的现象。不要认为是加氯量太少。
此时加氯点正好落在曲线的底部的折点B附近，应进一步减小加氯量，待加氯点前移到曲线的AH或HB段后，就可以检测到化合性氯。
2）、当加氯点在曲线的AH或HB段时，采用化合性氯消毒，如果水中氨氮量足够高，一般情况下检测不到游离氯。
3）、采用自动方式投加氯，先将加氯设备切换到手动状态，再进行上述转换。转换完成且加氯稳定后，如果余氯分析仪检测不到化合性余氯，需调整余氯分析仪的量程，检测到化合余氯值并进一步将其校准后，便可投入自动加氯。
4）、采用化合性氯消毒以后，原水中氨氮量的逐渐减少，化验人员检测水中余氯时，会检测到游离性余氯，且游离性余氯值越来越大，化合性余氯值越来越小，甚至不能将化合氯控制到目标值，这时应将加氯点调至曲线BC段，改用游离氯消毒。
3、为什么化合余氯指标要比游离氯指标高？
化合性氯比游离氯的消毒效果差，消毒所需时间长。因此为达到较好的消毒效果，在实际工作中通常要把化合余氯指标定的比游离氯指标高些。
除此之外考虑到化合余氯消毒效果与水温强相关，水温低时消毒效果会减弱，因此在冬季时也应将化合余氯值控制的高些。
4、采用化合余氯消毒时，应该按照哪些步骤来调整和确定加氯点？
由于Y3点加氯量可达到Y1点加氯量的2～3倍，常需改变加氯点。
1）、先减少加氯量（可减少一半），检测到一个稳定到化合性余氯值a1，并作好记录；
2）、再适当减少加氯量，检测到另一个稳定的化合性余氯值a2，比较上述两次的检测结果；
3）、如果a1>a2，说明加氯点在曲线AH段，此时只要微调加氯量，将余氯控制在目标值，如果调节加氯量后，化合余氯值仍达不到控制目标值，则是因水中氨氮含量太少，这时不宜采用化合余氯消毒；
4）、如果a1a2，使加氯点落在曲线的AH段，再按步骤（b）将余氯控制在目标值。
5、如果氨氮含量很小，该如何达到余氯控制值？
由于工业和生活污水的污染，原水中含有一定量的氨氮，在对原水进行加氯消毒时，我们采用折点加氯法；在氨氮的含量很小情况下，为达到余氯控制值，只能选择游离氯消毒，此时加氯点在加氯量-余氯曲线BC段。
|
