對于飲用水,保持最低數(shù)量的殘余氯至關(guān)重要,以此確保流出的飲用水在到達(dá)社區(qū)水龍頭時仍然保持消毒。
加氯策略
除廢水部分介紹的斷點(diǎn)策略外,飲用水廠還使用稱為“邊際加氯”和“超級加氯/脫氯”的加氯策略。
“邊際加氯”是指僅添加與所需殘余氯相等的策略。此策略適用于原水有機(jī)負(fù)荷較低的情況(例如,來自含水層或其他地下水源的原水)。這些水源對氯的需求量較低,因此采用邊際加氯策略即可。在很多情況下,由于無足夠有機(jī)物與氯發(fā)生反應(yīng),因此無法達(dá)到斷點(diǎn)。
水廠操作員調(diào)節(jié)過程
“超量加氯/脫氯”是指加入過量氯,引起快速氯化反應(yīng),然后進(jìn)行后續(xù)的脫氯處理,降至所需的殘余氯含量。此過程通常用于有機(jī)負(fù)荷不穩(wěn)定的應(yīng)用。
對于邊際氯化和超級氯化/脫氯策略,游離氯測量至關(guān)重要。飲用水市政當(dāng)局必須報(bào)告水廠出水口處的殘余氯。游離氯殘余量是流出水監(jiān)測和報(bào)告的主要關(guān)注點(diǎn)。
為獲得更多信息并提高效率,還可以測量總氯。類似于廢水過程監(jiān)測,通過測量總氯和游離氯,操作員能夠全面了解游離氯、總氯和化合氯,鑒于氯胺視為化合氯的一部分,氯胺對消毒過程至關(guān)重要。
飲用水處理
龍頭飲用水
為確保飲用水在流向社區(qū)的過程中一直保持高品質(zhì),配水管網(wǎng)監(jiān)測是非常重要的一環(huán)。飲用水配水系統(tǒng)可能因以下原因受到意外污染:與非飲用水交叉連接、配水系統(tǒng)低壓區(qū)管道泄漏導(dǎo)致污染水滲入,或者配水系統(tǒng)管道內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或微生物生長。因此,監(jiān)測配水管網(wǎng)中的游離氯殘留量至關(guān)重要。
如前所述,游離氯是反應(yīng)性強(qiáng)、有效的消毒劑之一,因此,在飲用水配送過程中,提供殘余游離氯以消除污染是保障公眾衛(wèi)生的關(guān)鍵所在。部分城市在整個配水網(wǎng)絡(luò)中投放氯胺,而非氯。在此情況下,可通過同時測量總氯與游離氯,提供準(zhǔn)確的殘余氯數(shù)據(jù),以消除進(jìn)入配水網(wǎng)絡(luò)的污染物。
飲用水處理中的斷點(diǎn)加氯
雖然氯化工藝在消除水傳播病原體方面非常有效,但也存在一些缺點(diǎn)。過度氯化(>5 mg/L)的水可能危害人體和動物健康。此外,消毒副產(chǎn)物的形成也是飲用水處理過程中的一項(xiàng)主要問題。然而,DBPs產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)低于未加氯的水。水廠在使用氯基消毒劑時,需要達(dá)到平衡。因此,合理的氯控制策略是保障公眾衛(wèi)生的關(guān)鍵因素。
此外,氯化學(xué)品的購買和儲存成本高昂。通過制定合理的氯消毒策略,飲用水廠經(jīng)營者可確保公眾衛(wèi)生和安全的同時消除在水中投放不必要的化學(xué)藥劑導(dǎo)致浪費(fèi)。
哪些儀器可用于測量游離氯和總氯?
長期以來,一直將采用稱為“N,N-二乙基對苯二胺(DPD)法”的比色分析法的氯分析儀作為測量游離氯和總氯的黃金標(biāo)準(zhǔn)。DPD法是一種準(zhǔn)確可靠的測量方法,自20世紀(jì)50年代末以來一直用于測量游離氯和總氯。該方法以試劑為基礎(chǔ),與樣品中的氯發(fā)生反應(yīng),使溶液變成品紅色。
YSI 3017M DPD氯分析儀使用兩種試劑:緩沖液以及含DPD化合物的反應(yīng)試劑。緩沖液有助于維持樣品pH值介于7-8之間。反應(yīng)試劑含DPD,可與游離氯發(fā)生反應(yīng)。測量總氯時,在DPD試劑中加入碘化鉀(KI)。KI與氯胺反應(yīng),DPD與游離氯反應(yīng),從而測量總氯。
3017M采用流動進(jìn)樣分析法(FIA),徹底混合試劑和樣品。FIA的基本原理是將液態(tài)樣品注入適合液體流動、不分段的連續(xù)載體流中。對于3017M,過程樣品為載流,緩沖液和DPD試劑作為進(jìn)樣液體。進(jìn)樣樣品形成區(qū)域,然后輸送至檢測器,通過檢測器連續(xù)記錄樣品材料通過流動池時產(chǎn)生的吸光度、電極電位或其他物理參數(shù)變化。
FIA限制了分析儀中移動部件的數(shù)量,有助于防止其他混合方法容易出現(xiàn)的機(jī)械故障。3017M配有持續(xù)運(yùn)行的樣品泵,有助于在潔凈水應(yīng)用中長時間保持分析儀管道干凈。通過持續(xù)沖洗系統(tǒng),有助于防止DPD染色,如果儀器在兩次測量之間未充分清除DPD試劑,便會出現(xiàn)該情況。
在線分析儀可用于連續(xù)測量游離氯和總氯
另一種常用于測量氯的分析方法是安培分析法。這種氯測定法采用電化學(xué)技術(shù),兩個不同的電極根據(jù)給定樣品中氯的含量而改變電流。安培分析法可應(yīng)用在原位探頭或側(cè)流分析儀中。該方法的最大特色和主要優(yōu)點(diǎn)在于,無需通過添加試劑確定氯濃度。然而,安培法要求pH值、樣品溫度、流量和壓力保持恒定。
結(jié)論
游離氯和總氯水平是水處理和環(huán)境衛(wèi)生中需要測量的重要參數(shù)。為確保飲用水安全,需要測量的重要參數(shù)是游離氯,在監(jiān)測氯消毒效果及其對環(huán)境影響時,需要測量的重要參數(shù)是總氯。通常,如果化合氯水平對工藝控制、監(jiān)測或報(bào)告非常關(guān)鍵,則應(yīng)同時測量游離氯和總氯。
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