氯胺
純的一氯胺是一種無(wú)色的不穩(wěn)定的液體,沸點(diǎn)為一66℃。一氯胺能夠溶于冷水中,也能溶于乙醇,微溶于四氯化碳和苯.氯胺的**效果與氯**相比要差,所以氯胺被看作是二級(jí)**劑。即使一些病菌可以被氯胺滅活,但所需要的濃度較高,接觸時(shí)間較長(zhǎng)。氯胺的穩(wěn)定性好于氯,所以氯胺對(duì)于控制微生物的再生長(zhǎng)好于自由氯. Reilly報(bào)道在管網(wǎng)水余氯高于0.2mg/L時(shí)仍有63%的水樣檢出大腸桿菌,LeChevallie也發(fā)現(xiàn)氯胺對(duì)控制管道中的大腸桿菌要好于自由氯,其他的學(xué)者也發(fā)現(xiàn)采用氯胺能夠更好的控制管道中大腸桿菌的再生長(zhǎng).
氯胺在20世紀(jì)30年代和40年代被經(jīng)常使用,由于二戰(zhàn)導(dǎo)致氨的供應(yīng)緊張,氯胺的使用量逐漸減少。但是氯**產(chǎn)生的**副產(chǎn)物越來(lái)越成為大家關(guān)注的焦點(diǎn),所以氯胺的使用又逐漸增加起來(lái),這是由于氯胺所產(chǎn)生的**副產(chǎn)物比氯**產(chǎn)生的**副產(chǎn)物少的緣故;除此,氯胺的穿透能力比氯強(qiáng),能夠更好的控制生物膜;氯胺活性低,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),能夠更好的控制管網(wǎng)末梢死水區(qū)的微生物生長(zhǎng);氯胺還能夠減少由于采用氯**產(chǎn)生的口感和味覺(jué)的抱怨。
氯胺的滅活能力差,一直被作為二級(jí)**劑廣泛使用,所以氯胺對(duì)微生物的滅活機(jī)理研究的很少。Jacangelo在研究氯胺對(duì)大腸桿菌的滅活時(shí)得出氯胺很容易和氨基酸,膚氨酸,蛋氨酸,色氨酸反應(yīng),因此氯胺滅活的機(jī)理是阻止蛋白質(zhì)的合成或者阻止以蛋白質(zhì)為底物的生物活動(dòng)。Jacangel。甚至得出氯胺對(duì)微生物的攻擊是多靶位的。也有一些針對(duì)病毒的研究,Olivieri在研究氯胺對(duì)f2的滅活基礎(chǔ)上得出氯胺對(duì)RNA具有破壞力;而Fujioka等對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒的滅活試驗(yàn)得出氯胺對(duì)病毒的蛋白質(zhì)外殼有破壞力,所以氯胺對(duì)病毒的滅活可能會(huì)由于病毒的種類(lèi)不同和**劑的濃度不同而滅活的機(jī)理不同。
氯胺形成的主要影響因素:反應(yīng)時(shí)間、Cl: N 、p H值、水溫、濁度和Brˉ,探討了這些因素對(duì)氯胺形成規(guī)律的影響;針對(duì)模擬管網(wǎng),探討了pH值停留時(shí)間對(duì)模擬管網(wǎng)氯胺衰減規(guī)律的影響,得到以下結(jié)論:
(1) 綜合考慮C1:N及pH的影響,確定氯99%轉(zhuǎn)化為一氯胺的時(shí)間為7.2min;
(2 )C l :N 是影響氯胺生成的*主要因素之一:C1:N=4-4.5(質(zhì)量比)時(shí),一氯胺占總氯的分?jǐn)?shù)*高,可達(dá)99.7%;當(dāng)C1:N=3-4(質(zhì)量比)時(shí),一氯胺占總氯分?jǐn)?shù)達(dá)到97%左右;當(dāng)而當(dāng)Cl:N >5(質(zhì)量比)時(shí),一氯胺占總氯的分?jǐn)?shù)迅速降低,因此,實(shí)驗(yàn)中確定*佳生成氯胺的C1:N為4.2 : 1(質(zhì)量比);
