1、高錳酸鉀在生活飲用水處理過程中的應用分析論文 羅岳平1邱振華1李寧1湯光明1施周2摘要：介紹了高錳酸鉀的凈水機制，對合理投加高錳酸鉀的消費技術進展討論，同時分析了高錳酸鉀處理的平安性及其應用前景。關鍵詞：供水水質高錳酸鉀混凝污染高錳酸鉀是一種具有強氧化才能的化學物質，由德國化學之父Glauber在1659年首次發現。他將二氧化錳與硝酸鉀高溫反響產物溶于水中，溶液先呈紫紅色，再轉變為藍色、紅色，最后為綠色。后來進展的研究說明，溶液顏色的順次變化是錳離子價態改變的結果。常溫下，高錳酸鉀為晶體，約80目，密閉條件下的穩定性好。在水中的溶解度并不是很大，20攪拌1560in，溶解度可到達530gL。溶

2、解量超過15gL后，可能發生沉淀現象。配制好的高錳酸鉀溶液不宜長期保存。將高錳酸鉀應用于飲用水處理的理論始于1913年。在倫敦estiddle*水廠，由于微生物大量生長，人們采取了將高錳酸鉀與其他化學物質聯用的控制技術。Hustn那么在遞交給倫敦水務局的報告中首次明確闡述了高錳酸鉀具有防止和除去自來水中異臭異味的作用的觀點。隨后，高錳酸鉀對鐵、錳的除去作用也被認識。但直到20世紀60年代，高錳酸鉀的飲用水凈化功能才被廣泛承受，并在多個水廠單獨或結合使用。1將高錳酸鉀應用于飲用水處理的機理分析1.1高錳酸鉀對異臭異味的除去地表水易出現異臭異味問題，頻次和強度與水中化學物質的類型和分布特征有關。由

3、于異臭異味起源復雜，不可能在同一時刻用某一種藥劑解決所有問題。歷史上，最廣泛使用的異臭異味控制劑是液氯和活性炭。最近20年來，高錳酸鉀、臭氧和二氧化氯等藥劑的應用在增加。高錳酸鉀主要通過氧化作用降解產生異臭異味的有機物；很多研究說明，高錳酸鉀與溶解性有機物發生的反響具有廣譜性，可以控制或減弱很多液氯無法消除的異臭異味。自然水體中，有機物都表現出吸附到懸浮顆粒物或膠體外表的趨性。懸浮顆粒物或膠體外表被覆有機物膜后，不易混凝除去。參加高錳酸鉀，有機物膜被氧化，懸浮顆粒物或膠體的外表性質發生有利于脫穩凝聚的變化，從而使除濁效率增加，有機物含量也隨之降低，減輕了水體的異臭異味。高錳酸鉀通過下述反響除去

4、地下水的硫化氫異味：4Kn4+3H2SS+2K2S4+3n+n2+3H2.(1)水體pH值對此反響的影響大，一般要求將pH控制在657。生成的硫和二氧化錳等沉淀物可過濾除去，但膠體態硫的除去效果不佳。1.2高錳酸鉀氧化除去、錳高錳酸鉀可在很寬的pH范圍內按(2)、(3)式與鐵、錳化合物發生氧化復原反響。n4-+3Fe2+4H+3Fe3+n2+2H2.(2)2n04-+3n2+2H25n2+4H+.(3)水體pH值越高，(2)和(3)式進展越快。假如原水中錳含量高，將pH調至85以上，除去效果更佳。要求保證足夠的水力停留時間，使反響充分完成，所形成的沉淀物能在沉淀池沉淀除去或被濾料有效截留。13

5、高錳酸鉀的助凝作用高錳酸鉀與水中的復原性物質發生反響，水體顏色由粉紅或紫紅色變為褐色。生成不溶于水的中間產物二氧化猛。二氧化錳具有一定的吸附才能，其BET值3002g左右。有研究指出，當PH95時，n2+的氧化速率相對較慢，主要通過吸附到二氧化錳外表后沉淀或過濾除去，見化學反響式(4)、(5)和(6)。二氧化錳也作為新生凝核促使懸浮顆粒物或膠體發生凝聚后沉降。此外，二氧化猛既自身吸附有機物，又通過助凝作用除去有機物，故而可以較為有效地降低待處理水的有機物含量。將水體pH維持在7.58.0，二氧化錳的沉淀或過濾除去效率較高。14高錳酸鉀的消毒和除藻作用高錳酸鉀具有消毒才能。有報道指出，用高錳酸鉀

