消毒药剂氯气和次氯酸钠的比较

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参考文献
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[2] Raymond Letterman. Water Quality and Treatment . 5th ed. AWWA. McGraw Hill Inc, 1999.
1.99
1.69
1.38
土味 + 氯味 3 级 土味 3 级 土味 + 氯味 2 级
土味 + 氯味 3 级 土味 3 级 土味 + 氯味 2 级
土腥味 3 级 土味 + 氯味 3 级 土腥味 2 级强
氯味 + 土味 3 级 氯味 2 级强 土味 + 氯味 2 级
次氯酸钠 0.1h 2h 24h 48h
两种消毒药剂带来的冷嗅值,尤其是短时间内的冷 嗅值,但却会延长嗅味值残余的时间。
2.2 有效氯衰减
图 1 液氯和次氯酸钠在水中的衰减 (有效氯和氨氮质量比 4:1) 城镇供水 NO.2 2014 35
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
·水处理技术与设备·
的灭活率 [10]。但白晓慧 [15,16] 等人和上海陆宇峻的研究 表明 [17],以次氯酸钠代替液氯消毒不会对消毒过程和 消毒效果产生明显的影响。以上结果的差异是因为在 后者的研究过程中,原水并未因两种药剂的投加而引 起 pH 值的变化,因而消毒效果基本一致。
图 2 液氯和次氯酸钠在水中的衰减(无氨)
如图 1,2 所示,在较为常见的投加范围内(有 效氯 1.2-2.0mg/L),液氯和次氯酸钠的水中的衰减趋 势和衰减速度基本一致,次氯酸钠略微稳定一些。但 氨氮的存在可显著地提高其稳定性。
2.3 灭菌效果比较 有文献报道,pH 值的升高显著降低氯对 Giardia
[10] Culp, G.L., and R.L. Culp. 1974. New Concepts in Water Purification. Van Nostrand Reinhold Company, New York, NY.
a 氯气消毒效果
b 次氯酸钠消毒效果 图 4 氯气和次氯酸钠消毒效果比较(有氨)
a 氯气消毒效果 36 城镇供水 NO.2 2014
b 次氯酸钠消毒效果 图 5 氯气和次氯酸钠消毒效果比较(无氨)
·水处理技术与设备·
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
证了这一点。图 4、5 结果显示无论是否投加氨,氯 气和次氯酸钠在相同的有效氯投加水平时,消毒效果 基本一致,甚至在较低有效氯投加量、接触时间较短 时次氯酸钠的效果还略优于氯气。可能是因为氯气氧 化性较强,优先与其他物质发生了反应。而投加氨氮 会降低液氯和次氯酸钠的消毒效果。
3. 结论 3.1 相同有效氯投加水平下,分别采用次氯酸钠 和氯气消毒的饮用水的感官刺激差别并不显著,采用 次氯酸钠的略低。 3.2 采用氯气和次氯酸钠消毒,有效氯的衰减趋 势和衰减速度基本一致,采用次氯酸钠的衰减略小。 3.3 适当加氨可以显著地降低减缓水中有效氯的 衰减 ;并降低消毒剂造成的嗅味值,无论是液氯还是 次氯酸钠。但有氨时,冷嗅、热嗅的差别较小,热嗅 略高 ;无氨时,液氯的冷嗅结果显著高于次氯酸钠, 热嗅结果则较为接近 ;且液氯的热嗅结果明显低于冷 嗅,次氯酸钠则冷嗅略高一些。 3.4 因原水对投加消毒药剂造成的 pH 值变化有很 好的缓冲,实验条件下采用氯气和次氯酸钠消毒的消 毒效果一致,微生物指标均能满足国标的规定。
2.12
1.72
1.23
土味 2 级
氯味 2 级
氯味 2 级
土味 + 氯味 2 级强 氯味 2 级
氯味 2 级
土腥味 2 级
土腥味 2 级
土腥味 2 级
土味 2 级
土味 + 氯味 2 级 土味 + 氯味 2 级强
液氯 0.1h 2h 24h 48h
0.72 氯味 3 级 氯味 3 级 氯味 1 级 基本无味
[3] 刘文君 . 给水处理消毒技术发展展望[J]. 给水排水,2004,30( 1) : 2-3.
