余氯水質(zhì)理化檢驗(yàn)課件

第四章無機(jī)污染指標(biāo)第一節(jié)余氯1定義飲用水用加氯的方法進(jìn)行消毒。氯不僅與細(xì)菌作用，還氧化水中的有機(jī)物和還原性無機(jī)物，其需氯的總量，稱為需氯量。為保證消毒效果，加入的氯必須超過需氯量，使在氧化和殺菌后還能剩余一些有效氯，水中所剩余的氯，稱為余氯。2一般飲水消毒時，加氯接觸30分鐘后，水中游離性余氯不低于0.3mg/L，在配水管網(wǎng)末梢水游離性余氯不應(yīng)低于0.05mg/L

；在野外，需在短時間內(nèi)達(dá)到消毒效果，應(yīng)多加氯，接觸30分鐘后，使余氯達(dá)到1~5mg/L，但不能直接飲用，要先用Na2S2O3脫Cl。3需氯量和余氯，一般隨加氯量、接觸時間、pH值和溫度而變。水的加氯量為1~2mg/L，水溫為20℃，pH為7，氯與水的接觸時間為30分鐘，水中應(yīng)有剩余的游離余氯為0.3mg/L以上，才能完全滅菌。如果溫度越低，pH值越高，接觸時間越短，則要求有更高的余氯，需要加入的氯量也相應(yīng)增加。5加氯量與余氯的關(guān)系

6如果水中不含有機(jī)物和無機(jī)還原物質(zhì)，水的需氯量等于零，水中的余氯應(yīng)等于加氯量，此時余氯與加氯量的關(guān)系可以用OA直線表示。7水中生成的一氯胺(NH2Cl)和二氯胺(NHCl2)比例，與水樣的pH值有關(guān)。當(dāng)水中存在氨NH3時，出現(xiàn)的余氯是化合性余氯（氯胺）。加氯量達(dá)到C點(diǎn)時，氯將氨全部化合成氯胺，加氯量再增加,氯胺分解，余氯量反而降低。NH2Cl+NHCl2→N2+3HCl2NH2Cl+Cl2→N2+4HCl9分解過程達(dá)D點(diǎn)全部完成，理論上，在D點(diǎn)，水中既無化合性余氯，也無游離性余氯。D點(diǎn)之后，加入的氯，以游離性余氯存在。D點(diǎn)以前，加入的氯主要與水中有機(jī)分解產(chǎn)物氨作用；D點(diǎn)以后，再加入的氯，主要起殺菌作用。10測定余氯的方法水中氯很不穩(wěn)定，因此測定氯的水樣不能保存，應(yīng)立即現(xiàn)場測定。測定方法：碘量法N,N-二乙基對苯二胺（DPD）分光光度法3,3,5,5-四甲基聯(lián)苯胺比色法丁香醛連氮分光光度法鄰聯(lián)甲苯胺比色法11

注意事項(xiàng)本法的酸性條件，不能用鹽酸調(diào)節(jié)酸度。本法測定值為總氯，包括：Cl2、HOCl、OCl-

、NH2Cl和NHCl2等。水樣中含有高鐵、高價(jià)錳等氧化物時，在酸性條件下也能與KI作用，釋放碘，采用醋酸緩沖溶液調(diào)節(jié)酸度在pH值3.5～4.2，可以減低上述物質(zhì)的干擾。13

漂白粉中有效氯含量有效氯是衡量含氯消毒劑氧化能力的標(biāo)志，是指與含氯消毒劑氧化能力相當(dāng)?shù)穆攘浚ǚ侵赶緞┧攘浚?，其含量用Cl2(mg/L)或Cl2%濃度表示。14操作步驟：稱取含氯消毒劑1.00g，用蒸餾水溶解后，轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，向容量瓶加蒸餾水至刻度，混勻，向碘量瓶中準(zhǔn)確移取25mL樣品，再加2mol/L硫酸10mL，10%碘化鉀溶液10mL，混勻的消毒液即出現(xiàn)棕色，用0.05mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄所用硫代硫酸鈉的總量，平行滴定3次，取平均值計(jì)算。152.N,N-二乙基對苯二胺（DPD）

分光光度法DPD與水中游離余氯在pH6.2~6.5時迅速反應(yīng)而產(chǎn)生紅色。510nm處測其吸光度定量分析。試樣加入緩沖溶液和DPD試液后，加入少量碘化鉀，反應(yīng)局限于游離氯和化合氯中的一氯胺。17試樣在加緩沖溶液和DPD之前，先加少量的碘化鉀，此時，游離氯，化合氯中的一氯胺和三氯化氮的一半發(fā)生發(fā)應(yīng)?；下戎械亩劝吩谝陨蟽煞N情況下都不反應(yīng)。從而可分別計(jì)算濃度?？偮鹊臏y定：存在過量碘化鉀時反應(yīng)，然后同游離氯的測定。18

注意事項(xiàng)游離余氯很不穩(wěn)定，應(yīng)在現(xiàn)場測定；本法適用范圍為：0.05～1.5mg/L游離余氯；當(dāng)含氯量高出上限時，加入的DPD試劑所顯深紅色很快退盡，因?yàn)檠趸@色物質(zhì)隨即被游離氯漂白。此時應(yīng)稀釋。193.3,3,5,5-四甲基聯(lián)苯胺比色法

