高锰酸钾复合药剂

高锰酸钾复合药剂(CP)的强化混凝效果

水中有机物的增加，彻底改变了源水体系的各项平衡，使胶体的稳定性朝着增加的方向发展，不利于水的混凝和浊度的去除。水处理所面临的问题已不仅仅是浊度和细菌的去除，还包括有机污染物的去除以及由有机污染物所引起的色度、嗅味、藻类、氯仿前质、致突变等物质的去除。

1 试验方案与过程

生产性试验是在D市一地面水厂进行，该厂以附近的地面水库为水源(水库水来自嫩江)，近年来由于居民生活污水和工业废水的排入，源水受到严重的污染。其中一月份的水质全分析报告中的CODCr值高达39.5 mg/L,而水中的浊度仅为几十NTU。这种高有机物含量的地表水在低温低浊时期是一种比较难以处理的水体。

试验选择在水质最难处理的低温、低浊、高污染时期(共2年)，其时的水温、pH值、浊度相对稳定，便于进行对比，试验期间水质条件见表1。

图1为该厂的工艺流程图，设计水量为10×104 t/d，两套平行水处理系统的工艺和设计参数相同。

试验选择其中的一套处理系统进行，即Ⅰ套预投氯，Ⅱ套预投高锰酸钾或高锰酸钾复合药剂(CP)，以便对比三种预处理工艺的处理效果。各处理工艺的药剂投加量见表2。

对水中化学指标的检测都进行平行样分析(取平均值)，其中氯仿、四氯化碳的化学指标进行了三个平行样的检测。氯仿、四氯化碳的检测采用气相色谱仪液上空间法。

2 试验结果与分析

2.1对CODCr的去除效果

由表1可以看出，源水的CODCr值在一年中变化很大。几种预处理工艺对水中CODCr的去除率存在着差别，在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对CODCr的去除率分别为1.8%、9.5%、46.1%，平均为19.1%；高锰酸钾预处理对CODCr的去除分别为14.7%、7.2%、43.3%，平均为21.7%；CP预处理对CODCr

的去除率分别为20.2%、30.5%、49.9%，平均为33.5%。从中发现高锰酸钾预处理和预氯化工艺对CODCr的去除率基本接近，但CP预处理对CODCr的去除效果在三种强化混凝工艺中是最优的，分别比预氯化、高锰酸钾预处理对CODCr的去除率高出14.4%和11.8%。

2.2 对NH3-N的去除效果

三种预处理工艺对水中NH3-N的去除率差别较大，在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对NH3-N 去除率分别为68.4%、75.2%、73.9%，平均为72.5%；高锰酸钾预处理对NH3-N的去除率分别为47.5%、49.6%、48.9%，平均为48.7%；CP预处理对NH3-N的去除率分别为66.1%、73.4%、71.5%，平均为70.3%。从中发现，CP预处理和预氯化工艺对NH3-N的去除率基本接近，而高锰酸钾对NH3-N的去除效果最差。

2.3 对NO2-N的去除效果

源水的NO2-N值在一年中变化很大，其中4月和10月的NO2-N值较低，12月—次年1月的NO2-N值较高，但三种强化混凝工艺都能将NO2-N值降低到0.004 mg/L，说明预氯化、高锰酸钾预处理、CP预处理工艺对NO2-N的氧化去除效果都很好。

2.4 对总Mn值的影响

源水的总Mn值在一年中变化较大，但三种预处理工艺对水中总Mn的去除率差别不大。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对总Mn的去除率分别为62.4%、84.7%、39.2%，平均为62.1%；高锰酸钾预处理对总Mn的去除率分别为62.4%、83.5%、39.2%，平均为61.7%；CP预处理对总Mn的去除率分别为62.7%、84.7%、52.0%，平均为66.5%。高锰酸钾预处理、CP预处理工艺对总Mn都有良好的去除效果表明，高锰酸钾的加入不仅未使水中的总Mn增加，反而对总Mn去除具有促进作用。比较而言，CP预处理对总Mn的去除率分别比预氯化、高锰酸钾预处理提高4.4%和4.8%。

2.5对氯仿值的影响

在4月、10月、12月—次年1月的源水中，氯仿值未检出。经过预氯化作用，沉后水的氯仿值分别达到32.7、46.2、44.0 μg/L，平均值为41.0 μg/L；经过单独聚合氯化铝(PAC)的混凝作用，沉后水中未检出氯仿；CP预处理的沉后水中也未检出氯仿。它反映了CP预处理工艺除在强化混凝除浊方面比预氯化具有优势外，在沉后水中无氯仿检出方面也具有预氯化所不能比拟的优势(本文所指的未检出氯仿是指氯仿

