原创《不锈钢管网中氯胺生成衰减规律》：本论文为免费优秀的关于氯胺论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要：依托大型中试给水管网实验平台,研究了不锈钢管中不同形态的氯胺在不同氯氮比（Cl/N）下的生成和衰减.将管网试验结果和烧杯试验结果进行对比,结果表明：在Cl/N为1～12的范围内,不同水质条件下的自由氯、一氯胺和总氯的生成趋势均为去离子水>主体水>不锈钢管；而不锈钢管中二氯胺的生成量远高于烧杯情况下的生成量,且在Cl/N为10时,不锈钢管中二氯胺浓度占总氯浓度的90%以上.不同Cl/N下,不锈钢管中各种形态的氯胺衰减趋势是一致的,一氯胺的衰减速率为 6∶1> 3∶1> 4∶1> 5∶1,随着反应的进行,二氯胺浓度先增大后减小,且这种变化和Cl/N没有明显的相关性.
关键词：不锈钢管；氯胺；氯氮比
中图分类号：X5文献标识码：A
为防止水致疾病的传播,消毒一直是自来水厂最重要的工艺环节之一.在饮用水处理中,氯作为消毒剂灭活微生物,防止以水为媒介的大规模疾病的流行已经有 100多年的历史,但是它的使用,会使水中产生毒性较强的卤代消毒副产物[1-4].因此,在过去几十年中,氯胺作为一种替代的消毒剂,在世界范围内得到了广泛地使用（如：中国,澳大利亚,新加坡,美国等）.氯胺消毒可以有效降低消毒副产物,特别是三卤甲烷和卤乙酸的生成[5],此外,由于氯胺的氧化性比自由氯弱,因此可以使供水管网在较长时间内保持一定余氯水平.
根据自由氯和氨氮质量比,自由氯和氨氮逐步发生反应生成一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCl2）和三氯胺（NCl3）,溶液中3种形态的氯胺所占的比例除了和初始Cl/N（质量比,下同）有关外,还和反应的pH、温度以及反应时间有关[6-7].这3种形态的氯胺消毒效果方面的差异如下： NHCl2消毒最好,其次是NH2Cl,但是NHCl2具有臭味, NHCl3消毒效果最差, 并且具有恶臭气味.所以在3种氯胺形态中,既能达到良好效果又不会对水质产生不利影响的形态是NH2Cl,因此,在采用氯胺消毒的工艺中应控制好反应条件,使反应向更有利于生成NH2Cl的方向进行,尽可能多地生成NH2Cl[8].
关于氯胺生成和衰减的烧杯实验研究已经有很多[8-11],但是对于氯胺在管网中的生成和衰减却鲜有研究.在实际供水中,复杂庞大的供水管网相当于一个大型的“反应器”,水在流经管网的过程中和管内壁充分接触并发生复杂的物理、化学及生物反应,从而导致管网末端水质和出厂水水质有很大不同,而水质的变化使得采用氯胺消毒时管网中氯胺的衰减和纯水理想情况下的衰减有很大不同.
本研究依托大型给水管网实验平台,研究了不锈钢管中不同形态的氯胺在不同氯氮比（Cl/N）下的生成和衰减,并将其和烧杯中的反应规律进行对比,初步探索了氯胺在管网和烧杯条件下规律不同的主要原因,对供水管网实际消毒条件的最优控制提供理论依据.
1实验材料和方法
1.1实验材料
试剂：十二水合磷酸氢二钠（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）；磷酸二氢钾（分析纯）；二水合EDTA（分析纯）；氯化铵（分析纯）；磷酸（化学纯）,以上试剂来自国药集团化学试剂有限公司.DPD硫酸盐（分析纯）,阿拉丁试剂；次氯酸钠溶液（分析纯）,阿拉丁试剂；余氯粉枕包,HACH.实验用水来源：浙江大学市政管网.