(3 )水溫對(duì)氯胺的形成的影響并不明顯:水溫從4℃升高至25℃時(shí)一氯胺的生成量?jī)H降低2.41%,可認(rèn)為水溫不是影響氯胺形成的主要因素;
(4) pH值對(duì)一氯胺形成有一定的影響:pH值在8.1~8.4范圍內(nèi),生成的一氯胺所占分?jǐn)?shù)*高,確定一氯胺形成*佳pH值=8.3;
(5 )濁度和溴離子不利于一氯胺的形成,應(yīng)盡量控制在比較小的范圍;
綜上所述,確定氯胺形成的*佳生成條件:反應(yīng)時(shí)間7.2min,C l:N=4.2 :1 , p H值=8.3,濁度、水溫及溴離子在允許的條件下,盡可能小。
氯胺的**原理
氯氣加到水中,生成次氯酸,次氯酸可以與氨氣反應(yīng)生成氯胺,反應(yīng)如下:
CI2+H2O=HCIO+HCI(1)
NH3+HCIO→NH2CI+H2O(2)
NH2CI+HCIO→NHCI2+H2O(3)
NHCI2+HCIO→NCI3+H2O(4)
由上面的反應(yīng)式可以看出,這些反應(yīng)均存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡(氯胺**起**作用是其緩慢釋放的HCIO.因消耗而減少時(shí),NHCI2按逆反應(yīng)方向生成HCIO,從而實(shí)現(xiàn)**的目的,當(dāng)CI2和NH3的物質(zhì)量化為(15~20):1時(shí),才有顯著的NH3存在NH3存在和含量在**中的影響不大,并且有明顯的氣味,一般不希望其生成.在實(shí)際生產(chǎn)中,在將CI2和NH3的物質(zhì)的量比控制在3~5之間,以保證在正常pH值下一氯胺是主要生成物,當(dāng)pH太低,CI2和NH3的比值越高,對(duì)生成較不穩(wěn)定的氯胺有利,當(dāng)Ph=5~8時(shí),NH2CI和NHCI2共存,它是一種比(NH2CI)更強(qiáng)的**劑,但不穩(wěn)定,有明顯的氣味.
氯胺用于給水**的優(yōu)點(diǎn).
(1)由于氯胺可以避免或減緩水中一些有機(jī)污染物發(fā)生氯化反應(yīng),因此氯胺**一般很少產(chǎn)生三鹵甲烷(THMS)和鹵乙酸(HAAs),產(chǎn)生致癌致突變的化合物也比較少.
(2)氯胺的穩(wěn)定性好,在管網(wǎng)中的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),可以有效控制管網(wǎng)中的有害微生物的繁殖和生物膜的形成,**持久性強(qiáng),更可以保證管網(wǎng)余氯量的要求.
(3)氯氨**是由緩慢釋放出的HCIO發(fā)生作用,故氧化能力相對(duì)比較弱,可以大大減緩液氯**殘留的臭味.
(4)氯胺**對(duì)供水管網(wǎng)的腐蝕性比較小.
氯胺**存在的缺點(diǎn)
盡管氯胺**存在一系列優(yōu)點(diǎn),使越來(lái)越多被用于水廠(chǎng)**中,但也有一定的局限性。
(1)氯胺**是通過(guò)緩慢釋放的HCIO作用的,其**的持久力比較強(qiáng),但是**能力比較弱,**作用不及自由氯。
(2)如果控制不好的投加量,會(huì)激活水中的氨氧化**,而使轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和氨氮,從而使出水中亞硝酸鹽和氨氮超標(biāo)。
(3)氯氨**需要專(zhuān)門(mén)設(shè)加氨間和加氯間,氨氣泄漏事件的防治目前還沒(méi)有比較完善的措施。