的检测值在仪器的检测限以下)。

再看三种预处理工艺对沉后水氯仿生成势值的影响。源水的氯仿生成势值在一年中变化较大，平均为195.7 μg/L。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化沉后水的氯仿生成势分别为273.0、295.0、205.0 μg/L，平均为257.7 μg/L；高锰酸钾预处理的氯仿生成势分别为292.3、207.5、169.2 μg/L，平均为223.0 μg/L；CP预处理的氯仿生成势分别为230.0、168.0、158.5 μg/L，平均为185.5 μg/L。因此三种预处理工艺对水中氯仿生成势都具有不同程度的影响，其中预氯化使水中的氯仿生成势增加最多，比源水平均高出31.7%；高锰酸钾预处理使水中的氯仿生成势有所增加，比源水平均高出13.9%；CP预处理使水中的氯仿生成势有所降低，比源水平均降低5.2%。以上结果说明，CP预处理工艺在减少氯仿前质方面具有一定的效果。

2.6 对四氯化碳生成势的影响

源水的四氯化碳生成势在一年中变化较大，平均为10.5 μg/L。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化的四氯化碳生成势分别为4.2、18.7、11.4 μg/L，平均为11.4 μg/L；高锰酸钾预处理的四氯化碳生成势分别为3.6、16.1、9.4 μg/L，平均为9.7 μg/L；CP预处理的四氯化碳生成势分别为2.9、13.3、9.1 μg/L，平均为8.4 μg/L。

三种预处理工艺对水中四氯化碳生成势都具有不同程度的影响，其中预氯化使水中的四氯化碳生成势增加最多，比源水四氯化碳生成势平均高8.6%；高锰酸钾预处理使水中的四氯化碳生成势有所降低，比源水四氯化碳生成势平均降低7.6%；CP预处理使水中的四氯化碳生成势有一定程度的降低，比源水四氯化碳生成势平均降低20.0%。这说明CP预处理工艺在减少和降低四氯化碳前质方面具有较好的效果。

2.7 对细菌的去除效果

源水的细菌总数在一年中变化较大，平均值为1 488 个/mL。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对水中细菌总数的去除率分别为100%、97.5%、99.6%，平均为99.0%；高锰酸钾预处理对水中细菌总数的去除率分别为45.3%、8.3%、7.1%，平均为20.2%；CP预处理对水中细菌总数的去除率分别为99.1%、97.5%、99.6%，平均为98.7%。预氯化、CP预处理工艺对水中细菌总数都有十分良好的去除效果，其沉后出水的细菌总数指标就已达到出厂水的要求，同时也反映出CP在投量比氯低很多的情况下，灭菌的效果十分显著。

源水的大肠菌群数值在一年中变化较大，平均值为3 200 个/mL。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对水中的大肠菌群去除率分别为100%、100%、100%，平均为100%；高锰酸钾预处理对水中的大肠菌群去除率分别为24.6%、13.6%、19.7%，平均为19.3%；CP预处理对水中的大肠菌群数去除率分别为100%、100%、100%，平均为100%。相比之下，预氯化、CP预处理工艺对水中大肠菌群都有十分优异的去除效果，沉后出水的大肠菌群数指标就已达到出厂水的要求，同时也反映出CP在投量比氯低很多的情况下，灭菌的效能十分优异。

3 结语

通过对嫩江水库水不同时段、不同污染程度的水体进行生产性试验的结果可以清楚看到，对于低温、低浊、高污染的水体，高锰酸钾复合药剂(CP)预处理除具有强化混凝除浊效能外，还对水中的一些检测指标具有显著的影响。它在去除CODCr、NH3-N、NO2-N，降低氯仿生成量、氯仿和四氯化碳前质和总Mn，灭除水中细菌和大肠菌群等方面具有预氯化、高锰酸钾预处理工艺、单纯投加混凝剂工艺所不能达到的优异性能。

高锰酸钾复合药剂在水厂的应用

高锰酸钾复合药剂在水厂的应用 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。 高锰酸钾水处理药剂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。

