高锰酸钾、复合高锰酸钾水厂应用.pdf

高锰酸钾及高锰酸钾复合药剂在水厂的应用本文出自 : 水世界网 作者 : mengyan197206 点击率 : 1007 高锰酸钾一、高锰酸钾的主要性质：固态的高锰酸钾是紫色粒状或针状晶体， 有蓝色金属光泽， 无臭味， 不易溶解高锰酸钾的水溶液为紫色，有甜涩味，容易因光照分解，二氧化锰和其它杂质条件的催化作用而分解，产生粽色的二氧化锰沉淀高锰酸钾在酸性条件下是强氧化剂，能氧化水中的大部分有机质，在中性和碱性条件下能分解成二氧化锰并放出活性氧高锰酸钾固体大量储存时有燃烧的危险，溶液和干态物质在与有机物或易氧化物质接触时可能分爆炸二、高锰酸钾的应用特点：据 Banerjea 实验，在普通情况下 2mg/L ，深度 24h 接触间时可获得满意的消毒，相当于 CT 值 2880min.mg/L 但高锰酸钾的消毒能力要逊色于臭氧和氯，接触时间需要很长高锰酸钾用于水的消毒特点：优点： （ 1）高锰酸钾可以用来氧化吸附由氧和引起臭味的有机物，可以与许多水中的杂质如二价铁、锰、硫、氰、酚等反应，由于有机物被氧化，因此会减少处理水中 THM，氯酚和其它氧化消素副产物的产生，使水的致突变活性大大降低 2）采用高锰酸钾消毒的水不会产生嗅、味和有毒的消毒副产物。

3）、能够杀灭很多门类的藻类和微生物，甚至部分原生物和蠕虫 4）、投加和检测比较方便 5）、反应产物为水合的二氧化锰，它有一定的吸附和助凝作用 6）、高锰酸钾可以和活性炭联用，两者都有去除氯代物前驱物质的作用联用时对水中有机物的去除效率远高于其各自单独使用的效率，但使用时应注意，由于活性炭会还原高锰酸钾，所以两者不宜同时使用缺点：（ 1）、接触时间长特别适合长距离输送的预氧化）（ 2）、投加过量会引起出厂水色度升高长期过量投加，反应产物水含二氧化锰易使滤料板结 3）、高锰酸钾价格较贵三、高锰酸钾除藻：利用高锰酸钾除藻也有较好的效果，对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水一般高锰酸钾投加量为 1– 3mg/L 、接触时间不少于 2h 以上如果预氧化过程中高锰酸钾投量过，可能会穿透滤池而进入配水管网，出现“黑水”现象，而且出水的含锰量增加，有可能不符合生活饮用水水质标准过剩的高锰酸钾可在沉淀池中去除，只要淡红色已在池内消失，高锰酸钾就不会进入滤池有时也可投加粉末活性碳去除过剩的高锰酸钾，其投加点应在高锰酸钾氧化反应完成以后，以免相互作用而降低除藻效果，但是粉末活性碳也可能穿透滤池而进入配水管网，宜在滤速上加以控制。

采用高锰酸盐复合药剂或高锰酸钾作为预氧化剂，所取得的除藻效果优于单纯混凝效果， 它可以显著降低水中的 U254 值， 也就是破坏水中的有机物结构，同时它还能消除由藻细胞分泌的部分臭味物质， 对藻毒素 MC， 高锰酸盐的去除率可以达到 60%马军等认为它所形成的新生态水合二氧化锰对含藻水的混凝具有明显的促进作用，新水合二氧化锰能够吸附水中藻类，从而增加藻在水中的沉淀速度，形成相对较密实的絮体预氯化常用于水处理工艺中，以杀死藻类，是单一的氧化作用，而高锰酸盐预氧化能是氧化和新生态水合二氧化锰吸附的协同作用高锰酸钾对水中浮游生物有显著影响，一高锰酸钾可使微生物失去运动活性；二是在高锰酸钾作用下，微生物细胞可分泌出生化聚合物高锰酸盐复合药剂预氧化处理高污染地表水效能机理的探讨有机物在水中的大量存在使水中的胶体颗粒能够和有机物之间互相作用，在胶体颗粒表面形成一层天然有机涂层 (organiccoatin) ， 溶解性天然有机物由于其高带电性和强亲水性造成颗粒间空间阻碍和双电层排斥作用， 阻碍颗粒间的结合 ; 使无机胶体的亲水性增加，负电性增强，因而对水中无机胶体颗粒还起到稳定剂和分散剂的作用 . 这在水处理中表现为混凝时水中胶体颗粒难以脱稳， 过滤时滤料表面易被水中有机物包裹起来，胶体颗粒不易与滤料吸附结合，有可能失去部分过滤功能。

