自來水廠加氯后在線余氯儀和在線pH計偶爾出現突變的現象

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測儀時間：2018-07-25

　　前言

　　南洲水廠使用USF D3+在線余氯儀和ABB AX466 在線pH計，測量清水池進水的余氯值和pH值。燒堿投加工程改造后，氯水和燒堿在清水池進水管道中投加。在線余氯儀和在線pH計偶爾出現突變的現象，干擾運行人員對凈水原材料投加量的判斷，本文就該問題作分析研究，淺談這一現象的原因。

　　突變現象

　　收集數據進行對比分析

　　取數據較為穩定的數據進行分析，儀器讀數穩定、偏差在可允許偏差范圍內。投燒堿和投氯控制，均采用手動控制投加。

　　取2018年7月23日，在線pH曲線和余氯曲線，如下圖1、圖2所示：

　　圖1，在線pH曲線

　　圖2，在線余氯曲線

　　分析：由圖1、圖2可知，圖1中紅、綠色線的變化方向都與圖2中的紅、綠色線變化方向相反;

　　根據曲線分析，可知余氯值與pH值呈反比例變化。

　　原因分析

　　影響氯消毒效果的主要因素

　　接觸時間：

　　當水中的余氯量一定時，接觸時間長，消毒效果好，但不能過長，過長會造成余氯的損失。生活飲用水衛生標準規定水與氯的接觸時應不少于30分鐘，采用氯胺消毒時，接觸時間不得少于2小時;

　　投氯量：

　　同一原水和相同的接觸時間的條件下，投氯越大，消毒效果越好，但水中余氯不宜過大，余氯過大，不僅浪費氯水，并且還會產生氯嗅，使用戶反感，同時對某些工業產品的質量有所影響;

　　水溫：

　　水溫對于游離余氯消毒效果無大影響，但對氯胺消毒來講，水溫高能加快殺菌速度;

　　渾濁度：

　　水的濁度低，消毒效果好。渾濁水中的雜質要消耗一部分氯量，同時微生物又可以隱藏其間，因而降低了殺菌效果;

　　pH值：

　　消毒效果與水的pH值成反比pH值高，消毒效果差;

　　氨氮物質：

　　水中的氨及氮的化合物對消毒效果影響較大，水中的亞硝酸鹽要消耗一定的氯量，游離氨與氯作用形成化合性余氯，降低和延緩了殺菌功能和速度;

　　分析

　　分析6點影響氯消毒效果的原因，“消毒效果與水的pH值成反比pH值高，消毒效果差”是引起儀表讀數突變的主要原因，下面作實驗室沉降實驗模擬生產流程，在不同順序的投加方式所得出的數據;

　　實驗室沉降實驗

　　沉降實驗數據：

　　實驗步驟：

　　藥劑配制，

　　稱15gNaOH固體融解于純水中，定容至1000ml;濃度為15mg/L;

　　吸取濃度為11.34%的氯水1ml，稀釋，并定容至100ml,濃度為1.12mg/L;

　　首先測量水樣中的余氯和pH值，并記錄;

　　水樣：pH值為7.30;

　　余氯值為0.15mg/L;

　　水溫為19.5℃

　　取1L水樣，向水樣中投加2.8mg/L氯水, 轉速為90轉/分鐘，攪拌70分鐘后;投加NaOH溶液15mg/L,轉速為90轉/分鐘，攪拌10分鐘后，測量水樣余氯和pH值，并觀察水樣變化;

　　二、數據分析：消毒效果與水的pH值成反比pH值高，消毒效果差的理論成立;

　　化學反應

　　氯氣加入水中后，產生一系列化學變化：

　　(一氯胺)

　　(二氯胺)

　　(三氯胺)

　　存在形態

　　次氯酸HOCl，一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2和三氯胺NCl3都存在，它們在平衡狀態下的含量比例決定于氯、氨的相對濃度、pH值和溫度。一般講，當pH值大于9時，一氯胺占優勢;當pH值為7.0時，一氯胺和二氯胺同時存在，近似等量，當pH值小于6.5時，主要是二氯胺;而三氯胺只有在pH值低于4.5時才存在;

　　結合實際分析

　　結合南洲水廠的清水池進水pH通常控制在7.8左右，根據上述反應式，水中一氯胺和二氯胺同時存在。當燒堿投加到水中之后，pH升高，一氯胺占優勢。當燒堿投加量突然變化時，由于反應式瞬間的不平衡，使氯氣加速生成一氯胺和二氯胺，水中的余氯值就會降低。當反應式兩邊的物質達到平衡之后，余氯值才會穩定;

　　便攜儀器讀數與在線儀器讀數比對

　　在線余氯值發生變化時，同時采用便攜式余氯儀檢測水樣余氯值(取10組數據對比)，兩者讀數相近，USF D3+余氯儀測量的余氯值為水中的總氯值;在線pH值發生變化時，同時采用便攜式pH計檢測水樣pH值，兩者讀數相近。

　　結論

　　在燒堿投加量變化的瞬間，余氯值亦發生變化，且成反比例變化。若此時使用自動控制方式投加氨氯，氯機會根據余氯儀顯示的數值進行自動調節投氯量。氯氣的增加會使反應式再次變化，當反應達到穩定之后，余氯儀讀數和pH計讀數恢復穩定。

　　研究意義

　　解釋了水處理過程中，儀表讀數不穩定的現象

　　在線儀表讀數穩定真實，實時地反應了水質變化的情況。為生產作出正確的引導作用，能加強水質管理的手段。大量使用在線儀表必成為日后水廠發展的方向;

　　投加點設置

　　投氯點和投燒堿點要保持一定距離，建議在工藝流程中先投加燒堿，待其與水中物質充分反應后，再投加液氯;

　　投加時需主要的問題