次氯酸鈉處理氨氮的機(jī)理及過(guò)程
次氯酸鈉配成的溶液成黃綠色，氯氣溶于水導(dǎo)致。首先發(fā)生分解反應(yīng)：
NaClO + H2O=NaOH + HClO(可逆)
PH為7時(shí)，HClO約占80%，ClO-約占20%，一般來(lái)說(shuō)Cl2、HClO、ClO-均具有氧化能力。當(dāng)HClO投加尾水中，水中存在氨氮時(shí)，在氧化雜質(zhì)等還原性物質(zhì)之外，加入水中的氯會(huì)與水中的氨氮發(fā)生下列反應(yīng)：
NH??+HOCl→NH?Cl+H?O+H? 一氯胺
NH?Cl+HOCl→NHCl?+H?O 二氯胺
NHCl?+HOCl→NCl?+H?O 三氯胺
上述三個(gè)反應(yīng)，均是可逆反應(yīng)，跟PH值密切相關(guān)，逆反應(yīng)再次分解成HClO，它們都具有氧化性，但氧化性不及HClO強(qiáng)，但是它們?cè)谒蟹€(wěn)定，殺菌的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)
Cl2、HClO、ClO-稱(chēng)為游離性余氯，NH?Cl、NHCl?、NCl?及其他氯胺化合物稱(chēng)為化合性余氯。兩者統(tǒng)稱(chēng)為余氯。
需氯量=加氯量-余氯量
當(dāng)持續(xù)投加次氯酸鈉，自由氯將會(huì)導(dǎo)致折點(diǎn)反應(yīng)①，HClO會(huì)氧化氯胺，進(jìn)一步去除氨氮，發(fā)生反應(yīng)如下：
2NH?Cl+HClO=N2 ↑+3HCl+ H?O
2NH? Cl+ 3HClO= N2 ↑+5HCl+ 3H?O
次氯酸鈉去除氨氮，控制在pH在弱堿性，消耗H+，促進(jìn)ClO-電離，加快反應(yīng)向右進(jìn)行。
從這些方程式可以發(fā)現(xiàn)，氯化法除氮的關(guān)鍵是投加適量的NaClO。據(jù)上式計(jì)算，當(dāng)NaClO投加量與氨氮的質(zhì)量比(Cl/N)為3.8時(shí)，摩爾比2：3時(shí)，污水中的氨氮能夠被氧化為N2，而且化合態(tài)余氯值最小，因此將該點(diǎn)稱(chēng)為折點(diǎn)。當(dāng)C1/N比大于3.8時(shí)，所投加的氯產(chǎn)生自由余氯;當(dāng)C1/N比小于 3.8時(shí)，除氨效果不佳。
則化合余氯被氧化后，期間沒(méi)有消毒作用。當(dāng)沒(méi)有雜質(zhì)再消耗HClO時(shí)，則說(shuō)明氨氮被除盡，此時(shí)的氧化效果才是最好的。尾水經(jīng)過(guò)混凝絮凝、沉淀、過(guò)濾后則可采用1.0-1.5mg/L。
過(guò)量的HClO見(jiàn)光分解，發(fā)生如下反應(yīng)：
2 HClO = 2 HCl + O2 ↑ 光照
產(chǎn)生的氧氣以及氧化氨氮生成的氮?dú)猓瑫?huì)附著在活性污泥表面，增大污泥的浮力導(dǎo)致污泥漂浮，通過(guò)斜管沉淀池漂浮于水面上(NaClO不能太過(guò)量，同時(shí)要注意氧化氨氮水池避免強(qiáng)光照)。
NaOH + HCl = NaCl + H2O
2 NaClO ==光照==2 NaCl + O2↑
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