浅谈在线余氯仪与在线pH计在净水处理投加控制中的组合应用

李洵莹

摘要：南洲水厂在清水池进水处投加氯水和烧碱，当其中一个投加量发生变化时，都会导致余氯和pH的在线仪表发生突变。本文根据仪器的使用经验，浅谈在线余氯仪与在线pH计在净水处理投加控制中组合应用的效果。

关键词：在线余氯仪;在线pH计;突变

Abstract: following waterworks in QingShuiChi chlorine was added in water for water and caustic soda, when one dosing quantity change, will lead to residual chlorine and pH online instrument mutate. In this paper, according to the use of the instrument experience, showing online residual chlorine used with online pH plan in the clean water processing dosing control of the combined application effect.

Keywords: online residual chlorine apparatus; Online pH plans, mutations

中图分类号： TU991.2 文献标识码：A文章编号：

前言

南洲水厂使用USF D3+在线余氯仪和ABB AX466 在线pH计，测量清水池进水的余氯值和pH值。烧碱投加工程改造后，氯水和烧碱在清水池进水管道中投加。在线余氯仪和在线pH计偶尔出现突变的现象，干扰运行人员对净水原材料投加量的判断，本文就该问题作分析研究，浅谈这一现象的原因。

突变现象

收集数据进行对比分析

取数据较为稳定的数据进行分析，仪器读数稳定、偏差在可允许偏差范围内。投烧碱和投氯控制，均采用手动控制投加。

取2006年2月1日，在线pH曲线和余氯曲线，如下图1、图2所示：

图1，在线pH曲线

图2，在线余氯曲线

分析：由图1、图2可知，图1中红、绿色线的变化方向都与图2中的红、绿色线变化方向相反；

根据曲线分析，可知余氯值与pH值呈反比例变化。

原因分析

影响氯消毒效果的主要因素

接触时间：

当水中的余氯量一定时，接触时间长，消毒效果好，但不能过长，过长会造成余氯的损失。生活饮用水卫生标准规定水与氯的接触时应不少于30分钟，采用氯胺消毒时，接触时间不得少于2小时；

投氯量：

同一原水和相同的接触时间的条件下，投氯越大，消毒效果越好，但水中余氯不宜过大，余氯过大，不仅浪费氯水，并且还会产生氯嗅，使用户反感，同时对某些工业产品的质量有所影响；

水温：

水温对于游离余氯消毒效果无大影响，但对氯胺消毒来讲，水温高能加快杀菌速度；

浑浊度：

水的浊度低，消毒效果好。浑浊水中的杂质要消耗一部分氯量，同时微生物又可以隐藏其间，因而降低了杀菌效果；

pH值：

消毒效果与水的pH值成反比pH值高，消毒效果差；

氨氮物质：

水中的氨及氮的化合物对消毒效果影响较大，水中的亚硝酸盐要消耗一定的氯量，游离氨与氯作用形成化合性余氯，降低和延缓了杀菌功能和速度；

分析

分析6点影响氯消毒效果的原因，“消毒效果与水的pH值成反比pH值高，消毒效果差”是引起仪表读数突变的主要原因，下面作实验室沉降实验模拟生产流程，在不同顺序的投加方式所得出的数据；

实验室沉降实验

沉降实验数据：

实验步骤：

药剂配制，

称15gNaOH固体融解于纯水中，定容至1000ml；浓度为15mg/L；

吸取浓度为11.34％的氯水1ml，稀释，并定容至100ml,浓度为1.12mg/L;

首先测量水样中的余氯和pH值，并记录；

水样：pH值为7.30；

余氯值为0.15mg/L;

水温为19.5℃

取1L水样，向水样中投加2.8mg/L氯水, 转速为90转/分钟，搅拌70分钟后；投加NaOH溶液15mg/L,转速为90转/分钟，搅拌10分钟后，测量水样余氯和pH值，并观察水样变化；

二、数据分析：消毒效果与水的pH值成反比pH值高，消毒效果差的理论成立；

化学反应

氯气加入水中后，产生一系列化学变化：

（一氯胺）

（二氯胺）

（三氯胺）

存在形态

次氯酸HOCl，一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2和三氯胺NCl3都存在，它们在平衡状态下的含量比例决定于氯、氨的相对浓度、pH值和温度。一般讲，当pH值大于9时，一氯胺占优势；当pH值为7.0时，一氯胺和二氯胺同时存在，近似等量，当pH值小于6.5时，主要是二氯胺；而三氯胺只有在pH值低于4.5时才存在；

结合实际分析

结合南洲水厂的清水池进水pH通常控制在7.8左右，根据上述反应式，水中一氯胺和二氯胺同时存在。当烧碱投加到水中之后，pH升高，一氯胺占优势。当烧碱投加量突然变化时，由于反应式瞬间的不平衡，使氯气加速生成一氯胺和二氯胺，水中的余氯值就会降低。当反应式两边的物质达到平衡之后，余氯值才会稳定；

便携仪器读数与在线仪器读数比对

在线余氯值发生变化时，同时采用便携式余氯仪检测水样余氯值（取10组数据对比），两者读数相近，USF D3+余氯仪测量的余氯值为水中的总氯值；在线pH值发生变化时，同时采用便携式pH计检测水样pH值，两者读数相近。

结论

在烧碱投加量变化的瞬间，余氯值亦发生变化，且成反比例变化。若此时使用自动控制方式投加氨氯，氯机会根据余氯仪显示的数值进行自动调节投氯量。氯气的增加会使反应式再次变化，当反应达到稳定之后，余氯仪读数和pH计读数恢复稳定。

研究意义

解释了水处理过程中，仪表读数不稳定的现象

在线仪表读数稳定真实，实时地反应了水质变化的情况。为生产作出正确的引导作用，能加强水质管理的手段。大量使用在线仪表必成为日后水厂发展的方向；

投加点设置

投氯点和投烧碱点要保持一定距离，建议在工艺流程中先投加烧碱，待其与水中物质充分反应后，再投加液氯；

投加时需主要的问题

在同一点投加烧碱和氯水时，应均匀投加，避免因一方的突变造成化学方程式的不稳定，发生中和反应生成水和盐类，造成净水原材料的浪费；

合理控制投加量

在控制投加量的过程中，结合在线余氯仪与在线pH计的使用，能使投加量更合理，达到节能降耗的目的。

参考书及文献

严煦世主编，《给水工程》（第四版），中国建筑工业出版社

聂梅生总主编，《水工业工程设计手册 水资源及给水处理》，中国建筑工业出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看