導讀

折點(diǎn)加氯無(wú)需改變水廠(chǎng)原有工藝，也不需要新建水處理設施，只需在原有基礎上加大投氯量，當水中的氯達到某一點(diǎn)時(shí)水中余氯含量最低，氨氮基本被去除。

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

01加氯量-余氯曲線(xiàn)

看懂加氯量-余氯曲線(xiàn)，是用好折點(diǎn)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(xiàn)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菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。

如圖所示：

1、當水中無(wú)細菌、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(xiàn)L1，該線(xiàn)與坐標軸成45度角。

2、當水中含有細菌、有機物和還原性物質(zhì)，但主要不是游離氨時(shí)，需氧量OA滿(mǎn)足后就會(huì )出現余氯，如圖所示虛線(xiàn)L2，這條線(xiàn)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(shí)，有一部分有機物尚在繼續與氯作用中。

水中余氯有一部分會(huì )自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質(zhì)或光線(xiàn)的作用，產(chǎn)生如下的催化分解：2HOCl=2HC+O₂。

3、當水中的有機物主要是氨和氮化合物，情況比較復雜。

當起始的需氧量OA滿(mǎn)足后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲線(xiàn)AH段），但后者增長(cháng)得慢一些。超過(guò)H點(diǎn)加氯量后，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H點(diǎn)稱(chēng)為峰點(diǎn)。此后隨著(zhù)加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B點(diǎn)稱(chēng)為折點(diǎn)。

a、在曲線(xiàn)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(shí)雖然也能殺死一些細菌，但消毒效果不可靠。

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

此時(shí)隨著(zhù)加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中氨氮逐漸減少，當加氯量達到H點(diǎn)時(shí)，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。

c、在曲線(xiàn)HB段，仍然產(chǎn)生化合性余氯，加氯量繼續增加，會(huì )發(fā)生如下反應：4NH₂Cl+3Cl₂+H₂O=N₂+N₂O+10HCl。

反應結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，最后到達折點(diǎn)B。

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

由此可見(jiàn)水中含有氨氮時(shí)，加氯量-余氯曲線(xiàn)是一條折線(xiàn)，此時(shí)對應的加氯法稱(chēng)為折線(xiàn)加氯法。

02 氨氮含量與加氯量、加氯點(diǎn)的關(guān)系

一般情況下, 當 pH值在7左右, 采用折點(diǎn)加氯時(shí)，一氯胺、二氯胺、三氯胺同時(shí)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(shí)踐操作中為簡(jiǎn)化分析計算，常常將化合余氯看作一氯胺。

假設水中雜質(zhì)的耗氧量為b（mg/l），即曲線(xiàn)OA段的耗氧量為b（mg/l），水中余氯控制目標值為a（mg/l）。

如水中含無(wú)氨氮，采用游離加氯法。當加氯點(diǎn)為Y時(shí)（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(diǎn)加氯法，加氯量需分情況討論：

1、當加氯點(diǎn)被控制在AH段的Y1時(shí)，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。

需要說(shuō)明的是，為確保加氯點(diǎn)能被控制在AH段的Y1點(diǎn)，水中氨的含量必須滿(mǎn)足條件：c不小于0.33a（mg/l）。

2、當加氯點(diǎn)被控制在HB段的Y2點(diǎn)時(shí)，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*（3.03c-a）（mg/l）

需要說(shuō)明的是，加氯點(diǎn)被控制在HB段的Y2點(diǎn)，在AH段氨與氯氣反應，水中的氨全部被消耗掉。

3、當加氯點(diǎn)被控制在BC段的Y3點(diǎn)時(shí)，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、余氯的控制目標值和所選擇的加氯點(diǎn)有關(guān)。

當水中雜質(zhì)含量一定，余氯的控制目標相同時(shí)，水中無(wú)氨氮時(shí)的加氯量要比有氨氮時(shí)的加氯量低，也就是說(shuō)氨氮會(huì )引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點(diǎn)的位置。