在pH值小于2的酸性溶液中，余氯與3,3,5,5-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）反應(yīng)，生成黃色的醌式化合物，用目視比色法定量。本方法可用重鉻酸鉀溶液配制永久性余氯標(biāo)準(zhǔn)系列，于現(xiàn)場目視比色。21本法最低檢測質(zhì)量濃度為0.005mg/L余氯。水中鐵離子大于0.12mg/L時，可在每50ml水樣中加1~2滴Na2EDTA（20g/L）溶液，以消除干擾。水溫低于20℃時，可先溫?zé)崴畼又?5~30℃，以加快反應(yīng)速度。測定時，加入TMB混勻后立即比色，測得的是游離余氯，放置10分鐘后，比色所得結(jié)果為總余氯，總余氯減去游離余氯即為化合性余氯。22高濃度Ca2+干擾測定，可在水樣中加入酒石酸鉀鈉予以消除。色度和渾濁度可用水樣空白扣除。本法顯色后必須迅速比色或立即測定吸光度，否則吸光度會隨時間延長而降低。游離余氯超過2mg/L時，可取水樣用水稀釋后再測定。

23丁香醛連氮分光光度法

此法參考美國標(biāo)準(zhǔn)法第15版進(jìn)行改進(jìn)，試劑穩(wěn)定，對人體無害，對游離余氯的特異性強(qiáng)，不受化合余氯的干擾，精密度和準(zhǔn)確度均較好。255.鄰聯(lián)甲苯胺比色法p6626ClO21983年，美國國家環(huán)保局（EPA）提出飲用水中三氯甲烷含量必需低于0.1mg/L，并推薦使用ClO2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為A1級，被認(rèn)定為氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前，美國和歐洲已有上千家水廠采用ClO2消毒；我國則多用于造紙、紡織等行業(yè)，并逐步應(yīng)用于自來水廠。29

ClO2的使用優(yōu)勢在給水處理中，ClO2不僅可以作為高效的消毒劑，還可考慮投加在原水、沉淀池前或?yàn)V池前，進(jìn)行預(yù)氧化或中間氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻類副產(chǎn)物嗅味等），防止微生物滋長，加強(qiáng)混凝過濾；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。30二氧化氯的物理性質(zhì)二氧化氯（ClO2）常溫（20℃）下是一種黃綠色的氣體，具有與氯氣、臭氧類似的刺激性氣味，分子量67.45，比空氣重，熔點(diǎn)-59℃，沸點(diǎn)11℃。ClO2極易溶于水而不與水反應(yīng)，22℃時溶解度約為氯的5倍，達(dá)2.9g/L。ClO2在水中的溶解度隨溫度升高而降低。31二氧化氯的氧化消毒機(jī)理作為強(qiáng)氧化劑，ClO2在酸性條件下具有很強(qiáng)的氧化性：

ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O

在水廠pH≈7的中性條件下，

ClO2+e=ClO2-

ClO2-+2H2O+4e=Cl?+4OH-

32ClO2能將水中少量的S2-、SO32-、NO2-等還原性酸根氧化去除，還可去除水中的Fe2+、Mn2+及重金屬離子等。另外，對水中有機(jī)物的氧化，ClO2以氧化還原為主，能將腐殖酸、富里酸等降解，且降解產(chǎn)物不以三氯甲烷形式存在。ClO2是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，它對細(xì)菌、芽孢、藻類、真菌、病毒等均有良好的殺滅效果。

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使用二氧化氯存在的問題

ClO2加入水中后，會有50～70%轉(zhuǎn)變?yōu)镃lO2-與ClO3-。很多實(shí)驗(yàn)表明ClO2-、ClO3-對血紅細(xì)胞有損害，對碘的吸收代謝有干擾，還會使血液中膽固醇升高。美國EPA建議二氧化氯消毒時殘余氧化劑總量（ClO2

＋ClO2-

＋ClO3-

）<1.0mg/L，使對正常人群健康不致有影響。34

使用二氧化氯存在的問題ClO2氧化分解有機(jī)物具有較強(qiáng)的選擇性。它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+

、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快氣味，卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機(jī)物，導(dǎo)致去除不徹底。

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（2）臭氧（O3）

1906年法國的Nice城將臭氧用于大規(guī)模凈水廠的水處理，至今已有近百年歷史O3氧化能力強(qiáng)，用于消毒殺菌殺傷力大，速度快；O3可氧化溶解性鐵、錳，形成高價(jià)沉淀物，使之易于去除；O3可將氰化物、酚等有毒有害物質(zhì)氧化為無害物質(zhì)；36O3可氧化致嗅和致色物質(zhì)，從而減少嗅味，降低色度；可將生物難分解的大分子有機(jī)物氧化分解為中小分子量有機(jī)物，使之易于生物降解；使用臭氧預(yù)處理，還可以起到微絮凝作用，提高出水水質(zhì)。37

臭氧的氧化消毒機(jī)理

O3溶于水后會發(fā)生兩種反應(yīng)：直接氧化，反應(yīng)速度慢，選擇性高，易與苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反應(yīng)。

O3分解產(chǎn)生羥基自由基從而引發(fā)的鏈反應(yīng)，此反應(yīng)還會產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)氧化能力的單原子氧（O），可瞬時分解水中有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。38O3在水處理中能氧化水中的多數(shù)有機(jī)物使之降解，并能氧化酚、氨氮、鐵、錳等無機(jī)還原物質(zhì)。此外，由于O3具有很高的氧化還原電位，能破壞或分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，容易通過微生物細(xì)胞膜迅速擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)并氧化其中的酶等有機(jī)物；39O3或破壞其細(xì)胞膜、組織結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)、核糖核酸等從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。因此，O3能夠除藻殺菌，對病毒、芽孢等生命力較強(qiáng)的微生物也能起到很好的滅活作用。