高锰酸钾在生活饮用水处理过程中的应用分析

论文作者：罗岳平1 邱振华1 李宁1 汤光明1 施周2 摘要：介绍了高锰酸钾的净水机制，对合理投加高锰酸钾的生产技术进行探讨，同时分析了高锰酸钾处理的安全性及其应用前景。 关键词：供水水质高锰酸钾混凝污染 高锰酸钾是一种具有强氧化能力的化学物质，由德国化学之父glauber在1659年首次发现。他将二氧化锰与硝酸钾高温反应产物溶于水中，溶液先呈紫红色，再转变为蓝色、红色，最后为绿色。后来进行的研究表明，溶液颜色的顺次变化是锰离子价态改变的结果。 常温下，高锰酸钾为晶体，约80目，密闭条件下的稳定性好。在水中的溶解度并不是很大，20℃搅拌15—60min，溶解度可达到5—30g／l。溶解量超过15g／l后，可能发生沉淀现象。配制好的高锰酸钾溶液不宜长期保存。 1．将高锰酸钾应用于饮用水处理的机理分析 1.1 高锰酸钾对异臭异味的除去 地表水易出现异臭异味问题，频次和强度与水中化学物质的类型和分布特征有关。由于异臭异味起源复杂，不可能在同一时刻用某一种药剂解决所有问题。历史上，最广泛使用的异臭异味控制剂是液氯和活性炭。最近20年来，高锰酸钾、臭氧和二氧化氯等药剂的应用在增加。 高锰酸钾主要通过氧化作用降解产生异臭异味的有机物；很多研究表明，高锰酸钾与溶解性有机物发生的反应具有广谱性，能够控制或减弱很多液氯无法消除的异臭异味。 自然水体中，有机物都表现出吸附到悬浮颗粒物或胶体表面的趋性。悬浮颗粒物或胶体表面被覆有机物膜后，不易混凝除去。加入高锰酸钾，有机物膜被氧化，悬浮颗粒物或胶体的表面性质发生有利于脱稳凝聚的变化，从而使除浊效率增加，有机物含量也随之降低，减轻了水体的异臭异味。 高锰酸钾通过下述反应除去地下水的硫化氢异味： 4kmno4+ 3h2s → s + 2k2so4 + 3mno + mno2 + 3h2o (1) 水体ph值对此反应的影响大，一般要求将ph控制在6．5—7。生成的硫和二氧化锰等沉淀物可过滤除去，但胶体态硫的除去效果不佳。 1.2 高锰酸钾氧化除去、锰 高锰酸钾可在很宽的ph范围内按(2)、 (3)式与铁、锰化合物发生氧化—还原反应。 mno4- + 3fe2+ + 4h+→3fe3+ + mno2 +2h2o (2) 2mn04- + 3mn2+ + 2h2o→5mno2↓ + 4h+ (3) 水体ph值越高，(2)和(3)式进行越快。如果原水中锰含量高，将ph调至8．5以上，除去效果更佳。要求保证足够的水力停留时间，使反应充分完成，所形成的沉淀物能在沉淀池沉淀除去或被滤料有效截留。 1．3 高锰酸钾的助凝作用 高锰酸钾与水中的还原性物质发生反应，水体颜色由粉红或紫红色变为褐色。生成不溶于水的中间产物二氧化猛。 二氧化锰具有一定的吸附能力，其bet值300m2／g左右。有研究指出，当ph<9．5时，mn2+的氧化速率相对较慢，主要通过吸附到二氧化锰表面后沉淀或过滤除去，见化学反应式(4)、(5)和(6)。 二氧化锰也作为新生凝核促使悬浮颗粒物或胶体发生凝聚后沉降。此外，二氧化猛既自身吸附有机物，又通过助凝作用除去有机物，故而能够较为有效地降低待处理水的有机物含量。

