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原水中投加氯化铵、硫酸铵替代液氨的可行性试验


辱水寸捉加氯伯钕、硫酸钕替代液氢的可行性试验
蒋瑞卿周

(上海市自来水市南有限公司,上海200231)

摘要利用氯化铵、硫酸铵作为加氨剂在原水处理中进行投加,能够得到稳定的氨氮值并且具 有良好的稳定性、便于运输、成本可控等优点,可满足净水处理的要求。 关键词氯化铵硫酸铵有效氨氮

随着人们安全意识的逐步提

高,净水添加剂 的安全运输也越来越来受到重视,由于净水处理 的需要,某些净水添加剂是必不可少的,如液氨等 具有一定危险性的添加剂势必对运输造成一定的 安全隐患。为了既保证加氨的量,又能够解决运输 中的安全问题,本文将采用氯化铵与硫酸铵作为液 氨的替代物进行投加试验,以达到液氨同样的投加 效果。 1试验部分 1.1氯化铵、硫酸铵和次氯酸的消毒原理 次氯酸钠在水中生成次氯酸:
NaOCl+H2

1.2试验设备及试剂 1.2.1试验设备 ZR4—6混凝试验搅拌机;HACH 2100N浊度 仪;上海现科仪器有限公司MODEL 723PC可见分 光光度计。 1.2.2试剂 氯化铵特性:常温下呈白色颗粒状,相对密度
1.527 g/cm3,无味,吸潮结块,易溶于水,水溶液呈

弱酸性。加热时酸性增强,当加热至100℃时开始 显著挥发。食品级氯化铵含量≥99%。 硫酸铵特性:无色结晶或半透明正交结晶或白 色颗粒,易溶于水,水溶液呈弱酸性。加热至28℃ 时分解为氨和硫酸[1]。 次氯酸钠(1 mg/mL):吸取有效氯为114.5 mg/mL的次氯酸钠溶液2.17 mL定容于250 mL 容量瓶中。 聚氯化铝(10 mg/mL):吸取含8.5%氧化铝的 聚氯化铝溶液3.68 mL定容于250 mL容量瓶中, 稀释溶解至250 mL。
survival and aquatic of Campylobaeter spp.water and

O—HOCl+NaOH

氯化铵、硫酸铵在水中形成氨水:
NH4Cl+H20——,NH3?H20+Hcl (NH4)2SO,+H20+—,NH3?H20+H2S04

氨和次氯酸反应,生成氯胺:

NH3+HOCl—NH2Cl+H20
NH2Cl+H()Cl+—,NHCl2+H20 28鲁崴.给水管网细菌生长特性及其控制的研究:[学位论文].北
京:清华大学环境科学与工程系,2005 29白晓慧,朱斌,王海亮,等.城市供水水质生物稳定性与管网微生 物生长相关性研究进展.净水技术,2006,25(4):l~4 30刘小琳.北京市给水管网管壁微生物膜群落.清华大学学报(自 然科学版),2008,48(9):78~81
31

persistence

biofilms

and

their detection

by immunofluoreseent一 Microbio-

antibody and-rRNA staining.App.1lied Environment lofty,1998,64:733~741

o通讯处:100044北京市西城区展览馆路1号3号楼 623室 电话:15011040926
E-mail:liutin90320@sina.tom

白晓慧.供水管网不同管材内壁微生物分布的显微观察.环境 科学,2009,30(9):2555~2559

32

Schindler P,Metz H.Coilform bacteria in drinking water from South Bavaria:Identification by the API 20G system and

resistance

patterns.Water SO.Teeh,1991,24(2):81~84 M,Herlihy Y M,Lawrence L M,et a1.Extended

收稿日期:2010一06一17 修回日期:2010一07一04

33

Buswell C

50

给水排水Vd.36增刊2010

万方数据

纳氏试剂、酒石酸钾钠溶液、硫酸锌溶液、氢氧
化钠溶液[2|。 1.3试验方法和步骤 (1)测定原水水温、氨氮、浊度及耗氯量。 (2)配制氯化铵、硫酸铵溶液,并测定其有效氨 氮浓度。配制氯化铵溶液(有效氨500 mg/L):准确 称取1.57 g氯化铵溶解于50 mL烧杯,定容至1


