濾后水折點加氯應對淮河原水氨氮污染

嚴加明

（蚌埠中環(huán)水務有限公司，安徽 蚌埠 233000）

蚌埠市三水廠地處淮河中段，水源為淮河水，同時也受支流渦河水質(zhì)的影響。每年11 月至次年4 月為淮河和渦河枯水季節(jié)，受上游城市部分生活污水及生產(chǎn)污水稀釋排放的影響，淮河和渦河原水氨氮升高，時有超過Ⅲ類水體的現(xiàn)象。根據(jù)生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）要求，出廠水氨氮不得超過0.5Mg/L。目前蚌埠三水廠因低負荷運行及濾池生物降解作用等原因?qū)Π钡コ瘦^高，但當原水氨氮超過2Mg/L 時，水中的溶解氧已消耗殆盡，其生物降解作用已發(fā)揮到極至，氨氮再增大時則不能去除。針對這種情況，結(jié)合淮河原水有機物較高的特殊情況，為避免濾前水加氯濃度難以控制及避免加氯衍生物的形成，我公司專門研究了濾后水折點加氯應對不同濃度氨氮原水污染的應急處理辦法。

1 原理

在濾后水中加入液氯或次氯酸鈣（我們實驗中以其加入代替液氯）會產(chǎn)生如下反應：

Cl2+H2O→HOCl+HCl

Ca（OCl）2+2H2O→2HOCl+Ca（OH）2

HOCl→H++OCl-

當其中含有氨氮時，投氯后次氯酸極易與水中的氨進行反應，在反應中依次形成三種氯胺：

NH3+HOCl→NH2Cl（一氯胺）+H2O

NH2Cl+HOCl→NHCl2（二氯胺）+H2O

NH2Cl+HOCl→NCl3（三氯胺）+H2O

一般pH 值為7 左右時，一氯胺和二氯胺同時存在，近似等量，而三氯胺在水中溶解度很低，不穩(wěn)定易氣化，因此不太可能產(chǎn)生三氯胺。

圖1

表1 不同濃度氨氮加氯后加氯量與余氯及氨氮變化關(guān)系表（單位：Mg/L）

如圖1 所示，在AH 段，加氯后氯與氨氮反應生成化合氯，至H 點全部轉(zhuǎn)化完，其中主要為一氯胺。在HB 段，生成的一氯胺隨著加氯量的增加，開始發(fā)生如下反應：2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O

反應結(jié)果至折點B，水中的氨氮幾乎全部轉(zhuǎn)化為氮氣逸出。再向水中投加適當濃度的液氯，即可滿足蚌埠市三水廠出廠水余氯要求。

2 試驗

2.1 最佳投氯量的選擇

2.2 pH 變化

實測蚌埠市三水廠濾后水pH 為7.65，當濾后水加氨氮為2.0Mg/L、1.5Mg/L和1.0Mg/L 時，按最佳投氯量投加后pH 略有下降，分別為6.92、6.93、6.95。可見加氯后會使水的pH 降低，故

實驗中我們向濾后水中加氯化銨溶液使其氨氮濃度分別為2.0Mg/L、1.5Mg/L、1.0Mg/L，然后再向其中按12 種不同投加量投加次氯酸鈣溶液，待反應10 分鐘后檢測pH、余氯、氨氮等項目，實驗數(shù)據(jù)如表1。

由表1 可知，濾后水氨氮為2.0Mg/L、1.5Mg/L 和1.0Mg/L 時，加氯量折點B 為分別為17.5Mg/L、12Mg/L 和9.5Mg/L 附近，為保持出廠水余氯量，根據(jù)蚌埠市管網(wǎng)情況，我們在生產(chǎn)中可分別采取加氯量為18Mg/L、12.5Mg/L 和10.5Mg/L，這樣即可達到既能去除氨氮又能滿足蚌埠市自來水余氯要求。必要時尚需加堿調(diào)整。

2.3 加氯衍生物變化

實測蚌埠市三水廠濾后水三氯甲烷含量為＜0.010mg/L，四氯化碳含量為＜0.010mg/L，按最佳投氯量投加后取樣檢測，三氯甲烷含量仍為＜0.010mg/L，四氯化碳含量仍為＜0.010mg/L。可見，因采取濾后加氯，避免了衍生物前體的的影響，再投加液氯并無加氯衍生物產(chǎn)生。

結(jié)語

采取濾后水折點加氯能有效去除氨氮，并且能防止加氯衍生物的產(chǎn)生，因此可以作為蚌埠市三水廠防范原水氨氮污染的一種方法使用。當濾后水氨氮大于2.0Mg/L 時，根據(jù)三水廠去除氨氮情況，原水氨氮已高于4.0Mg/L，此種極其嚴重污染情況，我們將采取備用水源辦法應對，這不在本文討論范疇因此不再贅述。

[1]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]陳春霧.折點加氯及其應用[J].城鎮(zhèn)供水，2010（4）:16-18.