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水质监测氯参数处理排污废水及饮用水氯离子残留用游离氯离子

氯处理废水
自从1908年在美国泽西市首次使用氯以来，使用氯进行水处理已有很长的历史。尽管全球都在使用氯来生产安全的饮用水，但是氯化并不是一个简单的过程，特别是考虑到氯本身是有毒的。最近，我们非常注意正确使用氯，以免形成消毒副产物。

废水消毒
废水消毒的主要问题是去除病原微生物。其次，废水排放不应包含对环境健康有影响的化合物。尽管在饮用水处理中需要残留氯，但在废水处理中却不希望，因为排放到自然环境中的氯可能会对野生生物造成不利影响。
氯能够通过细菌和病毒灭活来达到消毒目的。氯还可以氧化和降解可溶性污染物，例如农业或医药化合物。但是，氯化也可能通过与有机化合物反应而导致形成消毒副产物（DBP）。在废水中，与饮用水消毒相比，高浓度的有机成分导致DBP的形成潜力更高。

氯的形式
氯可以游离氯或氯胺的形式存在。两组都可以氧化化合物并达到治疗目的，但是，需要更多的氯胺才能满足相同的氯需求。游离氯的测量分别考虑了水中OCl-和HOCl中氯的离子形式和质子化形式。在这两者中，HOCl（次氯酸）是较强的氧化剂，在pH低于7.5时占主导地位。
氯胺包括一氯，二氯和三氯，是通过氯与氨在各种pH下反应而形成的。pH高于6时，一氯胺占主导地位。氯胺的测量包括所有三种形式，被称为混合氯。总氯是游离氯和混合氯的量度。与氯不同，氯胺不会随时间而降解。
所添加的氯的量等于残留物中的氯的量加上在处理水中消耗的氯的量加上已经与氨反应形成氯胺的氯的量。

消毒副产物
在消毒之前未去除的有机分子成为DBP的前体，可能对人体健康有害。游离氯反应生成三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）等化合物，这是对人体健康有不利影响的两类卤化化合物。氯胺形成的DBP比游离氯少，这是因为它们的氧化电位较低，但是它们会反应生成N-亚硝基二甲胺（NDMA），这是一种强力致癌物。
防止DBP形成的方法是除去已知的前体，避免过度氯化或选择另一种消毒方法。通常，氯和氯胺是最经济有效的消毒方法，但是如果需要去除DBP，则其他消毒方法将具有成本竞争力。由于紫外线不会将卤素引入系统，因此紫外线消毒期间不会产生包括THM和HAA在内的卤化DBP。可能形成其他副产物，例如硝酸盐光降解为亚硝酸盐。但是，紫外线消毒产品的产生浓度不会引起人体健康问题。实际上，紫外线具有降解DBP的潜力，并且对降解氯胺也有效。

氯监测
氯需求量很难预测，因为它取决于水质以及氯形式的特定分布。连续监控可提供对氯消毒过程的最佳控制。氯的离线测试依赖于指示剂化学物质N，N-二乙基-1,4-苯二胺硫酸盐，称为DPD，可用于比色法或滴定法。游离氯的在线测量使用安培法，它依赖于导电电极和膜。另外，氧化还原电势（ORP）的测量提供了有关氯剂量氧化能力的信息，氯离子的氧化能力由于HOCl和OCl-之间的形态以及与氯胺的反应而改变。通过测量游离氯，ORP和pH。