游離氯與總氯 | 飲用水中的氯

氯測量的專家提示

了解游離氯與總氯

氯是一種強效消毒劑

在市政水處理過程中使用

已有100多年的歷史

自1908年在新澤西州使用至今

它已成為美國大多數(shù)飲用水和廢水處理廠

使用的主要消毒劑。

對于飲用水,，保持低數(shù)量的殘余氯至關重要,，以此確保流出的飲用水在到達社區(qū)水龍頭時仍然保持消毒。

加氯策略

除廢水部分介紹的斷點策略外,，飲用水廠還使用稱為“邊際加氯”和“超級加氯/脫氯”的加氯策略,。

“邊際加氯”是指僅添加與所需殘余氯相等的策略。此策略適用于原水有機負荷較低的情況（例如,，來自含水層或其他地下水源的原水）,。這些水源對氯的需求量較低，因此采用邊際加氯策略即可,。在很多情況下,，由于無足夠有機物與氯發(fā)生反應，因此無法達到斷點,。

水廠操作員調節(jié)過程

“超量加氯/脫氯”是指加入過量氯,，引起快速氯化反應，然后進行后續(xù)的脫氯處理,，降至所需的殘余氯含量,。此過程通常用于有機負荷不穩(wěn)定的應用,。

對于邊際氯化和超級氯化/脫氯策略，游離氯測量至關重要,。飲用水市政當局必須報告水廠出水口處的殘余氯,。游離氯殘余量是流出水監(jiān)測和報告的主要關注點。

為獲得更多信息并提高效率,，還可以測量總氯,。類似于廢水過程監(jiān)測，通過測量總氯和游離氯,，操作員能夠全面了解游離氯,、總氯和化合氯，鑒于氯胺視為化合氯的一部分,，氯胺對消毒過程至關重要,。

飲用水處理

為確保飲用水在流向社區(qū)的過程中一直保持高品質，配水管網(wǎng)監(jiān)測是非常重要的一環(huán),。飲用水配水系統(tǒng)可能因以下原因受到意外污染：與非飲用水交叉連接,、配水系統(tǒng)低壓區(qū)管道泄漏導致污染水滲入，或者配水系統(tǒng)管道內部發(fā)生化學反應或微生物生長,。因此,，監(jiān)測配水管網(wǎng)中的游離氯殘留量至關重要。

如前所述,，游離氯是反應性極有效的消毒劑之一,，因此，在飲用水配送過程中,，提供殘余游離氯以消除污染是保障公眾衛(wèi)生的關鍵所在,。部分城市在整個配水網(wǎng)絡中投放氯胺，而非氯,。在此情況下,，可通過同時測量總氯與游離氯，提供最準確的殘余氯數(shù)據(jù),，以消除進入配水網(wǎng)絡的污染物,。

飲用水處理中的斷點加氯

雖然氯化工藝在消除水傳播病原體方面非常有效，但也存在一些缺點,。過度氯化（＞5 mg/L）的水可能危害人體和動物健康,。此外，消毒副產物的形成也是飲用水處理過程中的一項主要問題,。然而,，DBPs產生的風險遠低于未加氯的水。水廠在使用氯基消毒劑時,，需要達到平衡,。因此,，合理的氯控制策略是保障公眾衛(wèi)生的關鍵因素。

此外,，氯化學品的購買和儲存成本高昂,。通過制定合理的氯消毒策略，飲用水廠經營者可確保公眾衛(wèi)生和安全的同時消除在水中投放不必要的化學藥劑導致浪費,。

哪些儀器可用于測量游離氯和總氯,？

長期以來，一直將采用稱為“N,N-二乙基對苯二胺（DPD）法”的比色分析法的氯分析儀作為測量游離氯和總氯的黃金標準,。DPD法是一種準確可靠的測量方法,，自20世紀50年代末以來一直用于測量游離氯和總氯。該方法以試劑為基礎,，與樣品中的氯發(fā)生反應,，使溶液變成品紅色。

YSI 3017M DPD氯分析儀使用兩種試劑：緩沖液以及含DPD化合物的反應試劑,。緩沖液有助于維持樣品pH值介于7-8之間,。反應試劑含DPD,，可與游離氯發(fā)生反應,。測量總氯時，在DPD試劑中加入碘化鉀（KI）,。KI與氯胺反應,，DPD與游離氯反應，從而測量總氯,。

3017M采用流動進樣分析法（FIA）,，混合試劑和樣品。FIA的基本原理是將液態(tài)樣品注入適合液體流動,、不分段的連續(xù)載體流中,。對于3017M，過程樣品為載流,，緩沖液和DPD試劑作為進樣液體,。進樣樣品形成區(qū)域，然后輸送至檢測器,，通過檢測器連續(xù)記錄樣品材料通過流動池時產生的吸光度,、電極電位或其他物理參數(shù)變化。

FIA限制了分析儀中移動部件的數(shù)量,，有助于防止其他混合方法容易出現(xiàn)的機械故障,。3017M配有持續(xù)運行的樣品泵，有助于在潔凈水應用中長時間保持分析儀管道干凈,。通過持續(xù)沖洗系統(tǒng),，有助于防止DPD染色,，如果儀器在兩次測量之間未充分清除DPD試劑，便會出現(xiàn)該情況,。

另一種常用于測量氯的分析方法是安培分析法,。這種氯測定法采用電化學技術，兩個不同的電極根據(jù)給定樣品中氯的含量而改變電流,。安培分析法可應用在原位探頭或側流分析儀中,。該方法的最大特色和主要優(yōu)點在于，無需通過添加試劑確定氯濃度,。然而,，安培法要求pH值、樣品溫度,、流量和壓力保持恒定,。

結論

游離氯和總氯水平是水處理和環(huán)境衛(wèi)生中需要測量的重要參數(shù)。為確保飲用水安全,，需要測量的重要參數(shù)是游離氯,，在監(jiān)測氯消毒效果及其對環(huán)境影響時，需要測量的重要參數(shù)是總氯,。通常,，如果化合氯水平對工藝控制、監(jiān)測或報告非常關鍵,，則應同時測量游離氯和總氯,。