氨氮含量对水净化过程氯耗的影响张铁锤

12017年第1期工业、生产某集团净化水厂在生产实践的过程中发现，由于开启的水源井组合不同，来水水质不同，导致水净化过程中氯耗差异较大，加氯量难以掌握。研究表明[1-8]，水中的氨氮、有机物、pH等对氯耗均有影响，其中主要是氨氮。本工作采用折点加氯理论，通过加氯试验，考察了各水源井组合出水的氯耗变化规律，以找到最佳加氯量，科学合理的投加药剂，为生产运行起到指导性作用，保证出厂水余氯达到国家标准的要求，节约药剂消耗量，降低生产运行成本。1　实验部分1.1　实验原理在对水进行加氯处理的过程中，将氯气通入水中，加氯量和余氯的示意曲线见图1。当水中不含氨氮时，加氯量和余氯的关系曲线为图1中虚线所示，为一条直线，此时水中的余氯为游离氯；当水中含有一定量的氨氮时，加氯量和余氯的关系曲线为图1中实线所示，为一条折线，在AH段，随着加氯量的增大，氯与氨发生反应，余氯为化合性余氯，主要成分是一氯胺；在HB段，加氯量继续增大，氯与所生成化合性余氯发生反应，余氯反而逐渐减少；超过则点B后，已经没有消耗氯的杂质，出现了自由性余氯，在BC段，余氯又开始增加。超过折点（B）时的加氯量称为折点加氯或过量加氯[9]。图1加氯量和余氯的关系曲线1.2　取样方法按组合井水中各井实际比例，直接从各井泵口取水，兑水均匀混合后，装入经无需氯量处理过的棕色玻璃细口瓶中，避免强光、摇晃和温热。水井组合方式及水量见表1。表1水井组合方式及水量序号组合名称各井水量/（m3·h-1）总水量/（m3·h-1）1773、779220、2204402772、773200、2204203772、779200、2204204773、774220、1403605773、775220、1403606774、779140、2203607775、779140、2203601.3　分析方法余氯质量浓度采用ISO7393/I—1985《水质游离氯和总氯的测定第一部分：N，N-二乙基-1，4-苯二胺滴定法》[10]检测。2　结果与讨论2.1　773、779组合井水当773、779组合井水兑水中次氯酸钠质量含量为11.16%、氨氮质量浓度为0.39mg/L、兑水余氯为0.40mg/L时，加氯量对出水余氯质量浓度的影响见图2。由图2可见：随着停留时间的延长，出水余氯质量浓度逐渐减小，说明停留的时间越长，消耗的氯量越大，出水余氯质量浓度越小；各曲线有明显的峰点和折点，且各时间点曲线的峰点和折点对应的加氯量基本相同，说明该组合井水符合折点加氯规律，当加氯量为0.6mg/L、停留时间为27h时，峰点余氯质量浓度为0.58mg/L；当加氯量1.15mg/L、停留时间为27h时，折点余氯质量浓度为0.05mg/L；当出水余氯质量浓度控制在0.5mg/L时，峰点前加氯量约为氨氮含量对水净化过程氯耗的影响张铁锤中国石化股份有限公司北京化工研究院　北京　100013摘要：考察了不同水井组合兑水中氨氮含量对氯耗的影响。实验结构表明：随着停留时间的延长，出水余氯质量浓度逐渐减小；当组合井水的氨氮质量浓度越高，越符合折点加氯规律。