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://pistonsbarandgrill.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

国彩网   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:

国彩网   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

国彩网   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国彩网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:

国彩网   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;

国彩网   首先測量水樣中的余氯和pH值,并記錄;

国彩网   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

国彩网   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

国彩网   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

国彩网   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

国彩网   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;

国彩网   投加時需主要的問題

  在同一點投加燒堿和氯水時,應均勻投加,避免因一方的突變造成化學方程式的不穩定,發生中和反應生成水和鹽類,造成凈水原材料的浪費;

国彩网   合理控制投加量

国彩网   在控制投加量的過程中,結合在線余氯儀與在線pH計的使用,能使投加量更合理,達到節能降耗的目的。

  參考書及文獻

  嚴煦世主編,《給水工程》(第四版),中國建筑工業出版社

  聶梅生總主編,《水工業工程設計手冊 水資源及給水處理》,中國建筑工業出版社

在線pH計

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