次氯酸鈉溶液對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)的影響

謝東

【摘要】次氯酸鈉是滅活細(xì)菌的有效方法之一，應(yīng)用在污水處理中還是較近幾年的事，它對(duì)污水出水的其它常規(guī)指標(biāo)的有影響，本文對(duì)不同濃度的次氯酸鈉投加后的污水處理廠二沉池出水測(cè)定其糞大腸菌群數(shù)，并確保出水糞大腸菌群數(shù)量控制在103個(gè)/L以下的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)得出余氯與糞大腸菌群的相關(guān)關(guān)系，以及次氯酸鈉投加對(duì)二級(jí)出水氨氮、化學(xué)需氧量的影響。

【關(guān)鍵詞】次氯酸鈉；消毒；投加量；余氯；氨氮；化學(xué)需氧量

本文對(duì)用次氯酸鈉消毒法的反應(yīng)原理、反應(yīng)過(guò)程、影響條件作了分析，又根據(jù)本污水廠的水質(zhì)特征，理論上找出了次氯酸鈉最小投放量，和次氯酸鈉投加使二級(jí)出水氨氮值、化學(xué)需氧量值降低的規(guī)律。

1、次氯酸鈉消毒作用原理

次氯酸鈉（NaClO）加入處理水中后，與水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸（HClO），

次氯酸鈉的消毒作用主要依靠HclO，而ClO-的作用較弱，據(jù)測(cè)定HClO比ClO-要強(qiáng)80倍，

當(dāng)水中含氨態(tài)氮時(shí)，投次氯酸鈉后生成各種氯胺：

NH3+HClO=NH2CL+H2O；NH2CL+HClO=NHCL2+H2O；

NHCL2+HClO=NCL3+H2O

氯胺有消毒作用，稱為化合氯，而把HClO、ClO一稱為游離氯，在平衡狀態(tài)下水中各種氯胺的比例決定于PH值、（氯/氨）值和溫度。一般來(lái)說(shuō)當(dāng)PH.>9時(shí)，一氯胺占優(yōu)勢(shì)，當(dāng)PH=7時(shí)，一氯胺和二氯胺近似等量，當(dāng)PH<6.5時(shí)，主要為二氯胺，只有當(dāng)PH<4.4時(shí)才產(chǎn)生三氯胺，至于三氯胺，其消毒作用極差，又有惡臭，在通常的水處理?xiàng)l件下不大可能生成。

2、次氯酸鈉消毒的影響條件

1.次氯酸鈉濃度：一般來(lái)說(shuō)，濃度愈高，次氯酸鈉的殺菌效果好。

2.接觸時(shí)間：接觸時(shí)間愈長(zhǎng)，效果越好

3.水質(zhì)特征：溫度、PH值、氨的濃度。

下面主要談?wù)凱H值的影響。

取6.16本污水廠的出水，調(diào)節(jié)不同的PH值后，用多管發(fā)酵法做糞大腸菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表：

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，氯胺在酸性條件下有較強(qiáng)的消毒作用，當(dāng)PH5.63時(shí)，糞大腸菌為0，由此可知，二氯胺的消毒作用比一氯胺強(qiáng)，氯胺在水中的消毒作用，實(shí)質(zhì)上是依靠其水解產(chǎn)物HOCL，只有當(dāng)水中HOCL因消毒而消耗后，氯胺才不斷水解釋放出HOCL，繼續(xù)起消毒作用。所以氯胺的消毒作用緩慢，需要較長(zhǎng)的接觸時(shí)間和較大的投藥量，但是氯胺消毒有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)1：氯胺較穩(wěn)定，在水中的存留期長(zhǎng)，逐漸釋放出HOCL，消毒作用持久。2：能減少三鹵甲烷和氯酚的產(chǎn)生，可使氯酚臭味減輕。3：防止管網(wǎng)中鐵細(xì)菌的繁殖。

3、次氯酸鈉投加量

次氯酸鈉消毒時(shí)，為獲得可靠而持久的消毒效果，投藥量應(yīng)滿足兩部分的要求：1.殺滅細(xì)菌以達(dá)到指定的消毒指標(biāo)及氧化有機(jī)物等所消耗的“需氯量”2.抑制水中殘存的細(xì)菌的再度繁殖所需要的“余氯量”，余氯量的規(guī)定還提供了確定投藥量和判斷消毒效果的簡(jiǎn)易放法，

消毒處理時(shí)投氯量的控制視原水水質(zhì)和消毒要求不同而異，取本廠的原水，加不同濃度的次氯酸鈉溶液，接觸時(shí)間30min后，測(cè)糞大腸菌含量，不同濃度的次氯酸鈉經(jīng)過(guò)30min作用后對(duì)二級(jí)出水糞大腸菌群的滅活效果如圖所示。由圖可以看出，向二級(jí)出水中投加次氯酸鈉后，糞大腸菌群數(shù)明顯銳減，且當(dāng)次氯酸鈉投加量在2mg/L以上時(shí)，糞大腸菌去除率均在99%以上。在本試驗(yàn)條件下，當(dāng)次氯酸鈉投加量達(dá)到4mg/L時(shí)，多次不同出水的糞大腸菌群數(shù)均降到103個(gè)/L以下，可以滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明次氯酸鈉對(duì)糞大腸菌群有較好的滅活效果。

