氯胺消毒法

氯胺消毒法(chloramine disinfection)指的是氯和氨反應生成一氯胺和二氯胺以完成氧化和消毒的方法。被消毒的水中氨氮含量0.05mg/L時,便在加氯前先加氨或銨鹽,再加氯使之生成化合性氯的消毒方法叫氯胺消毒。起主要作用的是一氯胺和二氯胺。

簡介

氯胺消毒法(chloramine disinfection)指的是氯和氨反應生成一氯胺和二氯胺以完成氧化和消毒的方法。被消毒的水中氨氮含量0.05mg/L時,便在加氯前先加氨或銨鹽,再加氯使之生成化合性氯的消毒方法叫氯胺消毒。起主要作用的是一氯胺和二氯胺。

優點

1) 因氯胺與水中腐殖物質作用較小,因此減少了腐殖物質與游離氯所形成的致癌物質(如三鹵甲烷)

2) 在管網中的氯胺形成的余氯持續時間長,因而能有效地抑制殘餘細菌的再繁殖。

3) 避免了氯引起的臭味。

發展

氯胺作為飲用水的消毒劑,1916年首次在加拿大渥太華套用。最初加入氨和氯形成氯胺用於對水中嗅和味的控制,在二十世紀二十到三十年代得到廣泛使用。1917年首次在美國克羅拉多丹佛市使用。據美國水協(AWWA) 到1938年調查報告,美國2,541個水廠中的16%使用氯胺作為消毒劑,但由於二次世界大戰大量使用銨鹽,使使用氯胺作為消毒劑的水廠數量減少。近些年來由於對消毒副產物(DBPs)的關注和對飲用水中消毒副產物限值的規定。越來越多的水廠採用氯胺作為二級消毒劑取代氯消毒。

機理

當水中存在氨氮時,加入水中的氯會與水中的氨氮發生下列反應,生成一氯胺(monochloramine,NH2Cl)、二氯胺(dichloramine,NHCl2)和三氯胺(nitrogen chloride或trichloramine, NCl3)。反應式如下:

NH +HClO→NHCl+HO+H

NHCl+HClO→NHCl+HO

NHCl+HClO→NCl+HO

當Cl:N<5:1時,自由氯與氨氮只形成一氯胺,氯胺消毒採用這一比例範圍;5:1<Cl:N7<6:1,繼續投加的氯導致自由氯濃度的提高,進而導致消毒副產物的大量生成。

缺點

套用氯胺作為消毒劑也存在一些缺點:(1) 氯胺的氧化能力較氯低,因此對病原體的滅活需要更長的接觸時間;(2) 氯胺作為消毒劑生成不具有消毒效果的有機氯胺;(3) 氯胺的自身分解和衰減釋放自由氨氮,氨氮可作為自養硝化細菌的底物,參與氮循環。硝化細菌利用氨氮作為能量來源並且生成亞硝酸氮,加速氯胺的衰減,使得異養菌增加。硝化細菌也可為異養菌提供食物。

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