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宇峻 [17] 曾以相同水源的不同水厂研究了次氯酸钠和 氯气两种消毒剂的应用比较,由于氯气的难以操控 性,目前少有关于次氯酸钠和氯气消毒实际应用的 直接对比成果 ;且诸多文献中未有两种消毒药剂消 毒后饮用水的感官刺激性(嗅味)、有效氯衰减周期 的研究和比较,而前者是用户可直接感知的重要指 标,后者则关系到其在管网中的停留时间和持续抑 菌效果。
本文以 B 市 J 水厂活性炭滤池出水为原水,综合 研究了次氯酸钠和氯气在饮用水消毒应用中的差异。
1. 材料和方法 1.1 化学试剂 硫代硫酸钠(0.1mol/L);次氯酸钠溶液(商品) (10%);氨水(25%,分析纯),北京益利精细化学品 有限公司。 1.2 分析方法 嗅味 ;有效氯含量 :哈希余氯测定仪 ;消毒效果 以 HPC 表示 。 [18] 1.3 原水水质
近几年,出于使用、储存、运输等环节安全的 考虑,次氯酸钠逐渐受到重视。当前大量研究和文 献认为次氯酸钠的消毒机理同氯气消毒一致,主要 是通过水解形成次氯酸 [1, 6, 8]。不同的是氯气水解可 以降低水溶液的 pH 值,而次氯酸钠恰好相反。研究 也表明 [5,6,9] 水解是整个过程的关键和控制步骤,而 pH 值和温度是影响这一步骤的主要因素,即由于两 者自身的差异,存在对消毒效果 [1, 6,8, 10] 和消毒副产 [11-14] 等造成差异的可能。虽然白晓慧 [15,16] 等人和陆
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[7] 美 国 AECOM 集 团 梅 特 卡 夫 和 艾 迪 公 司 编 . Water Reuse Issues, Technologies,and Applications[Z]. 北京 : 清华大学出版社,2008.
土味 2 级 土味 2 级
1.67 氯味 1 级 氯味 1 级 氯味 1 级 氯味 1 级
2.23 氯味 2 级 氯味 2 级 氯味 2 级 氯味 2 级
2.23 氯味 2 级 氯味 2 级 氯味 1 级 氯味 1 级
2. 试验结果和分析 2.1 感官性(嗅味)比较 饮用水的嗅味问题正日益已经成为人们关注的 热点[19-21],而不同消毒剂的使用同样会对嗅味和口 感造成影响[22, 23]。表1、表2、表3和表4反映了投加 相同有效氯时分别使用氯气和次氯酸钠消毒与人们 感官的关系。其中表1,表3为冷嗅值,表2,表4为 热嗅值;表1和表2水中均按有效氯质量的1/4投加氨 氮,表3和表4不投加氨。 表3,4的结果则表明,不投加氨、冷嗅,初期 氯气的嗅味明显高于次氯酸钠,但随着时间的延长 两者趋于一致。而热嗅结果则较为接近。液氯的热 嗅结果明显低于冷嗅,次氯酸钠则冷嗅略高一些。 比较表1到4的结果可知,实验条件下,使用次 氯酸钠比液氯的感官刺激略低;加氨能够显著降低
关键词 : 氯气(液氯);次氯酸钠,嗅味;
前言
当前,氯消毒依然是世界上应用最为广泛的消毒 技术 [1-3]。即便是在经济发达的美国,截止到 1998 年, 自来水厂中仍约有 94.5% 采用氯消毒 [4],而我国估计 99.5% 以上自来水厂采用氯消毒 [3]。在氯消毒工艺中, 氯气(液氯)和次氯酸盐(尤其是次氯酸钠)是最为 主要的消毒药剂 [4-7]。2012 年 Intratec Solutions 的一份报 告中指出,目前美国采用含氯消毒剂的饮用水行业大 约有 31% 采用次氯酸钠消毒 ;63% 采用氯气消毒,其 余为次氯酸钙或现场生产次氯酸钠 [5]。
1.22 氯味 1 级 氯味 1 级 氯味 1 级 氯味 1 级
1.67 氯味 1 级 氯味 2 级 氯味 2 级 氯味 2 级
液氯 0.1h 2h 24h 48h
表 4 相同有效氯投加量时,液氯和次氯酸钠对人的感官刺激(无氨,热嗅)
0.72 土腥味 3 级 土腥味 3 级 土味 2 级 土味 1 级