设备及仪器：浙江大学大型管网实验系统,如图1所示.DR2800分光光度计（HACH）；UV1800紫外可见分光光度计（岛津,日本）；纯水仪；电磁搅拌器等.
1.2实验方法
管网实验：实验系统共有A,B,C和D 4套环路,其中A,D环路为球墨铸铁内衬水泥管；B环路为PE管；C环路为不锈钢管.管长约80 m,管径为150 mm,本实验选用C环路.实验开始前,先清洗环路30 min,待管网排空清洗水后,再次注入新鲜实验用水,并使管网达到满管流流态,通过中控系统调节水温（20 ℃±2 ℃）、流速（1 m/s）等实验条件,并用自动加药装置向管网中加注适量的磷酸溶液或NaOH溶液调节实验所需pH等于7.3±0.2.待所有实验条件稳定到所需值后,先向管网中投加一定量的氯化铵溶液,使管网中的氯化铵浓度为0.5 mg/L,然后再向管网中投加不同量的次氯酸钠溶液,使管网中的Cl/N在1～12之间.用250 mL烧杯于不同时刻取样,并立即用UV1800紫外可见光分光光度计测试溶液中不同形态的氯胺含量.
烧杯实验：加入100 mL的去离子水或管网所取实验水于250 mL的棕色容量瓶中,然后加入一定量的氯化铵溶液,再根据不同Cl/N,加入不同量的次氯酸钠溶液,并通过投加适量磷酸氢二钠和磷酸二氢钾调节pH为7.3±0.2,然后在20 ℃±2 ℃条件下于磁力搅拌器上搅拌,不同时刻取样,并立即用UV1800紫外可见光分光光度计测试溶液中不同形态的氯胺含量.
1.3分析方法
不同形态的氯胺浓度采用N,N二乙基1,4苯二胺光度法[12],用UV1800紫外可见光光度计测定.
2结果和讨论
2.1不同水质条件下氯胺的生成
加入100 mL的去离子水于250 mL的棕色容量瓶中,然后加入一定量的氯化铵溶液,使氯化铵的初始浓度为0.5 mg/L,再根据不同Cl/N,加入一定量的次氯酸钠溶液,使Cl/N在1～12之间,调节pH为7.3±0.2,然后在20 ℃±2 ℃条件下于磁力搅拌器上搅拌,45 min后测试去离子水中不同形态氯胺的生成,结果如图2所示,图中Ccr为有效氯浓度.
由图2可知,当Cl/N约为7时,总氯浓度达到峰值,浓度为2.63 mg/L；Cl/N为8之前溶液中主要有效氯成分为一氯胺,占总有效氯浓度的80%以上.这是由于在低Cl/N下,溶液中氯化铵的浓度是过量的,溶液中主要发生式（1）所示的反应,几乎所有的次氯酸钠均参和反应转化为一氯胺.随着Cl/N的增加,参和式（1）反应的次氯酸钠的量逐渐增加,生成的一氯胺量也随之增加[7].在峰值点时,几乎所有的氯化铵都参和反应,生成的一氯胺达到最大值2.15 mg/L.峰值点之后,随着Cl/N的继续增加,溶液中开始发生式（2）所示反应,使溶液中二氯胺的浓度开始升高,并在Cl/N为9时取得最大值.此外,由于二氯胺极不稳定,容易发生自降解反应使其中的Cl+转化为Cl-,从而失去氧化能力,使得峰值点之后随着Cl/N的增大总氯浓度逐渐降低[13].在Cl/N为12时,总氯浓度达到最低,浓度为1.58 mg/L,此点后,由于前期反应基本进行完毕,故随着加氯量的增加,自由氯累积,有效氯浓度上升.由于NCl3在pH<4时才占优势成分,而本实验的pH控制在7.3±0.2,因此没有检测到NCl3的存在.
氯胺论文参考资料：
结论：不锈钢管网中氯胺生成衰减规律为适合氯胺论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关氯胺消毒原理开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
