水處理技術
摘要：氯的分子式為Cl2，為黃綠色有刺激性氣味的氣體，液化后為黃綠色透明液體。氯有窒息性氣味，有強烈的刺激臭和腐蝕性。一般在1個大氣壓下降溫至-34.5℃可液化，可儲存于鋼瓶中備用。常溫下氯瓶是承壓的，溫度不可超過50℃，使用時液氯經氣化后溶于水中。自然界中的氯多以Cl-離子的形式存在于礦物或海水中，也有少數氯以游離態存在于大氣層中，不過此時的氯氣受紫外線經常會分解成兩個氯原子（自由基），氯氣也是破壞臭氧層的主要單質之一。
| 氯的化學性質 |
氯氣略溶于水，10℃時最大溶解度約1％。水中加入氯氣后即能發生水解反應，生成次氯酸（HClO）。次氯酸是一種弱酸，進而在瞬間離解為H＋和ClO- ：
由上述兩個反應方程式可見，平衡受水中氫離子濃度的影響。
當水中有氨存在時，氯和次氯酸極易與氨化合成各種氯胺 ：
NH2Cl、NHCl2及 NCl3分別稱為一氯胺、二氯胺和三氯胺。各種氯胺水解后，又變成次氯酸。因此它們也具有消毒殺菌的能力，但不及HClO強，而且殺菌作用進行的緩慢。
氯胺在水中較為穩定，殺菌持續時間長。有些水廠會在加氯消毒的同時，還外加一些氨，形成一定量的氯胺。該方法稱氯胺消毒法。
講了這么多，那什么是余氯呢？
| 總余氯的定義及分類 |
為保證水中所有病原細菌都能夠受到氯的作用，水經過氯消毒接觸一定時間后，應該有適量的剩余氯留在水中以保證持續的殺菌能力。
投加的氯除去與細菌和雜質作用消耗之后，剩余的部分稱之為余氯。
游離氯：Cl2
化合氯：NH2Cl、NHCl2及 NCl3
總氯=游離氯+化合氯
由于化合氯及游離氯在消毒能力方面有很大差別，分別測定這兩種余氯就顯得頗為重要，為了進行區分，因此氯在水中存在的幾種形式：
余氯（游離氯）：以次氯酸、次氯酸根或溶解元素氯形式存在的氯。
化合氯：以氯胺和有機氯胺形式存在的氯。
總氯：以游離余氯或化合氯或兩者并存的形式存在的氯
| 氯化消毒 |
氯消毒起源于1850年，因其價格低廉、消毒效果好、使用方便，100多年來一直是國內外水廠的主要消毒劑。此外，在水處理工業工業中，氯除了用于給水消毒劑外，還常用作強氧化劑來處理含氰廢水、含硫廢水和廢水脫色、除臭等，常常程為氯化處理。1910年，美國第38屆公共健康協會年會上，George A. Johnson回顧了飲用水中加氯消毒的情況，他提到早在1888年，氯消毒的效果已得到了認可，但是直到20年以后，氯消毒才被供水廠大規模的使用。氯消毒被推廣使用以后，有效地控制了介水傳播疾病，拯救了無數生命。其后，基于過濾和消毒的供水系統被美國工程院評為20世紀最偉大的工程技術成就之一。
氯氣與水融合后會生成次氯酸，作為氯消毒劑。氯消毒有著成本低、殺菌消毒效果好、操作簡便等優點，目前世界上絕大部分的自來水廠都選擇用氯消毒。
| 飲用水中的消毒劑指標要求 |
水其實并沒有大家想象的那么“無害”！在城市給水處理廠中，水經過混凝沉淀和過濾后能除去不少細菌和其他微生物，還必須進行水的消毒。消毒的目的是殺死水中的病原細菌和其他對人體健康有害的微生物。自然中的水當中往往含大量對人體有害的細菌與微生物，必須先經過消毒才能飲用。
根據2023年4月1日實施的《生活飲用水衛生標準》GB5749-2022，生活飲用水消毒劑常規指標及要求如表1所示：
根據不同的消毒方式，監測指標也不相同：
1.采用液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣消毒方式時，應測定游離氯。
2.采用氯胺消毒方式時，應測定總氯。
3.采用臭氧消毒方式時，應測定臭氧。
4.采用二氧化氯消毒方式時，應測定二氧化氯;采用二氧化氯與氯混合消毒劑發生器消毒方式時，應測定二氧化氯和游離氯。兩項指標均應滿足限值要求，至少一項指標應滿足余量要求。
我國飲用水標準規定出廠水游離性余氯在接觸30min后不應低于0.3 mg/L，在管網末梢不應低于0.05mg/L。最常用的就是添加消毒劑。氯消毒殺菌能力強，易貯存，處理成本低，操作使用簡單，消毒持續性好、余氯的測定容易，運行管理方便。有成熟的使用經驗和工藝等優點。為了保持自來水消毒效果和避免在管網輸送到用戶過程中有微生物的污染，管網末梢的自來水中余氯含量必須要在0.05mg/L以上，所以自來水會帶有氯味。
文章來自《儀器分析與應用》
皖公安網備 34010302001954號