余氯與總氯的概念

有效氯

指氯消毒劑加入到水中所能產(chǎn)生的具有氧化能力的氯含量。

余氯

當(dāng)有效氯與水經(jīng)一定時(shí)間接觸后，除了與水中細(xì)菌、微生物、有機(jī)物、無機(jī)物等作用消耗一部分氯量外，還剩下了一部分氯量，這部分氯量就叫做余氯。

總氯

游離性余氯（Cl2、HClO、ClO-）

化合性余氯（NH2Cl、NHCl2、NCl3）

*我們通常說的余氯指的是游離性余氯。

標(biāo)準(zhǔn)

投加氯消毒劑后不僅需保證出廠水微生物指標(biāo)能達(dá)到要求，而且需保持一定的余氯值，保證在管網(wǎng)輸送過程中避免微生物的滋生，達(dá)到健康的飲用水。

《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006對飲用水中余氯及總氯指標(biāo)做出以下要求：

游離余氯：與水接觸時(shí)間至少需30min，出廠水中余氯值≥0.3mg/L，出廠水限值4mg/L，管網(wǎng)末梢水中余量≥0.05mg/L；

總氯：與水接觸時(shí)間至少需120min，出廠水中總氯值≥0.5mg/L，出廠水限值3mg/L，管網(wǎng)末梢水中余量≥0.05mg/L。

殺菌效果

游離余氯的殺菌主要原理是強(qiáng)氧化性的HClO、ClO-侵入細(xì)菌體內(nèi)，到達(dá)細(xì)菌內(nèi)部，并其氧化作用，破壞細(xì)菌酶系統(tǒng)，從而達(dá)到殺死細(xì)菌的目的，游離余氯殺菌效果快，據(jù)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，游離余氯消毒，5min內(nèi)可殺滅99%以上的細(xì)菌；而化合性余氯的氧化能力弱，殺菌速度不及游離性余氯，5min內(nèi)可殺滅60%的細(xì)菌，但提高化合性余氯的濃度或延長殺菌時(shí)間，保證一定的CT值，即可達(dá)到相同殺菌效果。水廠清水池的停留時(shí)間一般均在2小時(shí)以上，當(dāng)使用化合性余氯消毒時(shí)，能保證殺菌效果。

余氯與總氯的產(chǎn)生及控制

水中加氯量可分為兩部分，即需氯量和余氯。

需氯量指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。

余氯指為了抑制細(xì)菌滋生繁殖的部分。

當(dāng)水中主要受細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)污染，無氨氮及氮化合物污染時(shí)，投加氯消毒劑（不包含二氧化氯）后，余氯主要為游離性余氯。

加氯量與余氯的關(guān)系如圖1所示：

當(dāng)水中存在氨氮或含氮有機(jī)物時(shí)，投加氯消毒劑（不包含二氧化氯）后，細(xì)菌與還原性物質(zhì)先消耗一部分氯（OA段），然后與氨氮等含氮物質(zhì)反應(yīng)生成一氯胺（AH段，化合性余氯），當(dāng)氯投加量繼續(xù)增加后，化合性余氯轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓℉B段），當(dāng)投加量繼續(xù)增加，會(huì)開始出現(xiàn)游離余氯（BC段），稱為折點(diǎn)加氯。

氯量與余氯的關(guān)系如圖2所示：

當(dāng)水中存在氨氮時(shí)，需過折點(diǎn)B時(shí)，投加氯的量的與氨氮含量的比為7.6:1，如氨氮大于0.3mg/L時(shí)，出廠水需控制余氯時(shí)，有效氯投加量必須大于2.3kg/kt（10%的次氯酸鈉投加氯為23kg/kt）才能過折點(diǎn)，隨著氨氮的增加，加氯量會(huì)越大。由于氨氮的存在，水廠往往會(huì)出現(xiàn)游離性余氯值很低，甚至測不到，而總氯值已經(jīng)很高的情況，此時(shí)，不斷增加投加量，仍會(huì)出現(xiàn)總氯越來越高而游離性余氯沒有的情況，想達(dá)到出廠水的游離性余氯要求投加量可能是平時(shí)的好幾倍。當(dāng)水中存在氨氮或含氮化合物時(shí)，建議出廠水控制總氯，一方面，當(dāng)消毒接觸時(shí)間達(dá)到要求時(shí)，總氯能滿足滅菌要求；另一方面，投加量可減少很多，減少成本的同時(shí)減少三氯甲烷等副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

余氯與總氯的監(jiān)測

目前實(shí)驗(yàn)室中常用的余氯檢測方法為3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺比色法，3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺比色法中在測定余氯后放置10min后為總氯，余氯測定儀可測定余氯與總氯，差別在于反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)一分鐘測的結(jié)果為余氯含量，反應(yīng)10分鐘后測的結(jié)果為總氯含量。

結(jié)論

游離性余氯氧化性比化合性余氯強(qiáng)，殺菌速度比化合性余氯快，但在保證CT值（殺菌時(shí)間與濃度）的情況下，完全能達(dá)到殺菌效果，保證飲用水安全。故當(dāng)水中氨氮及含氮有機(jī)物存在，影響正常加氯時(shí)，建議出廠水控制總氯，不僅能減少加氯量，保證出廠水總氯的穩(wěn)定性，而且能避免加氯量增大導(dǎo)致的消毒副產(chǎn)物的生成。