长沙市雅礼中学 1507班 湖南 长沙 410007
摘要：以国内某化工厂污水池作为研究对象，通过投入定量的漂白粉除去污水中的主要污染物氨氮。通过控制漂白粉的投入量、调节污水pH值以及反应时间来探究最佳的去污方案。最后通过对比3种常用去污试剂的去污效果以及成本，得出合理的实验方案。实验结果表明：漂白粉用量为5 g/L，污水溶液pH值调节至6，反应时间80分钟为最佳的去污方案。同时，通过3种常用试剂的对比，也进一步证明了漂白粉是理想的工业污水处理试剂。
关键词：漂白粉；氨氮；投入量；pH值；反应时间
中图分类号：X3 文献标识码：A
1引言
在自来水净化以及杀菌过程中，漂白粉经常得到运用，它的主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2]，该物质具有强氧化性，极易与水发生水解反应[1]。利用漂白粉的这一化学性质就可以实现污水治理，因为它可以将污水中的主要污染物氨氮物质降解为无害的氮气排除，从而达到理想的去污效果。此外，漂白粉的成本低廉，来源广泛，是一种非常理想的污水处理试剂。本文以国内某化工污水池为研究对象，研究了漂白粉用量、污水pH值以及反应时间对去污效果的影响，同时对比了3种常用去污试剂的去污效果。
2实验部分
2.1 仪器、设备与试剂
AL104型电子分析天平，MYP11-2型恒温磁力搅拌器，COD9502型pH计，UV953S紫外-可见分光光度计，漂白粉，硫酸，氢氧化钠，污水样品(某化工厂污水池)。
2.2实验流程
取500 ml污水样品置于烧杯中，由于氨水中含有氨，所以本实验采用硫酸和氢氧化钠来控制污水溶液的pH值，去定量的漂白粉放入污水中，最后置于磁力搅拌器上进行反应，定时量取污水溶液的上清液进行氨氮含量检测，检测方法为纳氏试剂比色法。
2.3漂白粉去污原理
漂白粉中的主要物质为次氯酸钙，次氯酸钙遇水会发生水解反应，水解反应方程式如下：
3 结果与讨论
3.1 漂白粉质量对去污效果的影响
图1漂白粉用量与去污效果的关系图
影响漂白粉去污效果的因素很多，我们首先考虑漂白粉使用量对去污效果的影响。取污水500 ml作为标准试样放入烧杯中，将不同质量的漂白粉投入烧杯与污水进行反应，反应时间为100分钟，pH值控制弱酸性范围内。图1显示了漂白粉质量与氨氮去除率的关系。结果表明，随着漂白粉使用量的不算增加，主要污染源氨氮物质的去除率也在不断攀升，当漂白粉的使用量在2 g以上时，氨氮去除率的趋势有所减缓，随着漂白粉的使用量进一步增加至3 g时，氨氮去除率已经没有明显变化，考虑到成本以及经济效益，最佳的漂白粉用量为5 g/L。
3.2 污水溶液pH值对去污效果的影响
图2 污水溶液pH值与去污效果的关系图
在污水处理过程中，pH值也是影响污水处理效果的一个重要因素，所以本文也将这一影响因素作为污水处理的考量标准。同样去试样污水500 ml，将2.5 g漂白粉放入污水中，反应时间为100分钟。结果表明，随着污水溶液的pH从弱酸性过渡到强碱性，污水中氨氮物质的去除率呈现出明显下降趋势，当pH值为6左右的弱酸性时，去污效果较好，氨氮去除率约为90%，当污水溶液为中性时，氨氮去除率略有下降，约为85%，去污效果也算尚可，但是当污水溶液变为弱碱性时，去污率呈现出明显下降趋势，用氢氧化钠溶液继续调节污水溶液酸碱度直到pH值升高到10时，污水中氨氮物质的去除率将为40%左右。随着污水pH值的升高，漂白粉的去污能力逐渐减弱的主要原因是溶液中一旦到达碱性条件，漂白粉中的主要物质次氯酸的氧化功能就会受限，污水中的主要污染物氨氮无法转化成氮气，致使氨氮物质无法得到释放，所以考虑到去污效果，在污水处理过程中，污水溶液的pH值应该保持在6左右的弱酸性条件。
3.3 反应时间对去污效果的影响
图3 反应时间与去污效果的关系图
再确定了以上两个影响因素的基础上，我们将反应时间也作为一个重要的影响因素去考量漂白粉对污水的去污能力。同样去500 ml污水试样，将2.5 g漂白粉放入其中，然后进行搅拌，pH值控制在6左右。间隔20分钟取样一次，取样时选取上清液对其进行纳氏检测。结果表明，随着漂白粉与污水中污染源反应时间的增加，主要污染源氨氮去除率明显升高，20分钟时，氨氮去除率仅为30%，当反应时间逐渐增加到80分钟时，氨氮去除率增加到90%，随着反应时间继续增加到100分钟，氨氮去除率没有明显增加，考虑到成本问题，我们将污水处理过程中的反应时间定为80分钟。
3.4不同去污试剂去污效果及成本对比
表1不同试剂比较
我们将工业生产中常用的三种污水处理试剂做了对比，对比结果发现，三种试剂的去污效果都非常好，且水底无污泥产生，水中残留的试剂含量也很少，说明三种试剂都可以作为常规的污水处理试剂，但是从成本一栏可以看出，漂白粉的成本最低，仅为次氯酸钠和专业氨氮去除率的五分之一和二分之一，说明漂白粉是一种价格低廉，去污效果理想的污水处理试剂。
4 结论
本文通过三种去污试剂的对比，发现漂白粉的成本最低，去污效果最好，可作为工业生产中的污水处理试剂。同时通过对比实验发现，当标准污水试样体积为500 ml时，漂白粉的添加量为2.5 g，pH值控制在6，反应时间为80分钟时，污水中氨氮物质的去除效果最为理想。
参考文献：
[1] 崔康平, 周元祥, 李如忠. 化学工业园区水污染控制与水资源综合利用技术[J]. 建设科技. 2012(12): 79-81.
论文作者:陈放
论文发表刊物:《科技中国》2017年3期
论文发表时间:2017/5/31
标签：漂白粉论文; 污水论文; 试剂论文; 效果论文; 溶液论文; 污水处理论文; 时间论文; 《科技中国》2017年3期论文;