高锰酸钾

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。

高锰酸盐复合药剂强化混凝工艺探究

V〇1.43,N〇.5 (T l?i 第43卷第5 期May, 2017____________________________Sichuan Building Materials________________________2017 年5 月 高锰酸盐复合药剂强化混凝工艺探究 陈丹丹 (福建省南安市自来水公司，福建南安362300) 摘要：作为强氧化剂的高锰酸钾对环境中污染物质的去除 具有独特的功能，高锰酸钾及其复合药剂在清除水中所含有 的诸如有机污染物、进行除藻、除色以及对突变物质进行控 制等方面具有诸多优异的表现，是一种高效、经济的氧化剂，具有广阔的应用前景a高锰酸盐预氧化技术对于混凝工艺 去除有机污染物的效果能够起到很好地提升作用，还具有处 理效率高、反应速度快以及适用范围广等优点# 关键词：高猛酸盈；复合药剂；强化混凝 中图分类号:TU991.22 文献标志码:B 文章编号：1672 -4011(2017)05 -0012 -02 DOI：10. 3969/j. issn. 1672 -4011. 2017. 05. 0006 〇前言 当前国内的水源以及水质污染问题已经发展成为对水 环境污染进行控制以及对水资源进行保护工作的重点之一。以常规的工艺对污染水质进行处理，虽然也可以起到对冇# 以及有害物质进行去除的功效，但是对于水质当中所富含的 有机物去除效果却不甚理想，有对饮用水的水质造成二次污 染的隐患〇因此，针对常规水质处理工艺当中所存在的不足 而出现的其他饮用水的氧化处理技术的研究不断增多，人们 对其关注度也不断的提高。就现阶段，可以取得较为理想效 果的水质处理氧化剂一般为二氧化氯、臭氧、高锰酸钾以及 氯盐等D其中高锰酸钾是被广泛应用到水质处理_中的强 氧化剂，其能够很好地实现对于嗅味的控制，从而可以使溶 液当中所含的铁以及猛等微量元素通过混凝的絮凝沉淀亦 或者是能够以过滤方式进行去除的不溶性的氧化物，除此之 外，还可将其作为消毒剂进行使用。 1高锰酸钾及其复合药剂的强化混凝 高锰酸钾以及高锰酸盐的复合药剂已经发展成为一种 相对比较成熟的预氧化技术，它可以较好地实现对于多种地 表水的强化混凝以及助凝作用。高锰酸盐的复合药剂(P P C)其主要成分为高锰酸盐，他可以与其他多种类型的辅 剂进行组合而形成新的除污染药剂，其可以很好地实现主剂 以及辅剂的协同作用，对除污染效果有极大地改善以及提升。高锰酸盐的复合药剂在进行氧化反应时，所生成的新生 态的水合二氧化锰若是处于中性的p H条件之下容易生成负 电（M n O2所对应的电中性p H为2.8 )，与此同时，还表现出 胶体性质，但是其在与其他的金属水解产物的不同之处在于，新生态的水合二氧化锰的活性性能很强，可以有效对对 水当中所富含的金属离子、金屈水解产物以及有机物等进行 吸附，以此形成絮状体的核心，实现胶体成长。 强化混凝指其主要目标为对有机污染物、浊度、由有机 污染物而引发的诸如色度、藻类、嗅味、致突变物质、氯仿前收稿日期=2017 -03 -10质进行有效地去除，从而以传统混凝工艺（投药、混合、絮凝、凝聚4个过程）为基础进行有针对性地优化改进而形成的以 去除有机污染物为主要目的的混凝。李忠林[1]教授以黄河 水作为研究水源，使用高锰酸钾复合药剂当中的强化混凝进 行处理，主要对黄河水当中的高浓度有机物废水污染的地表 水的处理效果进行研究。最终的研究结果表明，高锰酸钾复 合药剂其自身的强化混凝性能显著，与此同时，其自身的强 化混凝效果与操作时所使用的投加方式关系密切，高锰酸盐 复合药剂在进行硫酸亚铁混凝剂后再加以投加的混凝效果 能够达到最好。 2高锰酸钾及其复合药剂在水处理氧化中的特性 锰元素自身无#，其化合物二氧化锰以及高锰酸钾均无 毒害，其中二氧化锰还具有能够被沉淀、混凝以及过滤的作用。 高锰酸钾及其复合药剂主要表现为固体，其在符合国家 对氧化剂物品进行包装、运输以及储存标准的要求之下可以 实现安全且长距离的运输或者是转移JC存。 对高锰酸钾及其复合药剂进行溶解以及投加的方式可 以采取对固体混凝剂进行投加时一样的方式，也可以使用干 投的方式进行投加，此投加方式操作简便，除此之外，还能够 大大提高自动控制的准确性。 锰在自然界中储备丰富，对高锰酸钾及其复合药剂进行 制备的工艺也较简单，因而价格也相对便宜5在进行水的处 理时所使用的投加暈较小，也可以很好的保证水厂的正常生 产运行。 3高锰酸钾及其复合药剂的应用 3.1 清除水中有机物 高猛酸钾与水中所富含的有机物所产生的反应较为复 杂，一般主要包括有直接的氧化作用，对微量的有机污染物 进行吸附亦或者是催化的作用，在介稳的状态当中对中间产 物进行氧化的作用。与此同时，其对水中所富含的微S有机 污染物有较强的去餘功效，可以实现对地下水物质色谱面积 的降低，对部分I#染物的去除功效甚至可以达到100%，除此 之外，对“三致”污染物等也具有较强的去除功效。 3.2 降低饮用水中臭味 单独使用高艋酸钾可以很好地实现对于水中多种臭味 化合物诸如烯、酯、氰化物、胺、有机酸、醛、酮、硫醇、硫化氢、酚等的氧化作用。同时也可以对水中的微M臭味物质等进 行去除。由于高锰酸钾氧化还具有对氯量的消耗成分能够 进行氧化的特征，故其能够实现对于后续消诗投加显的降低 却又不会有臭味的残留& 3.3 高锰酸钾预氧化除藻 高锰酸钾是一种较为常见的杀藻剂，其可以显著促进藻 类去除率的提局。澡类去除率的提局，可以有效地降低对于 ? 12 ?

