余氯水质理化检验课件

第四章无机污染指标第一节余氯1定义饮用水用加氯的方法进行消毒。氯不仅与细菌作用，还氧化水中的有机物和还原性无机物，其需氯的总量，称为需氯量。为保证消毒效果，加入的氯必须超过需氯量，使在氧化和杀菌后还能剩余一些有效氯，水中所剩余的氯，称为余氯。2一般饮水消毒时，加氯接触30分钟后，水中游离性余氯不低于0.3mg/L，在配水管网末梢水游离性余氯不应低于0.05mg/L

；在野外，需在短时间内达到消毒效果，应多加氯，接触30分钟后，使余氯达到1~5mg/L，但不能直接饮用，要先用Na2S2O3脱Cl。3需氯量和余氯，一般随加氯量、接触时间、pH值和温度而变。水的加氯量为1~2mg/L，水温为20℃，pH为7，氯与水的接触时间为30分钟，水中应有剩余的游离余氯为0.3mg/L以上，才能完全灭菌。如果温度越低，pH值越高，接触时间越短，则要求有更高的余氯，需要加入的氯量也相应增加。5加氯量与余氯的关系

6如果水中不含有机物和无机还原物质，水的需氯量等于零，水中的余氯应等于加氯量，此时余氯与加氯量的关系可以用OA直线表示。7水中生成的一氯胺(NH2Cl)和二氯胺(NHCl2)比例，与水样的pH值有关。当水中存在氨NH3时，出现的余氯是化合性余氯（氯胺）。加氯量达到C点时，氯将氨全部化合成氯胺，加氯量再增加,氯胺分解，余氯量反而降低。NH2Cl+NHCl2→N2+3HCl2NH2Cl+Cl2→N2+4HCl9分解过程达D点全部完成，理论上，在D点，水中既无化合性余氯，也无游离性余氯。D点之后，加入的氯，以游离性余氯存在。D点以前，加入的氯主要与水中有机分解产物氨作用；D点以后，再加入的氯，主要起杀菌作用。10测定余氯的方法水中氯很不稳定，因此测定氯的水样不能保存，应立即现场测定。测定方法：碘量法N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法3,3,5,5-四甲基联苯胺比色法丁香醛连氮分光光度法邻联甲苯胺比色法11

注意事项本法的酸性条件，不能用盐酸调节酸度。本法测定值为总氯，包括：Cl2、HOCl、OCl-

、NH2Cl和NHCl2等。水样中含有高铁、高价锰等氧化物时，在酸性条件下也能与KI作用，释放碘，采用醋酸缓冲溶液调节酸度在pH值3.5～4.2，可以减低上述物质的干扰。13

漂白粉中有效氯含量有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标志，是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯量（非指消毒剂所含氯量），其含量用Cl2(mg/L)或Cl2%浓度表示。14操作步骤：称取含氯消毒剂1.00g，用蒸馏水溶解后，转入250mL容量瓶中，向容量瓶加蒸馏水至刻度，混匀，向碘量瓶中准确移取25mL样品，再加2mol/L硫酸10mL，10%碘化钾溶液10mL，混匀的消毒液即出现棕色，用0.05mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定，记录所用硫代硫酸钠的总量，平行滴定3次，取平均值计算。152.N,N-二乙基对苯二胺（DPD）

分光光度法DPD与水中游离余氯在pH6.2~6.5时迅速反应而产生红色。510nm处测其吸光度定量分析。试样加入缓冲溶液和DPD试液后，加入少量碘化钾，反应局限于游离氯和化合氯中的一氯胺。17试样在加缓冲溶液和DPD之前，先加少量的碘化钾，此时，游离氯，化合氯中的一氯胺和三氯化氮的一半发生发应。化合氯中的二氯胺在以上两种情况下都不反应。从而可分别计算浓度。总氯的测定：存在过量碘化钾时反应，然后同游离氯的测定。18

注意事项游离余氯很不稳定，应在现场测定；本法适用范围为：0.05～1.5mg/L游离余氯；当含氯量高出上限时，加入的DPD试剂所显深红色很快退尽，因为氧化显色物质随即被游离氯漂白。此时应稀释。193.3,3,5,5-四甲基联苯胺比色法