受设备条件限制，采用峰点和折点间加氯的方法，772、773，773、774这2个组合井水氨氮浓度较低，可采用普通加氯法。关键词：氯耗　氨氮　折点加氯　余氯EffectofammonianitrogencontentinrawwateronchlorineconsumptionZhangTiechuiSINOPEC，BeijingResearchInstituteOfChemicalIndustry.，Beijing100013，ChinaAbstract：Theeffectofammonianitrogencontentindifferentwatersourcewellsonchlorineconsumptionwasinvestigated.Experimentalresultsshowthat：withthelongerresidencetimeofwaterinthewatertank，theresidualchlorineconcentrationgraduallydecreased.Thehigherammoniaconcentrationcombinedwellsis，themoreinlinewiththebreakpointchlorinationruleis.Withthewayofpeakpointandbreakpointpointaddingchlorine，thegroupwellsof772-773，773-774haslowammonianitorgenconcentration，conventionalchlorinationcouldbeapplied.Keywords：chlorinecunsumption；ammonianitrogen；breakpointaddingchlorine；residualchlorine-2-։≟࣐≟䟿HBACമ1࣐≟䟿઼։≟Ⲵޣ㌫ᴢ㓯পḋᮍ⊩᤹㓴ਸӅ≤ѝ਴Ӆᇎ䱵∄ֻˈⴤ᧕Ӿ਴Ӆ⌥ਓਆ≤ˈށ≤൷र␧ਸਾˈ㻵ޕ㓿ᰐ䴰≟䟿༴⨶䗷Ⲵἅ㢢⧫⪳㓶ਓ⬦ѝˈ䚯ݽᕪݹǃ᩷ᱳ઼⑙✝DŽ≤Ӆ㓴ਸᯩᔿ৺≤䟿㿱㺘1DŽ㺘1≤Ӆ㓴ਸᯩᔿ৺≤䟿ᒿਧ㓴ਸ਽〠਴Ӆ≤䟿/(m3gh-1)ᙫ≤䟿/(m3gh-1)1773ǃ779220ǃ2204402772ǃ773200ǃ2204203772ǃ779200ǃ2204204773ǃ774220ǃ1403605773ǃ775220ǃ1403606774ǃ779140ǃ2203607775ǃ779140ǃ220360ߚᵤᮍ⊩։≟䍘䟿⎃ᓖ䟷⭘ISO7393/I—1985lj≤䍘⑨⿫≟઼ᙫ≟Ⲵ⍻ᇊㅜа䜘࠶˖N,N-Ҽ҉ส-1,4-㤟Ҽ㜪┤ᇊ⌅NJ[10]Ự⍻DŽ㔉᷒ф䇞䇰ǃ㒘ড়ѩ∈ᖃǃ㓴ਸӅ≤ށ≤ѝ⅑≟䞨䫐䍘䟿ਜ਼䟿Ѫ11.16%ǃ≘≞䍘䟿⎃ᓖѪ0.39mg/Lǃށ≤։≟Ѫ0.40mg/Lᰦˈ࣐≟䟿ሩࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖⲴᖡ૽㿱മ2DŽ⭡മ2ਟ㿱˖䲿⵰ڌ⮉ᰦ䰤Ⲵᔦ䮯ˈࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖ䙀⑀߿ሿˈ䈤᰾ڌ⮉Ⲵᰦ䰤䎺䮯ˈ⎸㙇Ⲵ≟䟿䎺བྷˈࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖ䎺ሿ˗਴ᴢ㓯ᴹ᰾ᱮⲴጠ⛩઼ᣈ⛩ˈф਴ᰦ䰤⛩ᴢ㓯Ⲵጠ⛩઼ᣈ⛩ሩᓄⲴ࣐≟䟿สᵜ⴨਼ˈ䈤᰾䈕㓴ਸӅ≤ㅖਸᣈ⛩࣐≟㿴ᖻˈᖃ࣐≟䟿Ѫ0.6mg/Lǃڌ⮉ᰦ䰤Ѫ27hᰦˈጠ⛩։≟䍘䟿⎃ᓖѪ0.58mg/L˗ᖃ࣐≟䟿1.15mg/Lǃڌ⮉ᰦ䰤Ѫ27hᰦˈᣈ⛩։≟䍘䟿⎃ᓖѪ0.05mg/L˗ᖃࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖ᧗ࡦ൘0.5mg/Lᰦˈጠ⛩ࡽ࣐≟䟿㓖Ѫ0.40mg/Lˈጠ⛩઼ᣈ⛩䰤࣐≟䟿㓖Ѫ0.67mg/Lˈᣈ⛩ਾ࣐≟䟿㓖Ѫ1.86mg/LDŽഐ࣐≟䇮༷ᴹ᭸䟿〻䖳བྷˈᖃ࣐≟䟿ሿҾ0.40mg/Lᰦˈᣅ࣐䟿䶎ᑨн߶⺞ˈᡰԕ⋑ᴹ䘹ᤙጠ⛩ࡽᣅ࣐DŽᇎ䱵⭏ӗѝˈᒣ൷࣐≟䟿Ѫ1.60mg/Lˈࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖѪ0.50mg/LDŽӾമѝਟ㿱ˈᱟ࣐൘Ҷᣈ⛩ਾˈ䘉⿽ᯩᔿ㲭❦؍䇱Ҷࠪ≤≤䍘䗮ḷˈն㦟ࡲᣅ࣐䟿໎࣐ˈᡀᵜ໎བྷDŽ工业、生产22017年第1期0.40mg/L，峰点和折点间加氯量约为0.67mg/L，折点后加氯量约为1.86mg/L。因加氯设备有效量程较大，当加氯量小于0.40mg/L时，投加量非常不准确，所以没有选择峰点前投加。实际生产中，平均加氯量为1.60mg/L，出水余氯质量浓度为0.50mg/L。从图中可见，是加在了折点后，这种方式虽然保证了出水水质达标，但药剂投加量增加，成本增大。图2加氯量对出水余氯质量浓度的影响停留时间/h：◆2；■4；▲21；×272.2　772、773组合井水的结果及分析当772、773组合井水兑水中次氯酸钠质量含量为11.62%、氨氮质量浓度为0.08mg/L、兑水余氯为0.20mg/L时，加氯量对出水余氯质量浓度的影响见图3。由图3可见：随着停留时间延长，余氯质量浓度逐渐减小；由于组合井水氨氮质量浓度较小，不符合折点加氯规律；当余氯质量浓度控制约为0.50mg/L、停留时间为24h时，加氯量约为1.25mg/L。实际生产中，该组合井水的平均加氯量为1.35mg/L，出水余氯为0.5mg/L，与试验结果基本一致。图3加氯量对出水余氯质量浓度的影响停留时间/h：◆2；■4；▲242.3　772、779组合井水的结果及分析当772、779组合井水兑水中次氯酸钠质量含量为12.12%、氨氮质量浓度为0.32mg/L、兑水余氯为0.20mg/L时，加氯量对出水余氯质量浓度的影响见图4。由图4可见，随着停留时间延长，余氯质量浓度逐渐减小；各曲线有明显的峰点和折点，且各时间点曲线的峰点和折点对应的加氯量基本相同，说明该组合井水符合折点加氯规律，当加氯量为1.00mg/L、停留时间为21h时，峰点余氯质量浓度为0.90mg/L；在当加氯量1.65mg/L、停留时间为21h时，折点余氯质量浓度为0.05mg/L；当出水余氯质量浓度控制为0.50mg/L时，峰点前加氯量约为0.30mg/L，峰点和折点间加氯量为约1.20mg/L，折点后加氯量约为2.30mg/L。