遊離氯與總氯 | 飲用水中的氯

氯測量的專(zhuan) 家提示

了解遊離氯與(yu) 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多年的曆史

自1908年在新澤西州使用至今

它已成為(wei) 美國大多數飲用水和廢水處理廠

使用的主要消毒劑。

對於(yu) 飲用水，保持低數量的殘餘(yu) 氯至關(guan) 重要，以此確保流出的飲用水在到達社區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(wei) “邊際加氯"和“超級加氯/脫氯"的加氯策略。

“邊際加氯"是指僅(jin) 添加與(yu) 所需殘餘(yu) 氯相等的策略。此策略適用於(yu) 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，由於(yu) 無足夠有機物與(yu) 氯發生反應，因此無法達到斷點。

水廠操作員調節過程

“超量加氯/脫氯"是指加入過量氯，引起快速氯化反應，然後進行後續的脫氯處理，降至所需的殘餘(yu) 氯含量。此過程通常用於(yu) 有機負荷不穩定的應用。

對於(yu) 邊際氯化和超級氯化/脫氯策略，遊離氯測量至關(guan) 重要。飲用水市政當局必須報告水廠出水口處的殘餘(yu) 氯。遊離氯殘餘(yu) 量是流出水監測和報告的主要關(guan) 注點。

為(wei) 獲得更多信息並提高效率，還可以測量總氯。類似於(yu) 廢水過程監測，通過測量總氯和遊離氯，操作員能夠全麵了解遊離氯、總氯和化合氯，鑒於(yu) 氯胺視為(wei) 化合氯的一部分，氯胺對消毒過程至關(guan) 重要。

飲用水處理

為(wei) 確保飲用水在流向社區的過程中一直保持高品質，配水管網監測是非常重要的一環。飲用水配水係統可能因以下原因受到意外汙染：與(yu) 非飲用水交叉連接、配水係統低壓區管道泄漏導致汙染水滲入，或者配水係統管道內(nei) 部發生化學反應或微生物生長。因此，監測配水管網中的遊離氯殘留量至關(guan) 重要。

如前所述，遊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，提供殘餘(yu) 遊離氯以消除汙染是保障公眾(zhong) 衛生的關(guan) 鍵所在。部分城市在整個(ge) 配水網絡中投放氯胺，而非氯。在此情況下，可通過同時測量總氯與(yu) 遊離氯，提供最準確的殘餘(yu) 氯數據，以消除進入配水網絡的汙染物。

飲用水處理中的斷點加氯

雖然氯化工藝在消除水傳(chuan) 播病原體(ti) 方麵非常有效，但也存在一些缺點。過度氯化（＞5 mg/L）的水可能危害人體(ti) 和動物健康。此外，消毒副產(chan) 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(chan) 生的風險遠低於(yu) 未加氯的水。水廠在使用氯基消毒劑時，需要達到平衡。因此，合理的氯控製策略是保障公眾(zhong) 衛生的關(guan) 鍵因素。

此外，氯化學品的購買(mai) 和儲(chu) 存成本高昂。通過製定合理的氯消毒策略，飲用水廠經營者可確保公眾(zhong) 衛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(yi) 器可用於(yu) 測量遊離氯和總氯？

長期以來，一直將采用稱為(wei) “N,N-二乙基對苯二胺（DPD）法"的比色分析法的氯分析儀(yi) 作為(wei) 測量遊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年代末以來一直用於(yu) 測量遊離氯和總氯。該方法以試劑為(wei) 基礎，與(yu) 樣品中的氯發生反應，使溶液變成品紅色。

YSI 3017M DPD氯分析儀(yi) 使用兩(liang) 種試劑：緩衝(chong) 液以及含DPD化合物的反應試劑。緩衝(chong) 液有助於(yu) 維持樣品pH值介於(yu) 7-8之間。反應試劑含DPD，可與(yu) 遊離氯發生反應。測量總氯時，在DPD試劑中加入碘化鉀（KI）。KI與(yu) 氯胺反應，DPD與(yu) 遊離氯反應，從(cong) 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樣品注入適合液體(ti) 流動、不分段的連續載體(ti) 流中。對於(yu) 3017M，過程樣品為(wei) 載流，緩衝(chong) 液和DPD試劑作為(wei) 進樣液體(ti) 。進樣樣品形成區域，然後輸送至檢測器，通過檢測器連續記錄樣品材料通過流動池時產(chan) 生的吸光度、電極電位或其他物理參數變化。

FIA限製了分析儀(yi) 中移動部件的數量，有助於(yu) 防止其他混合方法容易出現的機械故障。3017M配有持續運行的樣品泵，有助於(yu) 在潔淨水應用中長時間保持分析儀(yi) 管道幹淨。通過持續衝(chong) 洗係統，有助於(yu) 防止DPD染色，如果儀(yi) 器在兩(liang) 次測量之間未充分清除DPD試劑，便會(hui) 出現該情況。

另一種常用於(yu) 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(liang) 個(ge) 不同的電極根據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(ce) 流分析儀(yi) 中。該方法的最大特色和主要優(you) 點在於(yu) ，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

遊離氯和總氯水平是水處理和環境衛生中需要測量的重要參數。為(wei) 確保飲用水安全，需要測量的重要參數是遊離氯，在監測氯消毒效果及其對環境影響時，需要測量的重要參數是總氯。通常，如果化合氯水平對工藝控製、監測或報告非常關(guan) 鍵，則應同時測量遊離氯和總氯。