導(dǎo)讀

折點加氯無需改變水廠原有工藝，也不需要新建水處理設(shè)施，只需在原有基礎(chǔ)上加大投氯量，當(dāng)水中的氯達(dá)到某一點時水中余氯含量最低，氨氮基本被去除。

同時，它還能對污廢水起到消毒殺菌的作用。但在實際生產(chǎn)中，應(yīng)用折點加氯法往往存在折點、加氯量不好判斷的情況。

01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(guān)鍵所在。

在水的加氯處理中，加氯量與余氯的關(guān)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。

需氯量是指用于殺死細(xì)菌、氧化有機物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。

余氯是指為了抑制水中殘余細(xì)菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。

如圖所示：

1、當(dāng)水中無細(xì)菌、有機物和還原性物質(zhì)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(biāo)軸成45度角。

2、當(dāng)水中含有細(xì)菌、有機物和還原性物質(zhì)，但主要不是游離氨時，需氧量OA滿足后就會出現(xiàn)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(xù)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(zhì)或光線的作用，產(chǎn)生如下的催化分解：2HOCl=2HC+O₂。

3、當(dāng)水中的有機物主要是氨和氮化合物，情況比較復(fù)雜。

當(dāng)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(zhì)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(xì)菌，但消毒效果不可靠。

b、在曲線AH段，加氯后，氯與氨發(fā)生反應(yīng)，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(fā)生如下反應(yīng)：NH₃+Cl₂=NH₂Cl+HCl。

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(dāng)加氯量達(dá)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(chǎn)生化合性余氯，加氯量繼續(xù)增加，會發(fā)生如下反應(yīng)：4NH₂Cl+3Cl₂+H₂O=N₂+N₂O+10HCl。

反應(yīng)結(jié)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(dá)折點B。

d、在曲線BC段，超過折點B后，已經(jīng)沒有消耗氯的雜質(zhì)了，出現(xiàn)自由性余氯，該段消毒效果最好。

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(yīng)的加氯法稱為折線加氯法。

02 氨氮含量與加氯量、加氯點的關(guān)系

一般情況下, 當(dāng) 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(chǎn)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(shè)水中雜質(zhì)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(biāo)值為a（mg/l）。

如水中含無氨氮，采用游離加氯法。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)，水中的氨全部被消耗掉。

3、當(dāng)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(zhì)含量、氨氮含量、余氯的控制目標(biāo)值和所選擇的加氯點有關(guān)。

當(dāng)水中雜質(zhì)含量一定，余氯的控制目標(biāo)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(yīng)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(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(dá)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(yīng)選擇在加氯量-余氯曲線的AH段，此時的余氯是化合氯。

03 關(guān)于折點加氯的5個常見問題

Q1：冬季水中氨氮增加，加氯點應(yīng)該怎么控制？

A1：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(dá)到平時的2倍以上。

此時應(yīng)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。

Q2：在改變加氯點（游離氯轉(zhuǎn)化為化合氯）的過程中，需要注意哪些問題？

A2：a、若出現(xiàn)既檢測不到游離氯又檢測不到化合性氯的現(xiàn)象。不要認(rèn)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(yīng)進(jìn)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。

b、當(dāng)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。

c、采用自動方式投加氯，先將加氯設(shè)備切換到手動狀態(tài)，再進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成且加氯穩(wěn)定后，如果余氯分析儀檢測不到化合性余氯，需調(diào)整余氯分析儀的量程，檢測到化合余氯值并進(jìn)一步將其校準(zhǔn)后，便可投入自動加氯。

d、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(biāo)值，這時應(yīng)將加氯點調(diào)至曲線BC段，改用游離氯消毒。

Q3：為什么化合余氯指標(biāo)要比游離氯指標(biāo)高？

A3：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(dá)到較好的消毒效果，在實際工作中通常要把化合余氯指標(biāo)定的比游離氯指標(biāo)高些。

除此之外，考慮到化合余氯消毒效果與水溫強相關(guān)，水溫低時消毒效果會減弱，因此在冬季時也應(yīng)將化合余氯值控制的高些。

Q4：采用化合余氯消毒時，應(yīng)該按照哪些步驟來調(diào)整和確定加氯點？

A4：由于Y3點加氯量可達(dá)到Y1點加氯量的2～3倍，常需要改變加氯點。

a、先減少加氯量（可減少一半），檢測到一個穩(wěn)定到化合性余氯值a1，并作好記錄；

b、再適當(dāng)減少加氯量，檢測到另一個穩(wěn)定的化合性余氯值a2，比較上述兩次的檢測結(jié)果；

c、如果a1>a2，說明加氯點在曲線AH段，此時只要微調(diào)加氯量，將余氯控制在目標(biāo)值，如果調(diào)節(jié)加氯量后，化合余氯值仍達(dá)不到控制目標(biāo)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；

d、如果a1a2，使加氯點落在曲線的AH段，再按步驟（b）將余氯控制在目標(biāo)值。

Q5：如果氨氮含量很小，該如何達(dá)到余氯控制值？

A5：由于工業(yè)和生活污水的污染，原水中含有一定量的氨氮，在對原水進(jìn)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(dá)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。