次氯酸钠溶液对污水处理厂出水水质的影响

谢东

【摘要】次氯酸钠是灭活细菌的有效方法之一，应用在污水处理中还是较近几年的事，它对污水出水的其它常规指标的有影响，本文对不同浓度的次氯酸钠投加后的污水处理厂二沉池出水测定其粪大肠菌群数，并确保出水粪大肠菌群数量控制在103个/L以下的一级A标准要求，同时得出余氯与粪大肠菌群的相关关系，以及次氯酸钠投加对二级出水氨氮、化学需氧量的影响。

【关键词】次氯酸钠；消毒；投加量；余氯；氨氮；化学需氧量

本文对用次氯酸钠消毒法的反应原理、反应过程、影响条件作了分析，又根据本污水厂的水质特征，理论上找出了次氯酸钠最小投放量，和次氯酸钠投加使二级出水氨氮值、化学需氧量值降低的规律。

1、次氯酸钠消毒作用原理

次氯酸钠（NaClO）加入处理水中后，与水发生反应生成次氯酸（HClO），

次氯酸钠的消毒作用主要依靠HclO，而ClO-的作用较弱，据测定HClO比ClO-要强80倍，

当水中含氨态氮时，投次氯酸钠后生成各种氯胺：

NH3+HClO=NH2CL+H2O；NH2CL+HClO=NHCL2+H2O；

NHCL2+HClO=NCL3+H2O

氯胺有消毒作用，称为化合氯，而把HClO、ClO一称為游离氯，在平衡状态下水中各种氯胺的比例决定于PH值、（氯/氨）值和温度。一般来说当PH.>9时，一氯胺占优势，当PH=7时，一氯胺和二氯胺近似等量，当PH<6.5时，主要为二氯胺，只有当PH<4.4时才产生三氯胺，至于三氯胺，其消毒作用极差，又有恶臭，在通常的水处理条件下不大可能生成。

2、次氯酸钠消毒的影响条件

1.次氯酸钠浓度：一般来说，浓度愈高，次氯酸钠的杀菌效果好。

2.接触时间：接触时间愈长，效果越好

3.水质特征：温度、PH值、氨的浓度。

下面主要谈谈PH值的影响。

取6.16本污水厂的出水，调节不同的PH值后，用多管发酵法做粪大肠菌实验，结果如下表：

实验说明，氯胺在酸性条件下有较强的消毒作用，当PH5.63时，粪大肠菌为0，由此可知，二氯胺的消毒作用比一氯胺强，氯胺在水中的消毒作用，实质上是依靠其水解产物HOCL，只有当水中HOCL因消毒而消耗后，氯胺才不断水解释放出HOCL，继续起消毒作用。所以氯胺的消毒作用缓慢，需要较长的接触时间和较大的投药量，但是氯胺消毒有其独特的优点1：氯胺较稳定，在水中的存留期长，逐渐释放出HOCL，消毒作用持久。2：能减少三卤甲烷和氯酚的产生，可使氯酚臭味减轻。3：防止管网中铁细菌的繁殖。

3、次氯酸钠投加量

次氯酸钠消毒时，为获得可靠而持久的消毒效果，投药量应满足两部分的要求：1.杀灭细菌以达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的“需氯量”2.抑制水中残存的细菌的再度繁殖所需要的“余氯量”，余氯量的规定还提供了确定投药量和判断消毒效果的简易放法，

消毒处理时投氯量的控制视原水水质和消毒要求不同而异，取本厂的原水，加不同浓度的次氯酸钠溶液，接触时间30min后，测粪大肠菌含量，不同浓度的次氯酸钠经过30min作用后对二级出水粪大肠菌群的灭活效果如图所示。由图可以看出，向二级出水中投加次氯酸钠后，粪大肠菌群数明显锐减，且当次氯酸钠投加量在2mg/L以上时，粪大肠菌去除率均在99%以上。在本试验条件下，当次氯酸钠投加量达到4mg/L时，多次不同出水的粪大肠菌群数均降到103个/L以下，可以满足一级A标准要求，说明次氯酸钠对粪大肠菌群有较好的灭活效果。

