折点加氯原理及药剂用量计算

2024-12-21 17:20 宁夏

氨氮在一定条件下会转化为亚硝酸盐，对人及生物都有极强的毒性，并且可造成地表水富营养化。因此，随着国家环保政策的日趋收紧，污水处理厂排水氨氮指标不断提升。目前，全国各地常用的污水处理厂排水指标中，GB3838-2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水要求氨氮≤1.0mg/L、Ⅳ类水要求氨氮≤1.5mg/L；GB8978-2002《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》中一级A要求氨氮≤5.0mg/L。很多污水处理厂建设时间较早，如对标现行标准需要大面积的更新改造，投资较大，所以，对于氨氮的达标排放来说，折点加氯这种便捷实用的方法被广泛采用，但在实际生产中，又存在折点不好判断的情况，本文从折点加氯原理出发，给出折点加氯药剂用量计算的简捷方法和避免折点加氯造成总氮超标的方法，供水处理人士参考。

一、折点加氯原理

当水中有氨时，氯与氨结合形成化合氯，也叫胺。通常来说,随着氯的加量的增加，氯与氨持续反应生成下面三种氯胺形态。

以上三个反应中生成的一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCl2）、三氯胺（NCl3）都称为化合氯，其与水中自由氯（HOCl、OCl-）的总和称为总余氯，如下图所示。

当少量氯加入污水中时，反应与上述三个方化学反应方程式一致，当加氯量逐渐增多时，反应变得愈加复杂：（1）除氨氮以外，污水中往往还有其它还原性物质，比如有机氮、硫化物、亚铁离子、锰离子等，这些物质的存在导致少量加氯时，水中不会出现游离氯和化合氯，即出现余氯的位置发生偏移，如下图所示；（2）当其它还原性物质被少量余氯氧化后（反应时间不足1s），反应进入图示的I区，一氯胺（NH2Cl）迅速形成（反应时间为30s~60s），在pH=8时，一氯胺（NH2Cl）是I区的唯一产物，总余氯随着氯投加量和一氯胺（NH2Cl）产生量的增加而不断升高，直到A点（质量比Cl2:NH3=5.07:1，摩尔比为1:1）；（3）继续提高加氯量，反应进入图示的II区，在此区域，次氯酸将氨氧化成氮气和硝酸根离子，导致污水中总余氯大幅度下降，直到几乎90%的氨氮被氧化（反应时间为10~60min），即反应达到B点，B点就是折点（质量比Cl2:NH3=7.61:1，摩尔比为1.5:1）；（4）继续提高加氯量，水中已几乎不存在还原性物质，自由氯含量持续上升。

值得注意的是，折点加氯的反应时间与污水的pH值有关，最适宜的pH范围为7.5~8.0之间，如果不在此范围内，反应速率迅速下降，需要延长反应时间。

二、加药量计算

在生化处理中，氨氮是先在好氧池中被氧化为硝酸盐，而后硝酸盐在缺氧池中发生反硝化反应生成氮气等气体。但是，折点加氯与生化反应不同，如下两式所示。

从以上两式可见，当次氯酸与氨氮的摩尔比为1.5:1时（质量比7.61:1），氨氮被氧化为氮气，当次氯酸与氨氮的摩尔比超过1.5:1时，尤其是达到4:1以后，氨氮被氧化为硝酸根离子，这也就是未经计算而大量加氯力求实现折点加氯降氨氮，却导致总氮超标的原因。

由上述反应可知，我们控制折点加氯的加药量，实际上是保证次氯酸与氨氮的摩尔比为1.5:1，据此即可计算加药量，举例说明如下。

例：某污水处理厂处理水量为2000 m³/h，其深度处理采用“曝气生物滤池+接触消毒池”的工艺，要求接触消毒池出水氨氮≤1.0 mg/L，而曝气生物滤池出水氨氮为5.0 mg/L，计算接触消毒池投加13%次氯酸钠溶液的量。

（1）计算接触消毒池所需氯气（Cl2）的量

式中：1.5为次氯酸与氨氮的摩尔比，mol/mol；5为曝气生物滤池出水氨氮质量浓度，mg/L；14为氨氮（以氮计）的分子量；71为氯气（Cl2）的分子量。

（2）计算13%次氯酸钠（NaClO）溶液的量

式中：74.5为次氯酸钠（NaClO）的分子量；13%为次氯酸钠（NaClO）溶液的浓度。

（3）计算小时加药量

式中：2000为污水处理厂处理水量，m³/h；1040为13%为次氯酸钠（NaClO）溶液的密度，kg/m³。

总结

折点加氯是污水处理厂降低出水氨氮的快捷简便、且行之有效的手段，合理确定加药量是实现将氨氮转为氮气的基础，加药量不足，氨氮去除效果不好，加药过量会导致总氮超标。由于次氯酸将氨氮氧化为氮气的时候，生成了盐酸（HCl），会导致污水pH降低，低pH下，反应速率下降，所以加氯的同时，应注意调整pH，保证pH控制在7.5~8.0之间，以实现氨氮的快速降解。

水处理科技学报

分享水处理工艺设计方法和运行调控措施，报道水处理前沿技术。欢迎水处理人士来稿，稿件内容可为运营中遇到的技术难题、运行经验总结、技改技革案例、技术研究综述等。

最新文章

混凝剂对污泥产量的影响

过滤池（器）反洗水量的确定方法

沉淀池、浓缩池、澄清池面积确定方法

离子交换树脂污染与防治

蒸发结晶换热器总传热系数计算

自清洗网式过滤器设计

保安过滤器滤芯结构与设计

水质分析数据准确性的校核

外压与内压管式超滤的比较

介质过滤中滤料的选择与设计

离子交换树脂物理与化学性能

循环冷却水系统pH预测及调整计算

反渗透膜壳与管道设计选型方法

反渗透段间增压作用及设计方法

反渗透高压泵设计及其与膜通量的关系

阀门选用步骤和设计计算

纳滤适用性及多级串并联浓盐水分质浓缩设计

混凝池搅拌器设计

蒸发结晶真空泵设计

生物接触氧化法去除饮用水硝酸盐设计与运行

反渗透浓水回流应用与设计方法

蒸发结晶强制循环泵选型与设计

循环冷却水系统水平衡计算

除碳器设计与运行注意事项

MVR原理及蒸汽压缩机选型与设计

反渗透浓差极化现象与回收率设计

折点加氯原理及药剂用量计算

曝气器选型与设计

超滤膜化学清洗条件判定计算及实际应用方法

循环冷却水阻垢缓蚀剂配方选择及加药量计算

化学除磷加药量计算

反渗透膜硅结垢分析计算与化学清洗

废水调节pH加药量计算及调节后TDS变化

污泥压滤脱水设计与运行注意事项

药剂计量箱搅拌器选型与设计

反渗透阻垢方法与药剂投加量计算

蒸发结晶换热器选择与传热面积计算

反渗透膜选型

除硅工艺设计

生化系统加药量计算

污水处理设计—溶气气浮运行主要控制参数

污水处理设计—生化池需氧量简捷计算方法

工业废水处理设计—软化加药量简便计算

金属材料耐腐蚀性能数据表

水泵扬程与配管参数设计

工业废水处理设计—超高压卷式反渗透设计

工业废水处理设计——除氟工艺设计

污水处理设计——SBR设计

污水处理设计——UASB反应器设计

污水处理设计——水解酸化反应器设计

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