表 3 相同有效氯投加量时,液氯和次氯酸钠对人的感官刺激(无氨,冷嗅)
1.12 氯味 4 级 氯味 4 级 氯味 2 级 氯味 1 级
2.14 氯味 4 级 氯味 4 级 氯味 2 级 氯味 2 级
次氯酸钠 0.1h 2h 24h 48h
0.79 氯味 1 级 氯味 2 级 氯味 1 级弱 氯味 1 级弱
1.12 土味 + 氯味 3 土味 + 氯味 2
土味 2 级 土味 1 级
2.14 氯味 3 级 氯味 2 级 土味 2 级 氯味 1 级
次氯酸钠 0.1h 2h 24h 48h
0.79 土腥味 3 级 土味 + 氯味 3 土腥味 2 级 土腥味 2 级
1.22 土味 + 氯味 3 土味 + 氯味 2
[8] Lim M Y, Kim J M, Ko G. Disinfection kinetics of murine norovirus using chlorine and chlorine dioxide[J]. Wat Res,2010,44(10):3243-3251.
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氯味 2 级
氯味 2 级
24h
氯味 2 级强
氯味 2 级
氯味 1 级
24h
氯味 2 级
氯味 2 级
氯味 2 级强
48h
氯味 2 级
氯味 1 级
氯味 1 级弱
48h
氯味 1 级
氯味 1 级弱
氯味 2 级
表 2 相同有效氯投加量时,液氯和次氯酸钠对人的感官刺激(有氨,热嗅)
液氯 0.1h 2h 24h 48h
DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2014.02.016 CITY AND TOWN WATER SUPPLY
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消毒药剂氯气和次氯酸钠的比较
张春雷 许 光 王俊波 宋乔建
(北京市自来水集团有限责任公司,北京 100192)
摘要 : 次氯酸钠和氯气是目前最为常用的饮用水消毒药剂。本文以北方 B 市 J 水厂活性炭滤池出水为原水, 比较了分别采用这两种消毒药剂后饮用水在感官刺激、消毒效果、消毒剂有效成分(有效氯)衰减周期等方 面的差异。结果表明相同有效氯投加量前提下,次氯酸钠在嗅味的感官刺激性上比氯气稍有降低;而次氯酸 钠在投加初期的衰减更为缓慢,长期(>4h)则差异不明显。在本实验中次氯酸钠和氯气均有很好的消毒效果, 但采用次氯酸钠消毒短时间内的灭菌能力表现更为突出,可能与两者的衰减特性有关。适当的投加氨均能有 效地降低两者的冷嗅值并减缓其衰减,但对热嗅值影响不大。
图 3 pH 与次氯酸钠投加量变化关系
如图 3,J 水厂炭后水 pH 值随着次氯酸钠(商品, 有效氯含量 10%,预先配置成 1mg/ml 溶液)投加量 的增加而逐渐升高。但在较为常见的投加范围内(有 效氯 1.2-2.0mg/L),pH 值变化并不显著,即从理论上 消毒效果不会有明显差异。图 4、5 的试验结果也验
CITY AND TOWN WATER SUPPLY
表 1 相同有效氯投加量时,液氯和次氯酸钠对人的感官刺激(有氨,冷嗅)
液氯
1.99
1.69
1.38
次氯酸钠
2.12
1.72
1.23
0.1h

氯味 1 级
氯味 1 级
0.1h

氯味 1 级弱
氯味 1 级
2h
氯味 2 级
氯味 2 级
氯味 1 级
2h
氯味 1 级
项目 数值
TOC(mg/L) 0.8~1.2
CODMn(mg/L) 1.0~1.4
表 1 试验原水水质指标
pH
浊度(NTU)
水温(℃)
7.4~7.8
0.1~0.2
15~22
UV254(cm-1) 0.010~0.022
氨氮(mg/L) <0.05
34 城镇供水 NO.2 2014Baidu Nhomakorabea
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