高锰酸盐复合药剂预氧化工艺对珠江后航道高污染地表水具有较好的除浊和除有机物效能的原因主要有 : 1、 高锰酸盐复合药剂预氧化工艺利用其有效的氧化性， 通过破坏胶体颗粒表面的有机涂层， 降低胶体颗粒表面负电荷和双电层排斥作用 ! 减小颗粒间的空间阻碍， 达到有利于颗粒间的碰撞的效果，使水中胶体颗粒易于脱稳，从而达到有利于有机物和浊度降低的效果 ; 通过改变和破坏水中胶体颗粒表面的有机物结构， 使混凝剂更加有利于直接和胶体颗粒和被高锰酸盐复合药剂改变结构的溶解性有机物作用，达到强化混凝效果2、 高锰酸盐复合药剂氧化水中的还原性无机物和有机物产生的新生态的水合二氧化锰具有催化氧化、吸附及架桥联结作用二氧化锰在许多反应中被用作催化剂，有研究发现，某些有机物在和高锰酸钾开始接触时不发生反应，但放置一段时间以后就会发生反应，说明反应刚开始时速度很慢，随着中间产物二氧化锰的产生，反应速度越来越快， 表明二氧化锰具有较强的催化作用 : 新生态二氧化锰具有表面配位性，其具有巨大的比表面积， 有很强的吸附作用 ; 新生态二氧化锰能在水中迅速形成较大分子聚合物，通过表面配位或其他化学作用以及吸附作用与水中带负电的胶体颗粒表面结合，并在胶体颗粒之间起架桥作用，使水中胶体颗粒相互结合在一起，最终生成大的絮体或发生共沉淀，达到强化混凝除浊除有机物的目的。

有研究表明，水合二氧化锰对水中腐殖酸表现出优良的吸附去除效能，腐殖酸分子量越大，水合二氧化锰对其吸附作用越强阁3、高锰酸盐复合药剂能够氧化水中的 Fe2＋、 Mn2+使其变成 Fe3＋、 Mn02，这些金属水解物能够和其他的物质一起产生凝聚现象高锰酸盐复合药剂在破坏胶体颗粒表面的有机涂层过程中，能够对有机物结构产生破坏，释放出 Fe2+、 Mn2+、 Fe3+ 、Al2 ＋、 Ca2 十、 M2＋、 Mn02 等物质， 这些物质发生水解， 能够和有机物、 胶体颗粒、藻类、微生物及在有机物、胶体颗粒、藻类、微生物之间产生凝聚现象有研究观察到， 投加高锰酸钾后， 投加混凝剂前，能够诱导出水中颗粒凝聚作用 ; 新生态的水合二氧化锰与水中细小纤维有机基质、藻类及其分泌的生化聚合物、细小胶体颗粒等通过吸附架桥作用连接到一起，强化了混凝的凝聚作用高锰酸盐复合药剂氧化有机物后，通过其中各种成分对腐植酸类物质不同官能团的作用，使其梭基含量比单独高锰酸钾氧化产生的狡基含量增高， 使腐殖酸类物质与 Fe2＋、 Fe3＋、 Ca2＋、M2＋等离子发生络合，使之溶解度降低和在这些金属的沉淀物或絮体上的吸附倾向增大 ; 高锰酸盐复合药剂氧化腐殖酸后使一些处于介稳态的腐殖酸类物质发生氧化聚合，从而降低其稳定性圈。

高锰酸钾法1. 高锰酸钾的性质高锰酸钾 (KMnO4) 能溶于水， 与有机物或其它还原性物质混合， 可燃烧或爆炸常用作氧化剂，滴定分析中用于定量银、钡、硫酸及测定铁、矾、锡等众所周知高锰酸钾是常用的强氧化剂，高锰酸钾作为氧化剂时出现各种不同的情况，它在不同的介质中出现不同的产物，在酸性介质中还原产物为 Mn2＋，呈粉色 ; 在中性介质中还原产物为 MnO2，呈棕黑色沉淀 ; 在碱性介质中还原产物为 MnO42一，呈绿色这是由于在不同介质中， MnO4一都具有一定氧化性，都可与较强的还原剂作用高锰酸钾具有一定的毒性，使用时应按量使用，防止中毒2. 对水中藻类和徽生物去除的作用许多学者研究表明，高锰酸钾能够和水中藻类和微生物产生显著的作用，主要表现在两个方面 :1. 高锰酸钾对水中的藻类和微生物的生物和运动活性具有显著的氧化抑制作用 当高锰酸钾投量达到 0.5mg/L 以上时， 水中的一些带鞭毛的藻类如隐藻、裸藻都被氧化失去运动活性，某些硅藻如舟型藻、菱形藻等特殊滑翔游动活性也完全受到禁阻高锰酸钾还使纤毛虫、夹壳虫、挠足虫等的运动活性受到禁阻或氧化完全失活这些生物失去运动活性后，有利于后续混凝效果的提高。