实际生产中，该组合井水的平均加氯量为1.20mg/L，出水余氯为0.50mg/L，加在了峰点和折点之间。图4加氯量对出水余氯质量浓度的影响停留时间/h：◆2；■4；▲212.4　773、774组合井水的结果及分析当773、774组合井水兑水中次氯酸钠质量含量为11.16%、氨氮质量浓度为0.05mg/L、兑水余氯为0.20mg/L时，加氯量对出水余氯质量浓度的影响见图5。由图5可见：随着停留时间延长，余氯质量浓度逐渐减小，该组曲线没有明显的峰点和折点，不符合折点加氯规律。实际生产中，当组合井水的平均加氯量为1.35mg/L时，出水余氯质量浓度为0.50mg/L。图5加氯量对出水余氯质量浓度的影响停留时间/h：◆2；■4；▲212.5　773、775组合井水的结果及分析当773、775组合井水兑水中次氯酸钠质量含量为11.62%、氨氮质量浓度为0.16mg/L、兑水余氯为0.35mg/L时，加氯量对出水余氯质量浓度的影响见图6。由图6可见：随着停留时间延长，余氯质量浓度逐渐减小；各曲线-3-։≟䟿PJ/࣐≟䟿PJ/മ2࣐≟䟿ሩࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖⲴᖡ૽ڌ⮉ᰦ䰤/h˖ƹ2;Ƶ4;Ʒ21;h27ǃ㒘ড়ѩ∈ⱘ㒧ᵰঞߚᵤᖃǃ㓴ਸӅ≤ށ≤ѝ⅑≟䞨䫐䍘䟿ਜ਼䟿Ѫ11.62%ǃ≘≞䍘䟿⎃ᓖѪ0.08mg/Lǃށ≤։≟Ѫ0.20mg/Lᰦˈ࣐≟䟿ሩࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖⲴᖡ૽㿱മ3DŽ⭡മ3ਟ㿱˖䲿⵰ڌ⮉ᰦ䰤ᔦ䮯ˈ։≟䍘䟿⎃ᓖ䙀⑀߿ሿ˗⭡Ҿ㓴ਸӅ≤≘≞䍘䟿⎃ᓖ䖳ሿˈнㅖਸᣈ⛩࣐≟㿴ᖻ˗ᖃ։≟䍘䟿⎃ᓖ᧗ࡦ㓖Ѫ0.50mg/Lǃڌ⮉ᰦ䰤Ѫ24hᰦˈ࣐≟䟿㓖Ѫ1.25mg/LDŽᇎ䱵⭏ӗѝˈ䈕㓴ਸӅ≤Ⲵᒣ൷࣐≟䟿Ѫ1.35mg/Lˈࠪ≤։≟Ѫ0.5mg/Lˈо䈅傼㔃᷌สᵜа㠤DŽ։≟䟿PJ/࣐≟䟿PJ/മ3࣐≟䟿ሩࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖⲴᖡ૽ڌ⮉ᰦ䰤/h˖ƹ2;Ƶ4;Ʒ24ǃ㒘ড়ѩ∈ⱘ㒧ᵰঞߚᵤᖃǃ㓴ਸӅ≤ށ≤ѝ⅑≟䞨䫐䍘䟿ਜ਼䟿Ѫ12.12%ǃ≘≞䍘䟿⎃ᓖѪ0.32mg/Lǃށ≤։≟Ѫ0.20mg/Lᰦˈ࣐≟䟿ሩࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖⲴᖡ૽㿱മ4DŽ⭡മਟ㿱ˈ䲿⵰ڌ⮉ᰦ䰤ᔦ䮯ˈ։≟䍘䟿⎃ᓖ䙀⑀߿ሿ˗਴ᴢ㓯ᴹ᰾ᱮⲴጠ⛩઼ᣈ⛩ˈф਴ᰦ䰤⛩ᴢ㓯Ⲵጠ⛩઼ᣈ⛩ሩᓄⲴ࣐≟䟿สᵜ⴨਼ˈ䈤᰾䈕㓴ਸӅ≤ㅖਸᣈ⛩࣐≟㿴ᖻˈᖃ࣐≟䟿ѪPJ/ǃڌ⮉ᰦ䰤ѪKᰦˈጠ⛩։≟䍘䟿⎃ᓖѪPJ/˗൘ᖃ࣐≟䟿PJ/ǃڌ⮉ᰦ䰤ѪKᰦˈᣈ⛩։≟䍘䟿⎃ᓖѪPJ/˗ᖃࠪ≤։≟䍘䟿⎃ᓖ᧗ࡦѪPJ/ᰦˈጠ⛩ࡽ࣐≟䟿