6、處理后，水中大腸桿菌的數量下降。但考慮到投加高錳酸鉀會使水體顏色發生改變，并且生成二氧化錳等副產物，一般不將其作為主消毒劑使用。然而，用投加高錳酸鉀取代預氯化是可行的。一方面，高錳酸鉀發揮局部消毒作用，另一方面，高錳酸鉀預氧化除去腐殖酸和富里酸，能有效抑制氯化消毒副產物的生成。高錳酸鉀殺斑貽貝和藻類的效果明顯。0.4-4.0pp的高錳酸鉀可徹底殺滅很多藻類。用高錳酸鉀控制水庫內藻的生長的本錢較用硫酸銅高，但同時在很大程度上消除了水中殘存的異臭異味。在有些環境中，硫酸銅抑制藻類生長無效，高錳酸鉀卻作用良好，理論之一是，鐵為藻類合成葉綠素的必需元素，高錳酸鉀使之發生氧化作用并沉降，從而延滯藻類生長

7、。2高錳酸鉀處理飲用水的實驗室和實際消費效果消除或降低異臭、異味和異色是將高錳酸鉀用于飲用水處理的經典實例。國內外很多水廠都證實這種應用是成功的。在有機污染嚴重的季節，采取投加高錳酸鉀的處理措施，投資少，操作方便，卻能獲得良好效果。國內學者李圭白、馬軍等人圍繞用高錳酸鉀處理飲用水的實驗室和消費應用研究開展了比擬系統、深化的工作1-3。他們研制的高錳酸鉀復合藥劑在除去水中藻類、異臭異味和微量有機污染物，助凝，降濁等方面具有良好的表現。所進展的消費性實驗說明，用高錳酸鉀復合藥劑預氧化能較好地除去微污染原水中的致突變物質，可強化懸浮顆粒物或膠體的脫穩，增大絮體尺寸并使之快速下沉4。當水中存在天然有機

8、物時，高錳酸鉀的助凝作用更加顯著。姜成春和查人光等提出將高錳酸鉀與粉末活性碳聯用途理微污染原水的技術5,6。實際運行中發現，投加高錳酸鉀后，反響池出口處的礬花由絮狀變成片狀。在沉淀池內，二氧化錳顆粒沉降快，別離效果好，沉淀出水的UV254值下降。用投加高錳酸鉀取代預氯化，沉淀區內的異味明顯降低。在美國，有些取密執安湖水為原水的水廠嘗試用投加高錳酸鉀代替投加活性碳，結果消費本錢下降而出廠水的臭味指標好轉。假如反響產物二氧化錳來能沉淀除去而進入濾池，那么可能粘附到表層濾料上。雖然這種錳砂接觸層起化學催化作用，有利于繼續除鐵、錳，但濾料粒徑、密度及其外表特征等性質發生改變，可能給過濾過程帶來不良影響

9、。3對高錳酸鉀投加技術的討論31高錳酸鉀投加點的選擇一般要求將高錳酸鉀盡早投入待處理水中，很多水廠的高錳酸鉀投加點設在取水頭部，這樣能使氧化過程充分進展，最大程度地除去異臭異味、藻類等，并發揮二氧化錳的凝核作用，進步絮凝和沉淀效率。假如不能在取水口處投加，至少要保證在快速混合前投加。不要將高錳酸鉀與絮凝劑同時投入水中，否那么，兩者之間發生反響，反而降低除異臭、異味和異色及混凝的效果。32高錳酸鉀與其他水處理藥劑的投加序列安排合理安排各種水處理藥劑的投加序列對強化凈化處理至關重要。很多水處理藥劑是不能混合投加的，如鋁鹽和氫氧化鈉，陰和陽離子高分子聚合物，氨與液氯和鋁鹽等。在實際消費中，要求保證不

