滤后水折点加氯应对淮河原水氨氮污染

严加明

（蚌埠中环水务有限公司，安徽 蚌埠 233000）

蚌埠市三水厂地处淮河中段，水源为淮河水，同时也受支流涡河水质的影响。每年11 月至次年4 月为淮河和涡河枯水季节，受上游城市部分生活污水及生产污水稀释排放的影响，淮河和涡河原水氨氮升高，时有超过Ⅲ类水体的现象。根据生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）要求，出厂水氨氮不得超过0.5Mg/L。目前蚌埠三水厂因低负荷运行及滤池生物降解作用等原因对氨氮去除率较高，但当原水氨氮超过2Mg/L 时，水中的溶解氧已消耗殆尽，其生物降解作用已发挥到极至，氨氮再增大时则不能去除。针对这种情况，结合淮河原水有机物较高的特殊情况，为避免滤前水加氯浓度难以控制及避免加氯衍生物的形成，我公司专门研究了滤后水折点加氯应对不同浓度氨氮原水污染的应急处理办法。

1 原理

在滤后水中加入液氯或次氯酸钙（我们实验中以其加入代替液氯）会产生如下反应：

Cl2+H2O→HOCl+HCl

Ca（OCl）2+2H2O→2HOCl+Ca（OH）2

HOCl→H++OCl-

当其中含有氨氮时，投氯后次氯酸极易与水中的氨进行反应，在反应中依次形成三种氯胺：

NH3+HOCl→NH2Cl（一氯胺）+H2O

NH2Cl+HOCl→NHCl2（二氯胺）+H2O

NH2Cl+HOCl→NCl3（三氯胺）+H2O

一般pH 值为7 左右时，一氯胺和二氯胺同时存在，近似等量，而三氯胺在水中溶解度很低，不稳定易气化，因此不太可能产生三氯胺。

图1

表1 不同浓度氨氮加氯后加氯量与余氯及氨氮变化关系表（单位：Mg/L）

如图1 所示，在AH 段，加氯后氯与氨氮反应生成化合氯，至H 点全部转化完，其中主要为一氯胺。在HB 段，生成的一氯胺随着加氯量的增加，开始发生如下反应：2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O

反应结果至折点B，水中的氨氮几乎全部转化为氮气逸出。再向水中投加适当浓度的液氯，即可满足蚌埠市三水厂出厂水余氯要求。

2 试验

2.1 最佳投氯量的选择

2.2 pH 变化

实测蚌埠市三水厂滤后水pH 为7.65，当滤后水加氨氮为2.0Mg/L、1.5Mg/L和1.0Mg/L 时，按最佳投氯量投加后pH 略有下降，分别为6.92、6.93、6.95。可见加氯后会使水的pH 降低，故

实验中我们向滤后水中加氯化铵溶液使其氨氮浓度分别为2.0Mg/L、1.5Mg/L、1.0Mg/L，然后再向其中按12 种不同投加量投加次氯酸钙溶液，待反应10 分钟后检测pH、余氯、氨氮等项目，实验数据如表1。

由表1 可知，滤后水氨氮为2.0Mg/L、1.5Mg/L 和1.0Mg/L 时，加氯量折点B 为分别为17.5Mg/L、12Mg/L 和9.5Mg/L 附近，为保持出厂水余氯量，根据蚌埠市管网情况，我们在生产中可分别采取加氯量为18Mg/L、12.5Mg/L 和10.5Mg/L，这样即可达到既能去除氨氮又能满足蚌埠市自来水余氯要求。必要时尚需加碱调整。

2.3 加氯衍生物变化

实测蚌埠市三水厂滤后水三氯甲烷含量为＜0.010mg/L，四氯化碳含量为＜0.010mg/L，按最佳投氯量投加后取样检测，三氯甲烷含量仍为＜0.010mg/L，四氯化碳含量仍为＜0.010mg/L。可见，因采取滤后加氯，避免了衍生物前体的的影响，再投加液氯并无加氯衍生物产生。

结语

采取滤后水折点加氯能有效去除氨氮，并且能防止加氯衍生物的产生，因此可以作为蚌埠市三水厂防范原水氨氮污染的一种方法使用。当滤后水氨氮大于2.0Mg/L 时，根据三水厂去除氨氮情况，原水氨氮已高于4.0Mg/L，此种极其严重污染情况，我们将采取备用水源办法应对，这不在本文讨论范畴因此不再赘述。

[1]严煦世，范瑾初.给水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]陈春雾.折点加氯及其应用[J].城镇供水，2010（4）:16-18.