2. 在高锰酸钾的氧化作用下， 藻类和微生物细胞可分泌出生化聚合物， 在高分辨率扫描电镜 (SEM)观察到，在高锰酸钾的作用下，藻类细胞向周围介质超量释放生化聚合物参与混凝过程，达到强化混凝的目的高锰酸钾处理饮用水存在的问题讨论1、投加点的选择一般要求将高锰酸钾尽早投入待处理水中，很多水厂将投加点设在取水头部，这样能使氧化过程充分进行，最大程度地去除嗅味、藻类等，并发挥二氧化锰的凝核作用，提高絮凝和沉淀效果如果不能在取水口处投加高锰酸钾，至少要保证在快速混合前投加 . 不要将其与絮凝剂同时投入水中， 否则两者发生反应， 反而降低处理效果2. 水处理药剂的投加顺序各种水处理药剂的投加顺序对强化、净化处理至关重要很多药剂是不能混合投加的，如铝盐和氢氧化钠，阴离子和阳离子高分子聚合物，氨、液氯和铝盐等在实际生产中， 要求不易混合的药剂至少保证 3-5min 的投加间隔时间 在高锰酸钾不能单独有效地去除嗅味和色度的情况下，常采取与粉末活性炭联用的方法，在生产中要注意的是 : 活性炭应在高锰酸钾氧化反应结束后投加， 否则两者发生如下反应， 这会增加药耗KMn04 +3C+H20=4MnO2+2KHC03+K2C03 3. 使用安全考虑高锰酸钾粉末及溶液对操作人员具有一定的危险性。

要注意采取必要的保护措施，并加强安全教育高锰酸钾会腐蚀铁质管道一般要求对钢管等进行涂衬保护或使用塑料管在决定投加高锰酸钾进行预处理前，要充分考察生产环境，并控制不利影响高锰酸钾氧化除藻机理探讨高锰酸钾能够和水中的微生物及藻类产生显著的作用，许多学者研究表明这首先主要是因为高锰酸钾的氧化作用， 主要表现在两个方面 :1. 高锰酸钾对水中的藻类和微生物具有显著的抑制作用， 使藻类运动失去活性 ;2. 在高锰酸钾的氧化作用下， 藻类和微生物细胞可以分泌出生化聚合物，这些藻类胞外有机物起到类似于阴离子或非离子型聚电解质的作用研究表明，当高锰酸钾投量达到 0.5mg/L 以上时，水中的一些带鞭毛的藻类如隐藻、裸藻都失去活性，某些硅藻如舟型藻、菱型藻等特殊滑行游动活性也完全受到禁阻，高锰酸钾还使纤毛虫、夹壳虫等的活动活性受到禁阻或完全失活，这些生物失去运动活性后，有利于混凝、过滤效果的提高高锰酸钾对水中微生物的氧化作用，使微生物释放出生化聚合物参与混凝过程，达到强化混凝、过滤的目的此外 ， 这 一过程也与氧化产生的新生态二氧化锰的吸附作用有很大关系， 高锰酸钾在氧化水中的有机物和还原性物质时，在中性和偏碱性的条件下，能够产生新生态的水合二氧化锰固相物质。

二氧化锰属于过渡金属氧化物，由于锰的原子核外层含有 d 电子和空轨道，因而二氧化锰具有良好的表面活性，二氧化锰的表面具有成键能力，除具有物理吸附能力外，在二氧化锰的表面还可形成更为牢的化学键，吸附能力极强新生态的水合二氧化锰可以吸附溶解于水中的有机物、吸附胶体颗粒表面有机涂层上的有机物进而吸附胶体颗粒、直接作用于胶体颗粒表面吸附胶体在扫描电镜 (SEM) 下观察高锰酸钾对藻类氧化前后的藻类的变化， 发现水合二氧化锰吸附在藻类表面，明显改变了藻类的特性，增加了藻类的比重，改善了藻类的沉降性能，从而有利于沉降和过滤的去除二氧化锰的吸附作用可以促进和加快絮体的形成和长大，有利于混凝和后续工艺对有机物和浊度的去除pH 值对氧化效果的影响pH 值能直接影响水中胶体颗粒和藻类的电荷和电量，控制混凝剂水解产 物的类 型、浓度和电荷，决定金属氢氧化物在水中的溶解度等 pH 值是控制水中化学反应动力学的一个条件， 决定混凝剂的水解速率 大多数氧化剂的氧化能力都受到 pH 值的影响， pH 值不同，其氧化作用及氧化产物也不相同本实验通过改变氧化反应的 pH值来确定氧化剂氧化的最佳条件高锰酸钾加药系统的自动控制陈立魁（北京市自来水集团，北京 100085) 摘要：本文针对第九水厂密云水库水质因藻类大量滋生，致使水体产生嗅味，采用高锰酸钾预氧化技术去除原水嗅味的水处理工艺，概要介绍了利用现有日本横河CEN。