高锰酸钾复合药剂

高锰酸钾复合药剂(CP)的强化混凝效果 水中有机物的增加，彻底改变了源水体系的各项平衡，使胶体的稳定性朝着增加的方向发展，不利于水的混凝和浊度的去除。水处理所面临的问题已不仅仅是浊度和细菌的去除，还包括有机污染物的去除以及由有机污染物所引起的色度、嗅味、藻类、氯仿前质、致突变等物质的去除。 1 试验方案与过程 生产性试验是在D市一地面水厂进行，该厂以附近的地面水库为水源(水库水来自嫩江)，近年来由于居民生活污水和工业废水的排入，源水受到严重的污染。其中一月份的水质全分析报告中的CODCr值高达39.5 mg/L,而水中的浊度仅为几十NTU。这种高有机物含量的地表水在低温低浊时期是一种比较难以处理的水体。 试验选择在水质最难处理的低温、低浊、高污染时期(共2年)，其时的水温、pH值、浊度相对稳定，便于进行对比，试验期间水质条件见表1。 图1为该厂的工艺流程图，设计水量为10×104 t/d，两套平行水处理系统的工艺和设计参数相同。 试验选择其中的一套处理系统进行，即Ⅰ套预投氯，Ⅱ套预投高锰酸钾或高锰酸钾复合药剂(CP)，以便对比三种预处理工艺的处理效果。各处理工艺的药剂投加量见表2。

对水中化学指标的检测都进行平行样分析(取平均值)，其中氯仿、四氯化碳的化学指标进行了三个平行样的检测。氯仿、四氯化碳的检测采用气相色谱仪液上空间法。 2 试验结果与分析 2.1对CODCr的去除效果 由表1可以看出，源水的CODCr值在一年中变化很大。几种预处理工艺对水中CODCr的去除率存在着差别，在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对CODCr的去除率分别为1.8%、9.5%、46.1%，平均为19.1%；高锰酸钾预处理对CODCr的去除分别为14.7%、7.2%、43.3%，平均为21.7%；CP预处理对CODCr 的去除率分别为20.2%、30.5%、49.9%，平均为33.5%。从中发现高锰酸钾预处理和预氯化工艺对CODCr的去除率基本接近，但CP预处理对CODCr的去除效果在三种强化混凝工艺中是最优的，分别比预氯化、高锰酸钾预处理对CODCr的去除率高出14.4%和11.8%。 2.2 对NH3-N的去除效果 三种预处理工艺对水中NH3-N的去除率差别较大，在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对NH3-N 去除率分别为68.4%、75.2%、73.9%，平均为72.5%；高锰酸钾预处理对NH3-N的去除率分别为47.5%、49.6%、48.9%，平均为48.7%；CP预处理对NH3-N的去除率分别为66.1%、73.4%、71.5%，平均为70.3%。从中发现，CP预处理和预氯化工艺对NH3-N的去除率基本接近，而高锰酸钾对NH3-N的去除效果最差。 2.3 对NO2-N的去除效果 源水的NO2-N值在一年中变化很大，其中4月和10月的NO2-N值较低，12月—次年1月的NO2-N值较高，但三种强化混凝工艺都能将NO2-N值降低到0.004 mg/L，说明预氯化、高锰酸钾预处理、CP预处理工艺对NO2-N的氧化去除效果都很好。 2.4 对总Mn值的影响 源水的总Mn值在一年中变化较大，但三种预处理工艺对水中总Mn的去除率差别不大。在4月、10月、12月—次年1月中，预氯化对总Mn的去除率分别为62.4%、84.7%、39.2%，平均为62.1%；高锰酸钾预处理对总Mn的去除率分别为62.4%、83.5%、39.2%，平均为61.7%；CP预处理对总Mn的去除率分别为62.7%、84.7%、52.0%，平均为66.5%。高锰酸钾预处理、CP预处理工艺对总Mn都有良好的去除效果表明，高锰酸钾的加入不仅未使水中的总Mn增加，反而对总Mn去除具有促进作用。比较而言，CP预处理对总Mn的去除率分别比预氯化、高锰酸钾预处理提高4.4%和4.8%。 2.5对氯仿值的影响 在4月、10月、12月—次年1月的源水中，氯仿值未检出。经过预氯化作用，沉后水的氯仿值分别达到32.7、46.2、44.0 μg/L，平均值为41.0 μg/L；经过单独聚合氯化铝(PAC)的混凝作用，沉后水中未检出氯仿；CP预处理的沉后水中也未检出氯仿。它反映了CP预处理工艺除在强化混凝除浊方面比预氯化具有优势外，在沉后水中无氯仿检出方面也具有预氯化所不能比拟的优势(本文所指的未检出氯仿是指氯仿