验结果以实际测定的有效氨氮浓度计算。 其中氯化铵与氨氮的有效氨氮之比为3.14:1; 硫酸铵与氨氮的有效氨氮之比为3.88:1。 2.2氯化铵、硫酸铵投加量试验

在已知氨氮浓度的原水中,分别加入一定量
的氯化铵、硫酸铵,测定的氨氮浓度结果见表3~ 表5。
表3氯化铵、硫酸铵投加后氨氨测定(I)
项目 氯化铵有效氨氮 投加量/mg/L 氨氮/mg/L 理论真值/mg/L 平均数/mg/L
0.644 0.656 0.686 0.677
0.647 1

容量瓶。配制硫酸铵溶液(有效氨500 mg/L):准确 移取1.94 g硫酸铵溶解于50 mL烧杯,定容至1 容量瓶。 (3)在已知氨氮浓度的原水中分别投加一定 量的氯化铵和硫酸铵,将实际测定的氨氮浓度与 理论浓度进行比较,得出投加量与浓度之间的 关系。












0.493

0.493

0.493

0.493

0.493

0.493

0.634

0.669 0.657


(4)在已知氨氮浓度的原水中分别补加一定量 的氯化铵和硫酸铵,使原水中氨氮浓度不小于
0.5 项目 硫酸铵有效氨氮 投加量/mg/L 氨氮/m_g/L 理论真值/ralg/L 平均数/mg/L 注:原水氨氮平均为0.176 mg/a。 温度/℃
24 24 24 24 2
3 4 5



mg/L,确定两种物质的加药量范围。

0.490

0.490

0.490

0.490

0.490

0.490

(5)在原水中分别加入不同量的聚氯化铝,经 搅拌试验,确定聚氯化铝控制沉淀水浊度在0.8
NTU以内的最佳投加量。 1.4搅拌试验参数(见表1)
表1搅拌试验参数设置
步骤
l 2 3


0.647

0.675

O.66l

0.649

0.677

0.676

0.666
0.664

转速r/min
400

时间/min
0.25

G值
255.8 68.4 15.5 0

表4氯化铵、硫酸铵投加后水氨氮测定(Ⅱ)
项目 氯化铵有效氨氮 投加量/mg/L 氨氮/mg/L 理论真值/rag/L
0.448 0.452 1











150

5 10 20

0.345

0.345

0.345

0.345

0.345

0.345

50


0.457

0.476

0.448

0.458

0.468
0.457

2结果与讨论 2.1氯化铵、硫酸铵有效氨氮测定 为了验证所配制的氯化铵、硫酸铵溶液是否含 有500 mg/L的有效氨氮,分别将氯化铵、硫酸铵溶 液稀释1 000倍进行氨氮测定,测定结果以有效氨 氮计见表2。
表2氯化铵、硫酸铵有效氨氦测定
项目 氯化铵/mg/L 硫酸铵/mg/L
1 0.495
0.489 2 3

平均数/mg/L 项目 硫酸铵有效氨氮 投加量/mg/L 氨氮/m4;/L 理论真值/mg/L 平均数/mg/L 误差/%
一1.4 —2.O 0.447
0.449













0.343

0.343

0.343

0.343

0.343

0.343

0.460 n

0.456 466

0.453

0.446

0.453

平均测定值
0.493
0.490

注:原水氨氮平均为0.123 n[1Ig/L。

0.490

0.493

从表3和表4两组数据可以看出,在原水中加

0.485

0.494

入不同量的氯化铵、硫酸铵,其实际氨氮测定值与理
论值十分接近,从而证实用氯化铵、硫酸铵作为加氨 剂的可行性。
给水排水Y01.36增刊2@10 51

结果表明,所配制的氯化铵、硫酸铵溶液的有效 氨氮浓度分别为493 mg/L、490 mg/L。以下的试

万方数据

表5氯化铵、硫酸铵投加后氨氮测定(Ⅲ)
项目 氯化铵有效氨氮 投加量Irng/L 氨氮ImglL 理论真值/n嘻/L 平均数/mg/L 项目 硫酸铵有效氨氮 投加量/mg/L 氨氮/m_g/L 理论真值/m4j/L 平均数/mg/L 注:原水氨氦平均为0.136 mg/L。


