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氯胺的消毒原理

文章出处:原创 人气:10184 发表时间:2017-02-20
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氯胺的制备采用次氯酸钠溶液和氯化铵溶液按照氯与氨氮的比值为4∶1, 在 pH 为8.3±0.1的磷酸盐缓冲溶液中采用先加氯化铵后加次氯酸钠,混合30 min后使用。


氯胺(NH2Cl)的消毒作用是通过缓慢释放次氯酸(HOCl而进行的。氯胺消毒作用机理与氯气相近,通过穿透细胞膜,使核酸变性,阻止蛋白质的合成来达到杀灭微生物的目的。氯气加到水中,生成次氯酸,次氯酸可以与氨气反应生成氯胺,反应如下:

Cl2 +H2O ⇌HClO +HCl        (1)
NH3 +HClO ⇌NH2Cl +H2O      (2)
NH2Cl+HClO⇌NHCl2 +H2O     (3)
NHCl2 +HClO ⇌NCl3 +H2O     (4)


由上面的反应式可以看出 ,这些反应均存在一个动态平衡 .氯胺消毒起消毒作用是其缓慢释放的HClO,当 HClO 因消耗而减少时,NHCl2 按逆反应方向生成 HClO , 从而实现消毒的目的[4].用氯胺消毒饮用水,起主要作用的是一氯胺。二氯胺和三氯胺不仅会消耗大量的氯,还会使水产生异味和不良口感,在消毒时应尽量避免两者的产生。当 Cl2和NH3的物质量化为(15~20):1时才有显著的 NCl3 存在 . NCl3 存在和含量在消毒中的影响不大 ,并且有明显的气味,一般不希望其生成 。在实际生产中 ,在将 Cl2 和 NH3 的物质的量比控制在3~5之间 ,以保证在正常 pH 值下一氯胺是主要生成物,氯胺消毒时,氯和氨的理想投加比例为4:1,但是这和原水的pH值、需氯量以及氨含量相关。如果加入过多的氯,就会生成二氯胺,这会导致形成生物膜或者产生硝化作用。


当 pH太低,Cl2 和 NH3 的比值越高,对生成较不稳定的氯胺有利,当 pH =5~ 8 时 ,NH2Cl 和 NHCl2 共存 .它是一种比 NH2Cl 更强的消毒剂,但不稳定 ,有明显的气味。在实际生产中,使用氯胺重要的一点是加强生产管理 ,控制氯和氨的投加比例 , 一般投氯 1.3~1.4mg/L ,投氨 0~0.3 m g/L.并且要严格控制投氨量 , 避免过多的氨引起出水中亚硝酸盐和氨氮的超标。通过改变预先配制的氯胺溶液的pH值、氯氮的质量比,研究这些因素对氯胺消毒过程中溶解性有机卤化物(DOX)、三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)等消毒副产物的形成特点。结果表明,低pH值、高C12: N比的条件下,总指标DOX和具体的副产物指标DBPs较高,且随pH值的升高和C12: N比的下降而降低。氯胺消毒中三卤甲烷大大减少,由于二卤乙酸的形成,氯胺消毒中卤乙酸的问题较三卤甲烷更值得重视;采用氯胺消毒的水厂在确定适宜的工艺条件时应重点考虑以上因素,才能全面反映消毒副产物的状况。


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