2021年4月，中央第一生態(tài)環(huán)境保護督察組對山西省太原市開展現(xiàn)場督察。督察發(fā)現(xiàn)，太原市清徐縣在南白石河流域污染治理中標準不高、措施不硬、推進不力，影響河流水質(zhì)的一些根本性問題長期沒有得到解決，穩(wěn)定消除劣Ⅴ類水體的目標還未達到。

清徐縣未在雨污分流、截污納管、提升處理能力上下功夫，反而尋找捷徑敷衍應(yīng)付，為“達標”而達標。2020年10月下旬考核時限迫近時，在監(jiān)測斷面—美錦橋斷面上游約300米處建設(shè)簡易處理設(shè)施，將河水抽入該設(shè)施，通過添加次氯酸鈉化學藥劑方式處理后排入河道。山西省地表水環(huán)境質(zhì)量報告顯示美錦橋斷面2020年年均水質(zhì)達到Ⅴ類考核要求。督察發(fā)現(xiàn)，該處理設(shè)施沒有生化工段，僅靠加藥去除氨氮，且純靠人工操作，沒有準確計量，沒有有效控制，時開時停，極不穩(wěn)定，看似“藥到病除”，實則“藥停病犯”。調(diào)取監(jiān)測頻度更高的水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2020年7月至2021年3月，有30%以上的天數(shù)氨氮濃度較高，水體成為劣Ⅴ類。督察進駐前夕，清徐縣開始將該簡易設(shè)施拆除并改建至上游，但工藝未發(fā)生改變。此外，次氯酸鈉為強氧化劑，大量加入導致河水pH值升高，會對水生態(tài)帶來負面影響。

圖1  美錦橋斷面上游簡易污水處理設(shè)施

圖2  美錦橋斷面上游簡易污水處理設(shè)施

清徐縣看似不合理的處理措施中，其實有高人指點，雖然次氯酸鈉除氨氮運行成本高，但是不需要太大的投資成本，次氯酸鈉除氨氮是折點加氯法中的一種，在含氨氮的水溶液中加入次氯酸鈉后，次氯酸、次氯酸根離子能夠與水中的氨反應(yīng)產(chǎn)生一氯胺(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCl3)。由于NCl3在pH<5.5時才能穩(wěn)定存在，而且在水中溶解度很低，只有10-7mol/L，所以在天然水溶液中NCl3幾乎不存在。相關(guān)反應(yīng)機理可用下列反應(yīng)式表示：

NaCl0+H20—HC10+NaOH

NH3+HC10—NH2Cl+H20

NH2C1+HC10—NHCl2+H20

NHCl2+H20—NOH+2Cl-+2H+

NHCl2+NOH-N2+HC10+H++Cl-

總反應(yīng)式為：

2NH3+3NaClO—N2+3H20+3NaCl

由上可知，只要提供足夠的次氯酸鈉劑量，水中的氨氮就可以通過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮氣去除。

折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入含氨氮的廢水中,當通入量達到一定值時,廢水中所含氯離子的量最少,氨的濃度為零,繼續(xù)通入氯氣,溶液中游離的氯又會增多。該值點就稱為折點,游離氯離子的濃度在廢水中也最低。這種消除氨氮的方法就稱為折點氯化法。

在折點處,氯被還原,氨氮基本上都被氧化,繼續(xù)加氯就會產(chǎn)生自由余氯。馬金保等針對用銨鹽催化氧化法制備四氧化三錳過程中產(chǎn)生的某低濃度氨氮廢水,使用折點氯化法去除廢水中的氨氮。試驗結(jié)果表明,在pH=7時,加入NaClO的量為1800(次氯酸鈉溶液與氨氮廢水的體積比)時,反應(yīng)時間10min,廢水中氨氮的去除率達到98%以上。李嬋君等采用折點加氯法處理某含有低濃度氨氮的工業(yè)冶煉廢水,試驗結(jié)果表明:當pH=5.5~6.5,Cl2與NH+4的物質(zhì)的量之比為8.01~8.21時,反應(yīng)時間30min,廢水中氨氮的濃度降至10mg/L以下,達到國家要求的氨氮廢水排放標準。黃海明等使用折點氯化法處理某稀土冶煉過程中產(chǎn)生的低濃度氨氮工業(yè)廢水,試驗結(jié)果表明:在pH=7,Cl與NH+4物質(zhì)的量之比為71,反應(yīng)時間為10~15min時,廢液中氨氮的脫除率達到98%。

其實折點加氯是比較常見的氨氮超標的應(yīng)急手段，與其他方法相比較,該方法具有反應(yīng)速度快，脫氮效果穩(wěn)定，去除氨氮效率高等特點。

但由于折點氯化法會產(chǎn)生副產(chǎn)物氯胺、氯代有機物等,造成水體的二次污染,因而常與其他氨氮處理方法聯(lián)合使用,且脫除效果更好。