有效氯是指在水中加入含氯消毒劑可產(chǎn)生的具有氧化能力的氯含量。
有效氯與水接觸一定時間后,除了與水中的細菌、微生物、有機和無機物質(zhì)相互作用外,還會消耗一部分氯,留下一部分氯,稱為余氯。
總氯為游離余氯(Cl2,HClO,ClO-)和化合物余氯(NH2cl,NHCl2,NCl3),我們通常稱余氯為游離余氯。
加氯消毒劑后,既要保證出廠水的微生物指標能夠達到要求,又要保持一定的余氯值,避免管網(wǎng)輸送過程中微生物的滋生,實現(xiàn)健康飲水。《生活飲用水衛(wèi)生標準》 GB 5749-2006對飲用水中的余氯和總氯作了如下要求:
自由余氯:與水接觸時間至少30分鐘,出廠水余氯值0.3毫克/升,出廠水限值4毫克/升,管網(wǎng)末端水余含量0.05毫克/升;

總氯:與水接觸時間至少120分鐘,出水總氯值0.5毫克/升,出水限值為3毫克/升,管網(wǎng)末端水余含量 0.05毫克/升。
自由余氯殺菌的5min原理是高氧化性的HClO和ClO-侵入細菌并到達細菌內(nèi)部,它們的氧化會破壞細菌酶系統(tǒng),從而達到殺滅細菌的目的。免費余氯殺菌效果快。根據(jù)靜態(tài)實驗結(jié)果,自由余氯殺菌可在5分鐘內(nèi)殺死99%以上的細菌。但組合余氯的氧化能力較弱,殺菌速度不如游離余氯,5分鐘內(nèi)可殺死60%的細菌。然而,通過增加組合余氯的濃度或延長殺菌時間,保證一定的ct值,可以達到同樣的殺菌效果。水廠清水池一般停留時間在2小時以上。使用復(fù)合余氯進行消毒時,可以保證殺菌效果。
水中氯的添加可分為兩部分,即氯需求量和余氯氯需求量,氯需求量是指殺死細菌、氧化有機物和還原物質(zhì)所消耗的部分。余氯指的是抑制細菌生長的部分。
當(dāng)水體主要受細菌、有機物和還原性物質(zhì)污染,沒有氨氮和氮化合物污染時,加入含氯消毒劑(不含二氧化氯)后,余氯主要為游離余氯,氯用量與余氯的關(guān)系如圖1所示:
當(dāng)水中存在氨氮或含氮有機物時,加入含氯消毒劑(不含二氧化氯)后,細菌和還原性物質(zhì)先消耗一部分氯(OA段),再與氨氮等含氮物質(zhì)反應(yīng)生成一氯胺(AH段,合并余氯)。當(dāng)氯用量繼續(xù)增加時,結(jié)合余氯轉(zhuǎn)化為氮(HB段),當(dāng)用量繼續(xù)增加時,自由余氯(BC段)將開始出現(xiàn)。游離余氯比組合余氯氧化更強,殺菌速度比組合余氯快。但在保證CT值(殺菌時間和濃度)的情況下,完全可以達到殺菌效果,保證飲用水安全。因此,當(dāng)水中存在氨氮和含氮有機物,影響正常加氯時,建議控制出廠水中的總氯,既能減少加氯量,保證出廠水中總氯的穩(wěn)定,又能避免加氯量增加產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。
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