高锰酸盐预氧化技术在我国水处理中的应用

第26卷　第4期 2009年8月 黑龙江大学自然科学学报 JOURNAL OF NAT URAL SC I E NCE OF HE I L ONGJ I A NG UN I V ERSI TY Vol 126No 14 August,2009 高锰酸盐预氧化技术在我国水处理中的应用 李　星,　赵　亮,　芦　澍,　史慧婷,　孙　敏,　赵振宇,　李　亮 (北京工业大学北京市水质科学与水恢复工程重点实验室,北京100124) 摘　要:通过对高锰酸盐预氧化技术在我国水处理行业中的实际应用情况进行调查研究, 发现利用高锰酸盐预氧化分别在强化混凝、改善感官指标、去除无机物、有机物、藻类等方面均 取得良好效果。高锰酸盐与活性炭、臭氧联用技术的进一步发展,在强化消毒,突发水污染事件 应急中都发挥了很好的作用。采用高锰酸盐预氧化是一项高效实用、经济便捷、具有发展潜力 的预处理技术。 关键词:高锰酸钾;高锰酸盐复合剂;预氧化;水处理 中图分类号:T U99112文献标志码:A 文章编号:1001-7011(2009)04-0490-04 收稿日期:2008-11-30 基金项目:北京工业大学研究生科技基金资助项目(YKJ -2007-1861) 作者简介:李　星(1963-),男,教授,博士生导师,主要研究方向:给水处理技术,E -mail:lixing@bjut .edu .cn 0　引　言 20世纪80年代,我国开始将高锰酸钾用于饮用水处理,并在90年代开发了高锰酸盐复合剂除污染技术。针对不同水质、地区、流域及重点城市,对该技术的研究及应用情况进行了调查,发现该技术是一种高效、经济的预处理技术。高锰酸盐预氧化技术在我国的七大流域以及太湖、巢湖等均有不同程度的研究和应用,并且在数十个水厂中实践应用。高锰酸盐主要指高锰酸钾及以其为主剂的复合药剂(PPC )。高锰酸盐复合药剂主要是基于高锰酸钾发展的一种高效的氧化剂,通过控制高锰酸钾与某些无机盐复合过程中一定的反应条件,从而促进高锰酸钾氧化还原稳态的中间产物形成,强化了复合药剂对有机物的氧化、催化和吸 附等功能[1]。在水处理中应用高锰酸盐预氧化技术拥有很多优良特性,促进了安全饮用水保障技术进一步 发展。 1　高锰酸盐的优良特性 高锰酸盐常温下稳定,易溶于水。在酸性溶液中,Mn O -4具有强氧化性,其标准氧化还原电位E 0 =1151V 。高锰酸盐应用于水处理具有使用方便、价格低、处理效果好等特点:1)高锰酸盐是固体,可进行长距离的运输和贮存;2)高锰酸盐及中间产物二氧化锰不具有毒害作用,而且其能够在后续的混凝、沉淀、过滤等处理工艺有效去除;3)溶解投加与固体投加类似,投加方式简便并且能自动控制其准确投加量;4)高锰酸盐易于制备,价格低廉,投加量小;5)采用高锰酸盐处理水中污染物不必改变常规水处理工艺,只需在投加常规混凝剂之前或同时投加高锰酸盐即可,操作简单易行。2　高锰酸盐预氧化技术的应用现状 211　强化混凝除浊 高锰酸盐预氧化是提高混凝工艺去除浊度的有效途径之一,其良好的助凝作用能明显改善混凝沉淀后的水质。有研究[2] 分别使用P AC 和硫酸铝作为混凝剂进行混凝实验,并与应用PPC 预处理的强化混凝实验进行对比,其结论显示PPC 对硫酸铝和P AC 混凝处理均有良好的强化效果。调查发现,高锰酸盐在对松花 江[3]、黄河[4]、黄浦江[5]、湘江[6]以及巢湖[7]等南北方水系及湖库水都有良好的助凝和除浊作用。