（1）不同濃度次氯酸鈉消毒后的余氯值

次氯酸鈉消毒后出水余氯

結(jié)果表明，投加次氯酸鈉消毒時(shí)或多或少都會(huì)存在余氯，即使次氯酸鈉投加濃度在3mg，L以內(nèi)時(shí)。雖然此時(shí)糞大腸菌群沒(méi)有被徹底滅活，但是依然存在少量的余氯，當(dāng)余氯量保證在0.9mg/L（以有效氯計(jì)）以上時(shí)，糞大腸菌群數(shù)可以保證在200個(gè)，L以內(nèi)，此時(shí)次氯酸鈉投加量約為4mg/L。消毒過(guò)程中原水中的氨氮等還原性物質(zhì)與糞大腸菌群對(duì)次氯酸鈉的利用存在一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但次氯酸鈉滅活糞大腸菌起主導(dǎo)作用。當(dāng)次氯酸鈉投加量在5mg/L以內(nèi)時(shí)，次氯酸鈉主要用于滅活糞大腸菌群，同時(shí)有少量的次氯酸鈉與其他還原性物質(zhì)作用，其中一部分被消耗，一部分與氨氮反應(yīng)形成化合態(tài)余氯。次氯酸鈉投加量在15mg/L～25mg/L時(shí)，余氯基本保持在7.8mg/L（以有效氯計(jì)）左右，說(shuō)明隨著次氯酸鈉投加量的增加，水中的余氯與二級(jí)出水中的其他還原性物質(zhì)同時(shí)發(fā)生作用。

4、利用KI和KBr的協(xié)同作用?？蓮?qiáng)化氯的消毒效果，降低投藥量

如取本廠的原水投次氯酸鈉5.6mg/l和碘化鉀0.04mg/l，測(cè)余氯量1.8 mg/l而加次氯酸鈉11.2 mg/l，測(cè)余氯量2.8mg/l，二者相比，加碘化鉀可降低次氯酸鈉的用量，減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕，且節(jié)約藥劑費(fèi)用。此種強(qiáng)化消毒的作用可在實(shí)際生產(chǎn)中加以研究應(yīng)用。

5、投加次氯酸鈉對(duì)氨氮的影響

取李村訶污水廠三期的二沉池的出水，調(diào)節(jié)次氯酸鈉的不同值投加，反應(yīng)時(shí)間30分鐘，測(cè)定的氨氮、COD、余氯值，結(jié)果如表

次氯酸鈉比較少的時(shí)候（該水質(zhì)下是次氯酸鈉小于5mg/L），其并不能將水中的氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾男问脚懦?，而是多以—氯胺（NH2CI）和二氯胺（NHCl2）的形式存在。理論上由總反應(yīng)式計(jì)算，將氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓温人徕c與氨氮的量比應(yīng)為1.5：1（質(zhì)量比為7.98：1），但實(shí)際中二級(jí)出水中含有各種細(xì)菌、微生物和有機(jī)還原物質(zhì)，使得氧化每毫克氨氮所需次氯酸鈉遠(yuǎn)大于7.98mg。所以，只有當(dāng)NaClO的投加量達(dá)到一定值時(shí)，水中的氨氮才能通過(guò)一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)馊コＲ蚨?dāng)水中NaClO投加量較低時(shí)，NaClO主要起消毒作用。當(dāng)NaClO的濃度達(dá)到一定值后其去除氨氮的作用開(kāi)始顯現(xiàn)。同時(shí)若二級(jí)出水的氨氮濃度較高也可以采用投加NaClO的方式來(lái)提升氨氮的處理水平，改善出水水質(zhì)。表2中可看出，由于原水中的氨氮值0.34mg/L，本身就很低，在NaClO值大于15 mg/L時(shí)，才使氨氮值降低，比原水去出率降低23.5%

6、次氯酸鈉對(duì)于COD而言同樣存在類似的規(guī)律

如表2，次氯酸鈉投加量在5mg/L以內(nèi)時(shí)，COD的值沒(méi)明顯的變化，當(dāng)次氯酸鈉投加量達(dá)到10mg/L及以上時(shí)，COD含量明顯減少，且隨著次氯酸鈉投加量的增加，COD的去除率逐漸增加，當(dāng)次氯酸鈉投加量為20mg/L時(shí)，此時(shí)COD的去除率為45%，COD含量為17.6mg/L。從理論上講，投加次氯酸鈉可以去除一定的COD，在次氯酸鈉投加量為5mg/L以內(nèi)時(shí)，這可能也是由于當(dāng)次氯酸鈉投加量在5mg/L以內(nèi)時(shí)，次氯酸鈉的作用主要為滅活微生物，此時(shí)很少一部分的次氯酸鈉與有機(jī)污染物作用，對(duì)溶解性有機(jī)物的去除效果更是微乎其微。

小結(jié)：

本章以李村河污水處理廠二級(jí)出水為研究對(duì)象，討論了投加不同次氯酸鈉量對(duì)水質(zhì)的影響。

結(jié)論如下：

（1）次氯酸鈉投加量對(duì)二級(jí)出水消毒效果的影響

次氯酸鈉投加量在2mg/L時(shí)對(duì)糞大腸菌群的滅活率可達(dá)99%以上，且次氯酸鈉投加量在4mg/L時(shí)能夠確保處理出水糞大腸菌群數(shù)在200個(gè)/L以內(nèi)，此時(shí)余氯為0.9mg/L（以有效氯計(jì)）。

（2）次氯酸鈉的投加對(duì)水質(zhì)影響

隨著次氯酸鈉投加量的增加，氨氮、COD去除率的降幅呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，當(dāng)次氯酸鈉投加量10mg/L時(shí)，對(duì)氨氮、COD、的去除效果明顯，出水氨氮、COD濃度開(kāi)始減少，且隨著次氯酸鈉投加量的增加，氨氮、COD的去除率隨之增高，當(dāng)次氯酸鈉投加量達(dá)到20mg/L時(shí)，氨氮、COD的去除率最高，氨氮可至23.5%，COD可至45%