（1）不同浓度次氯酸钠消毒后的余氯值

次氯酸钠消毒后出水余氯

结果表明，投加次氯酸钠消毒时或多或少都会存在余氯，即使次氯酸钠投加浓度在3mg，L以内时。虽然此时粪大肠菌群没有被彻底灭活，但是依然存在少量的余氯，当余氯量保证在0.9mg/L（以有效氯计）以上时，粪大肠菌群数可以保证在200个，L以内，此时次氯酸钠投加量约为4mg/L。消毒过程中原水中的氨氮等还原性物质与粪大肠菌群对次氯酸钠的利用存在一定的竞争关系，但次氯酸钠灭活粪大肠菌起主导作用。当次氯酸钠投加量在5mg/L以内时，次氯酸钠主要用于灭活粪大肠菌群，同时有少量的次氯酸钠与其他还原性物质作用，其中一部分被消耗，一部分与氨氮反应形成化合态余氯。次氯酸钠投加量在15mg/L～25mg/L时，余氯基本保持在7.8mg/L（以有效氯计）左右，说明随着次氯酸钠投加量的增加，水中的余氯与二级出水中的其他还原性物质同时发生作用。

4、利用KI和KBr的协同作用。可强化氯的消毒效果，降低投药量

如取本厂的原水投次氯酸钠5.6mg/l和碘化钾0.04mg/l，测余氯量1.8 mg/l而加次氯酸钠11.2 mg/l，测余氯量2.8mg/l，二者相比，加碘化钾可降低次氯酸钠的用量，减轻对设备的腐蚀，且节约药剂费用。此种强化消毒的作用可在实际生产中加以研究应用。

5、投加次氯酸钠对氨氮的影响

取李村诃污水厂三期的二沉池的出水，调节次氯酸钠的不同值投加，反应时间30分钟，测定的氨氮、COD、余氯值，结果如表

次氯酸钠比較少的时候（该水质下是次氯酸钠小于5mg/L），其并不能将水中的氨氮转化成氮气的形式排出，而是多以—氯胺（NH2CI）和二氯胺（NHCl2）的形式存在。理论上由总反应式计算，将氨氮转化成氮气，次氯酸钠与氨氮的量比应为1.5：1（质量比为7.98：1），但实际中二级出水中含有各种细菌、微生物和有机还原物质，使得氧化每毫克氨氮所需次氯酸钠远大于7.98mg。所以，只有当NaClO的投加量达到一定值时，水中的氨氮才能通过一系列的反应转化成氮气去除。因而当水中NaClO投加量较低时，NaClO主要起消毒作用。当NaClO的浓度达到一定值后其去除氨氮的作用开始显现。同时若二级出水的氨氮浓度较高也可以采用投加NaClO的方式来提升氨氮的处理水平，改善出水水质。表2中可看出，由于原水中的氨氮值0.34mg/L，本身就很低，在NaClO值大于15 mg/L时，才使氨氮值降低，比原水去出率降低23.5%

6、次氯酸钠对于COD而言同样存在类似的规律

如表2，次氯酸钠投加量在5mg/L以内时，COD的值没明显的变化，当次氯酸钠投加量达到10mg/L及以上时，COD含量明显减少，且随着次氯酸钠投加量的增加，COD的去除率逐渐增加，当次氯酸钠投加量为20mg/L时，此时COD的去除率为45%，COD含量为17.6mg/L。从理论上讲，投加次氯酸钠可以去除一定的COD，在次氯酸钠投加量为5mg/L以内时，这可能也是由于当次氯酸钠投加量在5mg/L以内时，次氯酸钠的作用主要为灭活微生物，此时很少一部分的次氯酸钠与有机污染物作用，对溶解性有机物的去除效果更是微乎其微。

小结：

本章以李村河污水处理厂二级出水为研究对象，讨论了投加不同次氯酸钠量对水质的影响。

结论如下：

（1）次氯酸钠投加量对二级出水消毒效果的影响

次氯酸钠投加量在2mg/L时对粪大肠菌群的灭活率可达99%以上，且次氯酸钠投加量在4mg/L时能够确保处理出水粪大肠菌群数在200个/L以内，此时余氯为0.9mg/L（以有效氯计）。

（2）次氯酸钠的投加对水质影响

随着次氯酸钠投加量的增加，氨氮、COD去除率的降幅呈现上升的趋势，当次氯酸钠投加量10mg/L时，对氨氮、COD、的去除效果明显，出水氨氮、COD浓度开始减少，且随着次氯酸钠投加量的增加，氨氮、COD的去除率随之增高，当次氯酸钠投加量达到20mg/L时，氨氮、COD的去除率最高，氨氮可至23.5%，COD可至45%