10、宜混和藥劑至少3-5in的投加間隔。可參考下列圖確定各處理藥劑的適宜投加點：受已建凈水構筑物構造設汁限制，很多水廠無法保證投加點問35in的時間間隔。調整的原那么是，投加點1宜盡量提早，投加點2設在處理構筑物前，投加點3最大程度地遠離投加點2。在針尖大小的鋁絮體形成后再投加陰或非離子型高分子聚合物，可望使絮體生長最充分。假如主要是為除去水的異臭、異味或異色，高錳酸鉀宜在氯化處理前投加，這樣有利于氧化降解各種前驅物，降低消毒副產物的生成量。對鐵、錳含量高的地下水，氧化處理那么應安排在高錳酸鉀投加之前，使氯氧化除鐵，而高錳酸鉀主要與錳發生反響，這樣既降低了消費本錢，又可保證處理效果。在高錳酸鉀不能

11、單獨有效控制異臭、異味和異色的情況下，常采取與粉末活性碳聯用的技術。姜成春等發現，高錳酸鉀與活性碳的作用是協同性質的5。消費中要注意的是，活性碳應在高錳酸鉀氧化反響完畢后投加，否那么，兩者之間發生如下反響：4Kn4+3+H2=4n2+2KH3+K23.(7)增加了高錳酸鉀和活性碳的消耗量，使消費本錢增加。但在另一方面，由于活性碳的復原作用，高錳酸鉀不會由于偶爾因素而過剩，運行穩定可*。33高錳酸鉀投加量和投加方法確實定05-25gL高錳酸鉀足以氧化大多數有機物。一般0.61.2gL高錳酸鉀可使出水TN降至不及3的程度。將高錳酸鉀投入水中后，水體變為紫紅至粉紅色，氧化反響完畢，顏色消失。根據水體

12、顏色的變化，推斷反響接觸時間，并依此調節高錳酸鉀投加量。國外投加經歷是，允許粉紅色擴展到沉淀池或澄清池23水面處，使二氧化錳能在后段沉淀除去。粉紅色必須在濾前消失，否那么，濾池易被堵塞。假如高錳酸鉀投加嚴重過量，剩余高錳酸鉀會進入管網后繼續反響，使用戶龍頭放出水呈黃褐色，帶來衣料染色等一系列不良后果。高錳酸鉀處理具有水系特異性。在對特定水體進展處理時，首先要進展標準燒杯攪拌實驗，理解高錳酸鉀是否有效，并初步確定用量。為使處理效果最正確，有時要調節水體pH值。一般規律是，pH值增高，高錳酸鉀氧化速度加快，投加量可適當減少。高錳酸鉀的投加可采取干粉或溶液兩種方式。假如高錳酸鉀用量超過12kgd，以

13、干粉式投加為宜。用量缺乏12kgd，配制成4的溶液后用計量泵投加到管道中與待處理水混合。高錳酸鉀本身并不吸收水分，但所含少量雜質會吸潮而結成餅狀，要求在枯燥處密封存放備用高錳酸鉀。高錳酸鉀溶液的配制濃度不宜過高，以防晶體析出，一般以5為限度，低那么可配成12，視投加總量調節。國外已研制出高錳酸鉀自動檢測裝置，檢出下限低至0.01gL剩余高錳酸鉀。通過安裝自動檢測設備，易于實現對高錳酸鉀投加操作的準確控制。4使用高錳酸鉀的平安考慮固體高錳酸鉀被認為是有毒物質。美國研究人員進展的毒理實驗說明，高錳酸鉀對鼠LD50700-1830gkg。類推到人類，一個體重80公斤的人空腹吞食2.3升5的高錳酸鉀溶液可致死。美國國家環保局建議的高錳酸鉀平安濃度為200gL，超過此值，可能損傷人體組織。飲用水消費過程中，高錳酸鉀的使用濃度在平安范圍內，不會帶來任何毒副作用。但應該盡可能保證適量投加，防止剩余高錳酸鉀進入管網，產生毒害之外的二次污染問題。特殊情況下，可通過活性碳吸附過量高錳酸鉀。高錳酸鉀粉末及溶液對操作人員具有一定的危險性，要注意采取必要的保護措施，并加強平安教育。高錳酸鉀能腐蝕鐵