行加氨、加矾试验。见表8。












表8加矾、加氢投加量试验
项目 聚氯化铝/mg/L

30

0.394

0.394

0.394

0.394

0.394

0.394

2 30

3 30



5 30



30

30

0.518

0.521

0.522

0.516

0.514

0.521

氯化铵有效氨氮 投加量/rag/L 硫酸铵有效氨氮 投加量/rag/L 浊度/NTU

0。394

0.394

0.394

0.530 0.519 2
3 4

0.392

0.392

0.392





0.724 0.698 O.517
0.535

0.678 0.524

0.721 0.516

0.686 0.527

0.705 0.514

0.392

0.392

0.392

0.392

0.392

0.392

氨氮
0.515
0.509

0.508

0.508

O.516

0.507

注:原水浊度为32.4 NTU,原水平均氨氮浓度为0169 mg/L,聚 氯化铝溶液10 mg/mL,氯化铵493 mg/L、硫酸铵490 mg/L。

0.528 0.511

搅拌试验表明,混凝剂聚氯化铝投加量为
30

rng/L、氯化铵的有效氨氮投加量为0.394 mg/L、

结果表明,在原水中投加一定量的氯化铵与硫

硫酸铵的有效氨氮投加量为0.392 mg/L。实测出水浊 度均小于0.8 NrU、有效氨氮数值均大于0.50 2.5经济性 原水平均氨氮为0.15 mg/L,为确保原水氨氮 不小于0.5 mg/L,补加0.4 mg/L的有效氨氮。根

酸铵后,原水氨氮平行较好,并具有不错的稳定性。
当原水氨氮实测小于0.2 mg/L时,为确保原水氨 氮不小于0.5 mg/L,氯化铵的平均投加量为1.26 mg/L,硫酸铵的投加量为1.55 mg/L。即两种化合 物有效氨氮投加量均为0.40 mg/L。 2.3加矾试验 在原水中分别加入一定量的聚氯化铝,通过搅

n影L,

并且通过重复性试验表明具有良好的稳定性。

据补加的氨氮计算经济性,见表9。
表9
药剂品种 原材料费用/元/kg 原材料成本/元1103 m3

经济性对照
液氨
3.47 1.39

拌试验,确定聚氯化铝在原水中的最佳投加量,使沉
淀水的浊度控制在0.8 NTU以内,并对此最佳投加 量进行重复测定,结果见表6和表7。
表6聚氯化铝最佳投加量试验
项目 聚氯化铝/mg/L 浊度/NTU
10 3.42 l 20 1.59
2 3 4

氯化铵
4.0

硫酸铵
3.0

5.02

4.66

3结论

50 60



通过小试表明,运用氯化铵、硫酸铵作为加氨剂 能够取得不错的加氨效果,实际测定的氨氮浓度与
理论氨氮浓度十分接近,并且氯化铵与硫酸铵在常 温下结构稳定,便于保存与运输,证明原水中投加氯 化铵、硫酸铵具有可行性。

30 0.76

40

0.56

0.50

O.66

注:原水浊度为32.8 NTU,聚氯化铝溶液10 mg/mL。

表7聚氯化铝最佳投加量重复性试验
项目 聚氯化铝/mg/L 浊度/NTU


2 30 0.694







6 30
0.692

参考文献
1赵天宝.化学试剂?化学药品手册.第2版.北京:化工工业出版 社,2006

30

30 0.697

30

30
0.706

0.713

0.695

表6和表7的试验结果表明,当聚氯化铝投加 量为30 mg/L时,沉淀水的出水浊度便可满足净 水要求,并且出水浊度可稳定控制在0.8 以内。 2.4加氨、加矾试验 在确定水的最佳矾投加量后,在原水中同时进
52 给水排水v0I.36增刊2010 NTU

2(冯/T 5750.5—2006生活饮用水标准检验法

。通讯处:200231上海市徐汇区上中路411号长桥水厂 电话:(021)64108484—615 E-mail:jiangruiqing_2002@126.com 收稿日期:20lO—Ol一18

万方数据


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