高锰酸盐复合药剂预氧化除污染技术研究

提要由于我国污水处理率低，饮用水源受污染率已高达90%以上。目前我国自来水厂使用的传统给水处理工艺，不能有效地去除受污染水中种类繁多的微量有机污染物，对城市居民的身体健康构成潜在威胁，急迫需要解决。 国外近些年来采用的饮用水深度处理技术主要是臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧-活性炭联用等。我国也围绕着这些除污染技术开展了多年的研究工作，但存在的主要问题是设备昂贵，“基建”投资大，运行管理费用很高，难于在我国推广应用。我国在2000 年计划实施的供水行业标准中己将生活饮用水卫生标准从现在的35项增加到88项(一类水司)。对于受污染水的净化处理，是给水处理领域急迫需要解决的问题，特别是开发具有高效、经济等特征、适合我国经济国情、易于在我国推广应用的饮用水除污染技术。 本课题发明了一种能够高效经济地去除水中污染物的技术。该技术是将高锰酸钾与某些无机盐有机地复合，在水处理过程中形成具有很强氧化能力的中间态成分和具有强吸附能力的新生态水合二氧化锰，将氧化与吸附有机地结合起来，强化去除水中的有机污染物、强化除藻、除嗅味、色度等。 结合我国污染较重的若干典型受污染饮用水源，对高锰酸盐复合药剂的除污染效能开展了大量的研究工作。表明高锰酸盐复合药剂对水中有机污染物具有高效的去除效果，对水中藻类、嗅味、色度等有显著的去除作用。该技术的助凝作用可以降低混凝剂药耗，降低制水成本。该技术的显著特点是投资小、除污染效率高、易于维护管理。 1 概述 1.1 饮用水源污染情况 在我国经济高速发展的同时，环境污染逐渐加重，特别是水体污染，对城市居民的身体健康构成威胁。不少城市因当地水源污染而被迫远距离调水，不仅增加投资和经营成本，还可能给生态环境带来负面影响。导致城市水源污染的主要原因是大量城市污水未经处理直接排放。1997年，我国城市污水排放量为351亿m3，而同期全国仅有123个城市建成309座不同等级的污水处理厂，处理能力 1292万m3／日，即使按满负荷运行计算，年污水处理量也仅为47亿m3。据环保部门监测，全国90%以上的城市水域受到严重污染，约50%的重点城镇的集中饮用水水源不符合取水标准，其中水源受污染比较严重的城市有98%个。水源污染不仅加剧了城市用水的供需予盾，还直接影响城市供水水质，进而损害城市居民的身体健康。 我国目前城市给水处理采用的仍然是常规处理工艺，对水中污染物的处理能力有限。随着我国经济的发展，对饮用水水质要求不断提高，2000年我国将试行新的供水行业标准。对饮用水水质的要求将更加严格，如一类水司的水质指标由现在的35项增加到88项。因而对于受污染水的净化处理是一项非常重要的研究课题。 1.2 受污染水源水处理方法 由于常规给水处理工艺的局限性，很难保障饮用水水质安全。因此，单纯的饮用水常规处理工艺已不能与现有的水源状况和水质标准相适应。各国根据水源水质和要求水质不同，对水处理手段的侧重也有所不同，但是主要时是针对水源水中的微量有机物，进行深度处理和预处理。 饮用水深度处理技术深度处理是相对常规处理而言，指在常规处理工艺基础上，采用适当的处理方法，将常规处理工艺难以去除的有机污染物或消毒副产物的前体加以去除。目前应用较多的深度处理技术有活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭联用、臭氧高级氧化技术、生物活性炭、膜过滤技术[1-13]等。在常规处理工艺基础上。增添深度处理无疑是提高水质的良好举措。但深度处理需要大量的基建投资和运行维护费用，对于发展中国家，由于受经济条件的限制，短时期内难以采用深度处理工艺提高饮用水水质。 预处理技术预处理通常是指在常规处理工艺前面，采用适当的处理方法，强化常规给水处理工艺对水中污染物地去除，以减轻后续常规处理和深度处理的负担，使其更好地发挥作用。常用的两种预处理方法是生物氧化法和化学氧化法。 生物预处理是指在常规给水处理工艺之前增设生物处理工艺，包括塔滤、生物转盘、生物滤池与接触氧化等膜技术，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除那些常规给水处理工艺不能有效去除的有机物、氨氮和亚硝酸盐等污染物。有机物和氨的生物氧化，可以减少水中THMs前体物的含量，降低配水系统中使微生物繁殖的有效基质，从而改善出水水质；生物预处理对氨氮的去除有显著效果。影响生物氧化效果的因素主要有温度、溶解氧、有机物与氨氮含量、水力负荷等、生物氧化预处理工艺的缺点是处理效果受温度影响服大，在低温条件下微生物的生长和活性受到抑制，影响有机物的生物降解。因此，生物氧化预处理在低温地区应用受季节的限制。生物预处理运行中稳定性不高，生物膜往往难以保持稳定。生物氧化能在一定程度上降低水源水的致突变活性，但是一般不能使Ames实验阳性较高的水转变为阴性[14]。 化学预氧化是通过在给水处理工艺前端投加氧化剂强化处理效果的一类预处理措施。化学预氧化目的可主要分为以下几方面。 1)去除微量有机污染物；2)除藻；3)除嗅味；4)控制氯化消毒副产物；5)氧化助凝；6)去除铁锰。 在预氧化过程中，氧化剂与水中多种成分作用.能够提高对有害成分的去除效率，但在一定条件下也会产生某些副产物。各种氧化剂作为预处理药剂对给水处理效果的综合影响程度差别较大。目前能够用于给水处理的氧化剂主要有臭氧、高锰酸钾、二氧化氯、高铁酸钾和氯等。由于二氧化氯的副产物(亚氯酸根)对人体有害，二氧化氯投量不宜过高，因此二氧化氯一般主要作为后续的消毒

