污水厂利用折点加氯去除氨氮的效果研究

景 璇

摘要：由于折点加氯无需改变水厂原有工艺，也不需要新建水处理设施，只需在原有基础上加大投氯量，当水中的氯达到某一点时水中余氯含量最低，氨氮基本被去除，同时，还能对污废水起到消毒杀菌的作用。污水厂实际生产中，应用折点加氯法去除氨氮是非常经济有效的应急措施。但在实际生产中，应用折点加氯法往往存在折点、加氯量不好判断的情况。本文中采用次氯酸钠作为折点加氯法去除氨氮的应急药剂，探究了污水厂在保障出水稳定达标的同时，实现加氯量精准投加的较优方案。

关键词：污水厂；折点加氯；次氯酸钠；氨氮；加氯量

1.基本原理

次氯酸钠在水中能解离为次氯酸，而次氯酸可与水中的氨发生反应达到去除氨氮的目的，反应见以下方程式：

当水中污染物主要是氨和氮化合物时，水中加氯量与余氯的关系如图1所示。从整个曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯。到达折点B时，余氯最低。如继续加氯，余氯增加，此时所增加的是自由性余氯。

向水中投加次氯酸钠后，水中的细菌和还原性物质会先消耗一部分氯，随后次氯酸钠再与氨氮反应生成氯胺；继续投加次氯酸钠，化合性余氯（NH2Cl、NHCl2、NCl3）分解生成氮气达到脱除氮的目的；再投加次氯酸钠，产生游离性余氯（Cl2、HClO、ClO-），此为折点。次氯酸钠投加量小于折点，则除氨效果不佳，反之，会产生自由余氯。在折点时氨氮可以完全去除，且自由性余氯量最低。

图1 折点加氯

2.主要研究内容

本方案中原水采用某污水厂生化系统出水，并模拟其现场运行中的主要参数，如药剂种类（10%次氯酸钠）、反应时间、反应温度等，通过设置不同梯度次氯酸钠投加量，分析其对氨氮和总氮的去除效率，同时监测出水余氯和氯化物浓度。根据折点加氯法，探究次氯酸钠最佳投加方法，在保障出水稳定达标的同时，实现药剂精细化投加管理。

3.材料与分析方法

3.1主要仪器与试剂

紫外分光光度计（谱析新世纪），立式自动电热压力蒸汽灭菌器（Lx－B35L），余氯测试仪（YL-2B型），比色皿等。

次氯酸钠（有效氯10%）、碱性过硫酸钾、10%盐酸、酒石酸钾钠、纳氏试剂（碘化钾+碘化汞+氢氧化钠）、DPD药剂等。

3.2分析方法

总氮采用碱性过硫化钾消解紫外分光光度法，氨氮采用纳氏试剂分光光度法，余氯采用DPD快速法测定。

3.3试验方法

试验用水取自生化池末端出水。对水样进行混凝沉淀处理后取上清液，分别投加0.5、1和1.5 mL次氯酸钠于装有1 L水样的烧杯中，混匀。测定反应后溶液中氨氮、总氮、余氯和氯化物含量等。

4.试验现象

未观察到明显的色度、浊度变化。随着次氯酸钠投加量的增加，液面表层小气泡增多。

5.试验数据及分析

经过多次试验，统计次氯酸钠去除氨氮的试验数据如下：

表1 次氯酸钠去除氨氮的试验数据

次氯酸钠投加量	试验1		试验2		试验3
	氨氮（mg/L）	去除率	氨氮（mg/L）	去除率	氨氮（mg/L）	去除率
0 mL	52.3	-	36.8	-	19.1	-
0.5 mL	45.5	13%	33.9	8%	12.9	32%
1.0 mL	40.1	24%	25.6	24%	3.49	82%
1.5 mL	33.4	37%	17.4	32%	0.284	99%

根据上表统计数据分析，1L废水中每投加0.5 mL的10%液体次氯酸钠，约可降低原水5mg/L的氨氮。

6.结论

根据多次试验数据统计分析，在原水氨氮在50mg/L以下时，1L废水中每投加0.5 mL的10%液体次氯酸钠，约可使原水降低5mg/L的氨氮。估算污水厂运行过程中次氯酸钠的较优投加量如下表：

序号	次氯酸钠投加量	降低氨氮的量	处理相应水量所投加的次氯酸钠量（吨）
			10万吨水	15万吨水	20万吨水
1	0.5 mL/L	5 mg/L	55	82.5	110
2	1 mL/L	10 mg/L	110	165	220
3	1.5 mL/L	15 mg/L	165	247.5	330

参考文献

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