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污水處理 自1908年在澤西市首次使用氯以來，使用氯進行水處理已有很長的歷史。盡管全球都在使用氯來生產安全的飲用水，但是氯化并不是一個簡單的過程，尤其是考慮到氯本身是有毒的。最近，我們非常注意正確使用氯，以免形成消毒副產物。 廢水消毒 廢水消毒的主要問題是去除病原微生物。其次，廢水排放不應包含對環境健康有影響的化合物。雖然在飲用水處理中需要殘留氯，但在廢水處理中卻不希望，因為排放到自然環境中的氯可能會對野生生物造成不利影響。 氯能夠通過細菌和病毒滅活來達到消毒目的。氯還可以氧化和降解可溶性污染物，例如農業或醫藥化合物。但是，氯化也可能通過與有機化合物反應而導致形成消毒副產物（DBP）。在廢水中，與飲用水消毒相比，高濃度的有機成分導致DBP的形成潛力更高。 氯的形式 氯可以游離氯或氯胺的形式存在。兩組都可以氧化化合物并達到治療目的，但是，需要更多的氯胺才能滿足相同的氯需求。游離氯的測量分別考慮了水中OCl-和HOCl中氯的離子形式和質子化形式。在這兩者中，HOCl（次氯酸）是較強的氧化劑，在pH低于7.5時占主導地位。 氯胺包括一氯，二氯和三氯，是通過氯與氨在各種pH下反應而形成的。pH高于6時，一氯胺占主導地位。氯胺的測量包括所有三種形式，稱為合并氯。總氯是游離氯和混合氯的量度。與氯不同，氯胺不會隨時間而降解。 所加氯的量等于殘留物中的氯量加上在處理水中消耗的氯量加上與氨反應生成氯胺的氯量。 消毒副產物 在消毒之前未去除的有機分子成為DBP的前體，可能對人體健康有害。游離氯反應生成三鹵甲烷（THMs）和鹵乙酸（HAAs）等化合物，這是對人體健康有不利影響的兩組鹵代化合物。氯胺形成的DBP比游離氯少，這是因為它們的氧化潛能較低，但是它們會反應生成強力致癌物N-亞硝基二甲基胺（NDMA）。 防止DBP形成的方法是除去已知的前體，避免過度氯化或選擇另一種消毒方法。通常，氯和氯胺是最經濟有效的消毒方法，但是如果需要去除DBP，其他消毒方法將具有成本競爭力。由于紫外線不會將鹵素引入系統，因此在紫外線消毒期間不會產生包括THM和HAA在內的鹵化DBP。可能形成其他副產物，例如硝酸鹽光降解為亞硝酸鹽。但是，紫外線消毒產品的產生濃度不會引起人體健康問題。實際上，紫外線具有降解DBP的潛力，并且還可以有效降解氯胺。 氯監測 氯需求量很難預測，因為它取決于水質以及氯形式的特定分布。連續監控可提供對氯消毒過程的最佳控制。氯氣的離線測試依賴于指示劑化學物質N，N-1,4二乙基-1,4-苯二胺硫酸鹽，稱為DPD，可用于比色法或滴定法。游離氯的在線測量使用電流法，該方法依靠導電電極和膜。另外，氧化還原電勢（ORP）的測量提供了有關氯劑量氧化能力的信息，該信息由于HOCl和OCl-之間的形態以及與氯胺的反應而改變。
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