[发明专利]一种再生水中氯活性物质及余氯衰减的测定和预测方法

说明书

本发明公开了一种再生水中氯活性物质及余氯衰减的测定和预测方法，用总需氯量(TCD)表征氯活性物质的总量，由测定8小时耗氯量计算得到；用瞬时需氯量(ICD)表征瞬时氯活性物质的量，由测定5分钟耗氯量计算得到；用持续需氯量(LCD)表征持续氯活性物质的量，由TCD与ICD之差计算得到；通过测定水样254nm处紫外吸光度(UV₂₅₄)及公式k＝31.3×UV₂₅₄‑2.83±1.25计算得到氯活性物质与余氯的反应速率常数k。余氯衰减模型公式为本方法具有测定速度快、操作简便、耗材少的特点，仅测定5分钟和8小时两个时间点的余氯浓度，即可估算需氯量浓度，表征氯活性物质，实现再生水加氯后各时刻余氯浓度的准确预测。

技术领域

本发明属于再生水氯消毒技术领域，特别涉及一种能够准确测定再生水中氯活性物质及预测余氯衰减的方法。

背景技术

我国水资源严重短缺，污水再生利用是解决这一问题的有效途径，全面开展再生水的利用，对缓解我国水资源短缺现状具有十分重要的意义。再生水在储存和输配过程中，存在(病原)微生物再生长等现象，严重影响水质，并引发生物风险和健康风险。溶解在水中的氯能够抑制微生物再生长，常用的控制微生物再生长的手段是保证再生水中存在一定浓度的余氯。但再生水中存在的能够与氯反应的活性物质(简称为“氯活性物质”)，可导致余氯快速衰减，严重影响水质安全。

预测余氯衰减的模型可指导实际工程中控制余氯浓度的操作方式，如氯的投加量、二次加氯的时间和点位等。现有的余氯衰减模型大多应用于饮用水管网余氯浓度控制。饮用水水质简单，其中氯活性物质的浓度较低，种类单一。与饮用水相比，再生水中氯活性物质总量大，种类多，余氯衰减情况十分复杂。因此，适用于饮用水的余氯衰减模型通常无法准确预测再生水管网中的余氯衰减情况。

余氯衰减主要是由于氯活性物质与氯反应消耗了余氯，准确定量表征再生水中的氯活性物质是预测余氯衰减的关键。然而，目前尚无能够准确定量表征再生水中氯活性物质的可测量指标。部分模型中用于表征氯活性物质浓度的指标如溶解性有机碳(DOC)、氨氮(NH₄⁺-N)和254nm紫外吸光度(UV₂₅₄)等均无法准确定量表征氯活性物质，影响预测精度。另一些模型中存在虚拟的氯活性物质浓度参数，然而该类参数只能由数据拟合确定，无法直接测量，难以应用于实际。因此，目前尚无能够准确定量表征再生水中氯活性物质的指标，以及能准确预测再生水余氯衰减规律的模型和方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于建立一种适用于再生水复杂水质的余氯衰减预测方法，创建能够准确定量表征再生水中氯活性物质指标的测定方法，应用于所创建的再生水余氯衰减模型，以准确预测再生水余氯衰减规律。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种再生水中氯活性物质及余氯衰减的测定和预测方法，包括以下步骤：

(1)水样瞬时需氯量(ICD,Instantaneous Chlorine Demand)的测定：单位为mg-Cl/L，

(a)在水样中加入次氯酸酸钠储备液，控制初始氯浓度，记为C_Cl,dose，控制反应温度恒定；

(b)投加氯后，测定水样在该时刻的余氯浓度，记为C_Cl,5min，带入公式：ICD＝ΔC_Cl,5min＝C_Cl,dose-C_Cl,5min，通过计算得该水样瞬时需氯量ICD，瞬时需氯量ICD在数值上接近5分钟耗氯量，可用5分钟耗氯量(ΔC_Cl,5min)估算水样瞬时耗氯量；

(2)水样总需氯量(TCD)的测定：

(a)采用与步骤(1)中步骤(a)相同的方法处理水样；