摘要：近年來由于源水水質(zhì)的折點污染日益嚴重，在自來水的加氯及加氯處理中，胺氮對加氯的應用影響目趨顯著，本文旨在討論源水里的折點胺氮對加氯的影響，分析源水中不同的加氯及胺氮含量時，加氯點的應用選擇和確認，從而達到以最小的折點加氯量來殺滅水中細菌之目的。

關(guān)鍵詞：胺氮 余氯 化合性余氯 游離性余氯 加氯點

　在水的加氯及加氯處理中，加氯量和余氯的應用關(guān)系如下圖所示。

加氯量—余氯曲線

    當源水不含胺氮時，折點加氯量和余氯的加氯及關(guān)系如圖中虛線L1所示，為一條直線，應用此時水中的折點余氯為游離性余氯，簡稱游離氯。加氯及當源水含有胺氮時，應用加氯量—余氯曲線如圖中實線L2所示，是一條折線。

1. 胺氮對加氯的影響

　　當源水有胺氮時，如上圖實線所示，在AB段氯和氨發(fā)生如下反應：

　　NH₃+CL₂NH₂CL+HCL

　　水中的余氯主要為氯胺形式的化合性余氯，簡稱化合氯。此時隨著加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中胺氮逐漸減少，當加氯量達到B點時，水中的胺氮降至零，化合性余氯升至最高。在曲線的BC段，繼續(xù)增加加氯量，會發(fā)生如下反應：

　　4NH₂CL+ 3CL₂+H₂O=N₂+ N₂O +10HCL

　　水中的氯胺被氧化后逐漸減少，當氯胺被完全氧化時，余氯降至曲線最低點C。隨后隨著加氯量的增加，水中余氯轉(zhuǎn)為游離氯，并如曲線中CD段所示，隨加氯量的增加成比例增加。由此可見水中含有胺氮時，加氯量－余氯曲線是一條折線，此時對應的加氯法稱為折線加氯法。如上圖所示，折線加氯時，曲線中的AB和BC段的余氯為氯胺形式的化合余氯，CD段為游離余氯。

2. 源水胺氮的含量對加氯量的影響

　　因源水的PH值通常為0.7左右，此時的化合余氯成分以一氯胺為主，為簡化起見，下面的分析計算均將化合余氯視為一氯胺。實踐中由于化合氯成分中含有少量的二氯胺和三氯胺，造成實際加氯量等數(shù)據(jù)與下面計算值略有所出入，但實踐證明其出入很小，不會影響下面的分析結(jié)果。同時為便于分析，假設(shè)水中雜質(zhì)的耗氯量為a（mg/L），即曲線OA段的耗氯量為a（mg/L），水中余氯控制值為d（mg/L）。

2.1 如上圖所示，水中無胺氮，采用游離加氯法，加氯點為Q 時：

       HO₂+CL₂HOCL+HCL

   　　 i.  52.5

　　　  x    d

         x=70d/52.5≈1.33d （mg/L）     ……①

         y_Q=a+x≈a+1.33d （mg/L）     ……②

　　即此時所需加氯量y_Q為：a+1.33d （mg/L）

2.2   水中含有b（mg/L）的胺氮，采用折點加氯法時：

2.21   如上圖所示，當加氯點被控制在AB段的Q1點時：

        NH₃+CL₂NH₂CL+HCL

        17  70     51.5

        z   x1      d

x1=70d/51.5≈1.36d（mg/L）     ……③

y_Q1=a+x1≈a+1.36d（mg/L）     ……④

z=17d/51.5≈0.33d （mg/L）     ……⑤

　　即此時所需加氯量y_Q1為：a+1.36d （mg/L）。

　　由⑤式可知，為保證加氯點能被控制在AB段的Q1點，水中胺氮的含量必須滿足條件：

b≧0.33d（mg/L）     ……⑥

2.22  如上圖所示，當加氯點被控制在BC段的Q2點時：

　　在AB段氨與氯氣反應，水中的氨全部被消耗掉：

  NH₃+CL₂NH₂CL+HCL

  17  70     51.5

  b   x2      z1

x2=70b/17≈4.12b（mg/L）       ……⑦

z1=51.5d/17≈3.03b （mg/L）     ……⑧

　　即在AB段的耗氯量為x2≈4.12b（mg/L），產(chǎn)生的氯胺為：z1≈3.03b （mg/L）。

　　在BC段有z1-b （mg/L）的氯胺被氧化：

　　4NH₂CL+ 3CL₂+H₂O=N₂+ N₂O +10HCL 

          206     213

         (z1-d)    x3

         x3=213*(z1-d)/206≈1.034*(3.03b-d) （mg/L）  ……⑨

         y_Q2=a+x2+X3≈a+4.12b+1.034*(3.03b-d) （mg/L）……⑩

　　即加氯點被控制在BC段的Q2點時，加氯量為：

　　y_Q2≈a+4.12b+1.034*(3.03b-d) （mg/L）  ……⑾

2.23  如上圖所示，當加氯點被控制在CD段的Q3點時：

　　在AB段的耗氯量為：x2=70b/17≈4.12b（mg/L）

　　在BC段的耗氯量為：x4=213*z1/206≈1.034*3.03b≈3.13b （mg/L）

　　在CD段的耗氯量為：x=70d/52.5≈1.33d （mg/L）

　　加氯點被控制在CD段的Q3點的總耗氯量為：

    y_Q3= a+x2+x4+x≈a+4.12b+3.13b+1.33d≈a+7.25b+1.33d （mg/L）   ……⑿

    比較式②、④、⑾、⑿可知，加氯量的大小與水中的雜質(zhì)含量、胺氮含量、余氯的控制目標值和所選擇的加氯點有關(guān)。當水中雜質(zhì)含量一定，余氯的控制目標值相同時：y_Q3> y_Q2> y_Q1> y_Q，即水中無胺氮時的加氯量比有胺氮時的加氯量低，也就是說胺氮會引起加氯量的上升，上升的幅度主要取決于加氯點的位置。