在pH值小于2的酸性溶液中，余氯与3,3,5,5-四甲基联苯胺（TMB）反应，生成黄色的醌式化合物，用目视比色法定量。本方法可用重铬酸钾溶液配制永久性余氯标准系列，于现场目视比色。21本法最低检测质量浓度为0.005mg/L余氯。水中铁离子大于0.12mg/L时，可在每50ml水样中加1~2滴Na2EDTA（20g/L）溶液，以消除干扰。水温低于20℃时，可先温热水样至25~30℃，以加快反应速度。测定时，加入TMB混匀后立即比色，测得的是游离余氯，放置10分钟后，比色所得结果为总余氯，总余氯减去游离余氯即为化合性余氯。22高浓度Ca2+干扰测定，可在水样中加入酒石酸钾钠予以消除。色度和浑浊度可用水样空白扣除。本法显色后必须迅速比色或立即测定吸光度，否则吸光度会随时间延长而降低。游离余氯超过2mg/L时，可取水样用水稀释后再测定。

23丁香醛连氮分光光度法

此法参考美国标准法第15版进行改进，试剂稳定，对人体无害，对游离余氯的特异性强，不受化合余氯的干扰，精密度和准确度均较好。255.邻联甲苯胺比色法p6626ClO21983年，美国国家环保局（EPA）提出饮用水中三氯甲烷含量必需低于0.1mg/L，并推荐使用ClO2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界卫生组织（WHO）列为A1级，被认定为氯系消毒剂最理想的更新换代产品。目前，美国和欧洲已有上千家水厂采用ClO2消毒；我国则多用于造纸、纺织等行业，并逐步应用于自来水厂。29

ClO2的使用优势在给水处理中，ClO2不仅可以作为高效的消毒剂，还可考虑投加在原水、沉淀池前或滤池前，进行预氧化或中间氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻类副产物嗅味等），防止微生物滋长，加强混凝过滤；也可用于去除水中的铁、锰和色度。30二氧化氯的物理性质二氧化氯（ClO2）常温（20℃）下是一种黄绿色的气体，具有与氯气、臭氧类似的刺激性气味，分子量67.45，比空气重，熔点-59℃，沸点11℃。ClO2极易溶于水而不与水反应，22℃时溶解度约为氯的5倍，达2.9g/L。ClO2在水中的溶解度随温度升高而降低。31二氧化氯的氧化消毒机理作为强氧化剂，ClO2在酸性条件下具有很强的氧化性：

ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O

在水厂pH≈7的中性条件下，

ClO2+e=ClO2-

ClO2-+2H2O+4e=Cl‑+4OH-

32ClO2能将水中少量的S2-、SO32-、NO2-等还原性酸根氧化去除，还可去除水中的Fe2+、Mn2+及重金属离子等。另外，对水中有机物的氧化，ClO2以氧化还原为主，能将腐殖酸、富里酸等降解，且降解产物不以三氯甲烷形式存在。ClO2是一种广谱、高效的杀菌消毒剂，实验证实，它对细菌、芽孢、藻类、真菌、病毒等均有良好的杀灭效果。

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使用二氧化氯存在的问题

ClO2加入水中后，会有50～70%转变为ClO2-与ClO3-。很多实验表明ClO2-、ClO3-对血红细胞有损害，对碘的吸收代谢有干扰，还会使血液中胆固醇升高。美国EPA建议二氧化氯消毒时残余氧化剂总量（ClO2

＋ClO2-

＋ClO3-

）<1.0mg/L，使对正常人群健康不致有影响。34

使用二氧化氯存在的问题ClO2氧化分解有机物具有较强的选择性。它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+

、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快气味，却不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有机物，导致去除不彻底。

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（2）臭氧（O3）

1906年法国的Nice城将臭氧用于大规模净水厂的水处理，至今已有近百年历史O3氧化能力强，用于消毒杀菌杀伤力大，速度快；O3可氧化溶解性铁、锰，形成高价沉淀物，使之易于去除；O3可将氰化物、酚等有毒有害物质氧化为无害物质；36O3可氧化致嗅和致色物质，从而减少嗅味，降低色度；可将生物难分解的大分子有机物氧化分解为中小分子量有机物，使之易于生物降解；使用臭氧预处理，还可以起到微絮凝作用，提高出水水质。37

臭氧的氧化消毒机理

O3溶于水后会发生两种反应：直接氧化，反应速度慢，选择性高，易与苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应。

O3分解产生羟基自由基从而引发的链反应，此反应还会产生十分活泼的、具有强氧化能力的单原子氧（O），可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物。38O3在水处理中能氧化水中的多数有机物使之降解，并能氧化酚、氨氮、铁、锰等无机还原物质。此外，由于O3具有很高的氧化还原电位，能破坏或分解细菌的细胞壁，容易通过微生物细胞膜迅速扩散到细胞内并氧化其中的酶等有机物；39O3或破坏其细胞膜、组织结构的蛋白质、核糖核酸等从而导致细胞死亡。因此，O3能够除藻杀菌，对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。