senwater 发表于 2012-5-8 22:35

氯胺消毒法

氯胺消毒法
  氯胺消毒法(chloramine disinfection)指的是氯和氨反应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时,便在加氯前先加氨或铵盐,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。
  优点:
  1) 因氯胺与水中腐殖物质作用较小,因此减少了腐殖物质与游离氯所形成的致癌物质(如三卤甲烷)
  2) 在管网中的氯胺形成的余氯持续时间长,因而能有效地抑制残余细菌的再繁殖。
  3) 避免了氯引起的臭味。
  氯胺作为饮用水的消毒剂,1916年首次在加拿大渥太华应用。最初加入氨和氯形成氯胺用于对水中嗅和味的控制,在二十世纪二十到三十年代得到广泛使用。1917年首次在美国克罗拉多丹佛市使用。据美国水协(AWWA) 到1938年调查报告,美国2,541个水厂中的16%使用氯胺作为消毒剂,但由于二次世界大战大量使用铵盐,使使用氯胺作为消毒剂的水厂数量减少。近些年来由于对消毒副产物(DBPs)的关注和对饮用水中消毒副产物限值的规定。越来越多的水厂采用氯胺作为二级消毒剂取代氯消毒。
  当水中存在氨氮时,加入水中的氯会与水中的氨氮发生下列反应,生成一氯胺(monochloramine,NH2Cl)、二氯胺(dichloramine,NHCl2)和三氯胺(nitrogen chloride或trichloramine, NCl3)。反应式如下:
  NH4++HOCl→NH2Cl+H2O+H+ NH2Cl+HOCl→NHCl2+H2O
  NHCl2+HOCl→NCl3+H2O
  如化学反应式(1-14)所示,增加自由氯将会导致折点反应:
  2NH4++3HOCl→N2+3Cl-+3H2O+5H+
  当Cl2:N<5:1时,自由氯与氨氮只形成一氯胺,氯胺消毒采用这一比例范围;5:1<Cl2:N<7.6:1时,一氯胺与自由氯继续反应生成二氯胺和三氯胺;在Cl2:N=7.6:1点,即是折点,所有的氨氮全部被自由氯氧化。当Cl2:N>7.6:1,继续投加的氯导致自由氯浓度的提高,进而导致消毒副产物的大量生成。
  应用氯胺作为消毒剂也存在一些缺点:(1) 氯胺的氧化能力较氯低,因此对病原体的灭活需要更长的接触时间;(2) 氯胺作为消毒剂生成不具有消毒效果的有机氯胺;(3) 氯胺的自身分解和衰减释放自由氨氮,氨氮可作为自养硝化细菌的底物,参与氮循环。硝化细菌利用氨氮作为能量来源并且生成亚硝酸氮,加速氯胺的衰减,使得异养菌增加。硝化细菌也可为异养菌提供食物。

senwater 发表于 2012-5-8 22:42

氯胺用于水净化处理的副作用

消毒副产物(DBPs)是公共用水系统加氯除微生物病原体过程中的无意识产物。自1974年起,已有超过600种DBPS被鉴定出来,而且研究表明其中很多化合物是有毒的。2006年,美国环保署实施了一项针对DBP的法规,导致用水企业开始用氯胺代替氯气进行消毒。根据美国伊利诺斯州立大学的一项研究表明,氯气的使用可能导致所产生的DBP毒性更强。该大学的研究人员在试管内首次用哺乳动物细胞和基因构建DBP毒性的分析系统。在该项研究中,他们分析DBP对仓鼠的卵巢细胞所造成的DNA操作。通过对13种环乙酰胺进行测试,他们发现碘代碘乙酰胺比氯乙酰胺的毒性更强,这一顺序对应于卤素原子从DBP分子上解离的难易程度。[引自 Chemical Engineering News, 2007, 85(52);35]
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