如果水中含有氨氮，就采用折點(diǎn)加氯，從余氯-加氯量曲線(xiàn)可知，對應同一個(gè)余氯值，可能存在三個(gè)不同的加氯點(diǎn)，這三個(gè)加氯點(diǎn)分別對應的加氯量有很大差別。

實(shí)踐表明，在曲線(xiàn)BC段Y3點(diǎn)采用游離氯消毒的加氯量，要遠遠大于在AH和HB段Y1、Y2點(diǎn)采用化合氯消毒的加氯量。

通常Y3點(diǎn)的加氯量可達到Y1點(diǎn)加氯量的2～3倍，為減少加氯量，折點(diǎn)加氯時(shí)的加氯點(diǎn)應選擇在加氯量-余氯曲線(xiàn)的AH段，此時(shí)的余氯是化合氯。

03 關(guān)于折點(diǎn)加氯的5個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題

Q1：冬季水中氨氮增加，加氯點(diǎn)應該怎么控制？

A1：在冬季枯水期，水中氨氮的含量會(huì )急劇增加。這時(shí)候如果選用游離氯消毒，加氯量會(huì )迅速增加，加氯量可能達到平時(shí)的2倍以上。

此時(shí)應該考慮改變加氯點(diǎn)，采用化合余氯消毒法，將加氯點(diǎn)控制在加氯量-余氯曲線(xiàn)的AH段。

Q2：在改變加氯點(diǎn)（游離氯轉化為化合氯）的過(guò)程中，需要注意哪些問(wèn)題？

A2：a、若出現既檢測不到游離氯又檢測不到化合性氯的現象。不要認為是加氯量太少。此時(shí)加氯點(diǎn)正好落在曲線(xiàn)的底部的折點(diǎn)B附近，應進(jìn)一步減小加氯量，待加氯點(diǎn)前移到曲線(xiàn)的AH或HB段后，就可以檢測到化合性氯。

b、當加氯點(diǎn)在曲線(xiàn)的AH或HB段時(shí)，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(dòng)方式投加氯，先將加氯設備切換到手動(dòng)狀態(tài)，再進(jìn)行上述轉換。轉換完成且加氯穩定后，如果余氯分析儀檢測不到化合性余氯，需調整余氯分析儀的量程，檢測到化合余氯值并進(jìn)一步將其校準后，便可投入自動(dòng)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(shí)，會(huì )檢測到游離性余氯，且游離性余氯值越來(lái)越大，化合性余氯值越來(lái)越小，甚至不能將化合氯控制到目標值，這時(shí)應將加氯點(diǎn)調至曲線(xiàn)BC段，改用游離氯消毒。

Q3：為什么化合余氯指標要比游離氯指標高？

A3：化合性氯比游離氯的消毒效果差，消毒所需時(shí)間長(cháng)。因此為達到較好的消毒效果，在實(shí)際工作中通常要把化合余氯指標定的比游離氯指標高些。

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(shí)消毒效果會(huì )減弱，因此在冬季時(shí)也應將化合余氯值控制的高些。

Q4：采用化合余氯消毒時(shí)，應該按照哪些步驟來(lái)調整和確定加氯點(diǎn)？

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

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

b、再適當減少加氯量，檢測到另一個(gè)穩定的化合性余氯值a2，比較上述兩次的檢測結果；

c、如果a1>a2，說(shuō)明加氯點(diǎn)在曲線(xiàn)AH段，此時(shí)只要微調加氯量，將余氯控制在目標值，如果調節加氯量后，化合余氯值仍達不到控制目標值，則是因為水中氨氮含量太少，這時(shí)不宜采用化合余氯消毒；

d、如果a1a2，使加氯點(diǎn)落在曲線(xiàn)的AH段，再按步驟（b）將余氯控制在目標值。

Q5：如果氨氮含量很小，該如何達到余氯控制值？

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(shí)，我們采用折點(diǎn)加氯法。

在氨氮的含量很小情況下，為達到余氯控制值，只能選擇游離氯消毒，此時(shí)加氯點(diǎn)在加氯量-余氯曲線(xiàn)BC段。