次氯酸鈉溶液對污水處理廠出水水質的影響

謝東

【摘要】次氯酸鈉是滅活細菌的有效方法之一，應用在污水處理中還是較近幾年的事，它對污水出水的其它常規(guī)指標的有影響，本文對不同濃度的次氯酸鈉投加后的污水處理廠二沉池出水測定其糞大腸菌群數，并確保出水糞大腸菌群數量控制在103個/L以下的一級A標準要求，同時得出余氯與糞大腸菌群的相關關系，以及次氯酸鈉投加對二級出水氨氮、化學需氧量的影響。

【關鍵詞】次氯酸鈉；消毒；投加量；余氯；氨氮；化學需氧量

本文對用次氯酸鈉消毒法的反應原理、反應過程、影響條件作了分析，又根據本污水廠的水質特征，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出水氨氮值、化學需氧量值降低的規(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，據測定HClO比ClO-要強80倍，

當水中含氨態(tài)氮時，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。一般來說當PH.>9時，一氯胺占優(yōu)勢，當PH=7時，一氯胺和二氯胺近似等量，當PH<6.5時，主要為二氯胺，只有當PH<4.4時才產生三氯胺，至于三氯胺，其消毒作用極差，又有惡臭，在通常的水處理條件下不大可能生成。

2、次氯酸鈉消毒的影響條件

1.次氯酸鈉濃度：一般來說，濃度愈高，次氯酸鈉的殺菌效果好。

2.接觸時間：接觸時間愈長，效果越好

3.水質特征：溫度、PH值、氨的濃度。

下面主要談談PH值的影響。

取6.16本污水廠的出水，調節(jié)不同的PH值后，用多管發(fā)酵法做糞大腸菌實驗，結果如下表：

實驗說明，氯胺在酸性條件下有較強的消毒作用，當PH5.63時，糞大腸菌為0，由此可知，二氯胺的消毒作用比一氯胺強，氯胺在水中的消毒作用，實質上是依靠其水解產物HOCL，只有當水中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，需要較長的接觸時間和較大的投藥量，但是氯胺消毒有其獨特的優(yōu)點1：氯胺較穩(wěn)定，在水中的存留期長，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生，可使氯酚臭味減輕。3：防止管網中鐵細菌的繁殖。

3、次氯酸鈉投加量

次氯酸鈉消毒時，為獲得可靠而持久的消毒效果，投藥量應滿足兩部分的要求：1.殺滅細菌以達到指定的消毒指標及氧化有機物等所消耗的“需氯量”2.抑制水中殘存的細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易放法，

消毒處理時投氯量的控制視原水水質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，接觸時間30min后，測糞大腸菌含量，不同濃度的次氯酸鈉經過30min作用后對二級出水糞大腸菌群的滅活效果如圖所示。由圖可以看出，向二級出水中投加次氯酸鈉后，糞大腸菌群數明顯銳減，且當次氯酸鈉投加量在2mg/L以上時，糞大腸菌去除率均在99%以上。在本試驗條件下，當次氯酸鈉投加量達到4mg/L時，多次不同出水的糞大腸菌群數均降到103個/L以下，可以滿足一級A標準要求，說明次氯酸鈉對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

結果表明，投加次氯酸鈉消毒時或多或少都會存在余氯，即使次氯酸鈉投加濃度在3mg，L以內時。雖然此時糞大腸菌群沒有被徹底滅活，但是依然存在少量的余氯，當余氯量保證在0.9mg/L（以有效氯計）以上時，糞大腸菌群數可以保證在200個，L以內，此時次氯酸鈉投加量約為4mg/L。消毒過程中原水中的氨氮等還原性物質與糞大腸菌群對次氯酸鈉的利用存在一定的競爭關系，但次氯酸鈉滅活糞大腸菌起主導作用。當次氯酸鈉投加量在5mg/L以內時，次氯酸鈉主要用于滅活糞大腸菌群，同時有少量的次氯酸鈉與其他還原性物質作用，其中一部分被消耗，一部分與氨氮反應形成化合態(tài)余氯。次氯酸鈉投加量在15mg/L～25mg/L時，余氯基本保持在7.8mg/L（以有效氯計）左右，說明隨著次氯酸鈉投加量的增加，水中的余氯與二級出水中的其他還原性物質同時發(fā)生作用。

4、利用KI和KBr的協(xié)同作用。可強化氯的消毒效果，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，測余氯量1.8 mg/l而加次氯酸鈉11.2 mg/l，測余氯量2.8mg/l，二者相比，加碘化鉀可降低次氯酸鈉的用量，減輕對設備的腐蝕，且節(jié)約藥劑費用。此種強化消毒的作用可在實際生產中加以研究應用。

5、投加次氯酸鈉對氨氮的影響

取李村訶污水廠三期的二沉池的出水，調節(jié)次氯酸鈉的不同值投加，反應時間30分鐘，測定的氨氮、COD、余氯值，結果如表

次氯酸鈉比較少的時候（該水質下是次氯酸鈉小于5mg/L），其并不能將水中的氨氮轉化成氮氣的形式排出，而是多以—氯胺（NH2CI）和二氯胺（NHCl2）的形式存在。理論上由總反應式計算，將氨氮轉化成氮氣，次氯酸鈉與氨氮的量比應為1.5：1（質量比為7.98：1），但實際中二級出水中含有各種細菌、微生物和有機還原物質，使得氧化每毫克氨氮所需次氯酸鈉遠大于7.98mg。所以，只有當NaClO的投加量達到一定值時，水中的氨氮才能通過一系列的反應轉化成氮氣去除。因而當水中NaClO投加量較低時，NaClO主要起消毒作用。當NaClO的濃度達到一定值后其去除氨氮的作用開始顯現。同時若二級出水的氨氮濃度較高也可以采用投加NaClO的方式來提升氨氮的處理水平，改善出水水質。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，才使氨氮值降低，比原水去出率降低23.5%

6、次氯酸鈉對于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以內時，COD的值沒明顯的變化，當次氯酸鈉投加量達到10mg/L及以上時，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，當次氯酸鈉投加量為20mg/L時，此時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以內時，這可能也是由于當次氯酸鈉投加量在5mg/L以內時，次氯酸鈉的作用主要為滅活微生物，此時很少一部分的次氯酸鈉與有機污染物作用，對溶解性有機物的去除效果更是微乎其微。

小結：

本章以李村河污水處理廠二級出水為研究對象，討論了投加不同次氯酸鈉量對水質的影響。

結論如下：

（1）次氯酸鈉投加量對二級出水消毒效果的影響

次氯酸鈉投加量在2mg/L時對糞大腸菌群的滅活率可達99%以上，且次氯酸鈉投加量在4mg/L時能夠確保處理出水糞大腸菌群數在200個/L以內，此時余氯為0.9mg/L（以有效氯計）。

（2）次氯酸鈉的投加對水質影響

隨著次氯酸鈉投加量的增加，氨氮、COD去除率的降幅呈現上升的趨勢，當次氯酸鈉投加量10mg/L時，對氨氮、COD、的去除效果明顯，出水氨氮、COD濃度開始減少，且隨著次氯酸鈉投加量的增加，氨氮、COD的去除率隨之增高，當次氯酸鈉投加量達到20mg/L時，氨氮、COD的去除率最高，氨氮可至23.5%，COD可至45%