强化常规给水处理工艺研究述要

强化常规给水处理工艺研究述要【臭氧预氧化技术】 臭氧自1876年被发现具有很强氧化性之后，就得到了广泛研究和应用，尤其是在水处理领域。早在1893年荷兰就使用臭氧进行消毒，1905年法国开始使用臭氧对饮用水进行消毒，到20世纪60年代末臭氧开始用于饮用水原水预氧化，发展到今天臭氧预氧化用于水处理过程已是比较成熟技术，但在使用过程中仍存在很多问题，且单独氧化处理效果不是十分理想，仍需同其它工艺进行结合，以体现其优势。 通常臭氧作用于水中污染物有两种途径，一种是直接氧化，即臭氧分子和水中污染物直接作用。这个过程臭氧能氧化水中一些大分子天然有机物，如腐殖酸、富里酸等；同时也能氧化一些挥发性有机污染物和一些无机污染物，如铁、锰离子。直接氧化通常具有一定选择性，即臭氧分子只能和水中含有不饱和键有机污染物或金属离子作用。另一种途径是间接氧化，臭氧部分分解产生羟基自由基和水中有机物作用，间接氧化具有非选择性，能够和多种污染物反应。 臭氧强氧化性决定其与水中污染物作用后可获得不同处理效果，因此使用臭氧预氧化目依水质而异，也与使用情况有关。研究表明，臭氧预氧化对水质综合作用结果取决于臭氧投量、氧化条件、原水pH值和碱度以及水中共存有机物与无机物种类和浓度等一系列影响因素。 首先，臭氧预氧化可破坏水中有机物不饱和键，使有机物分子量降低，可溶解性有机物DOC浓度升高，具体表现为AOC和BDOC浓度升高，从而提高有机物可生化性，但Ames实验表明部分氧化中间产物具有一定致突变活性，需要提高臭氧投量来降低这些产物毒性活性，此外臭氧也会将氨氧化成硝酸盐，但中性条件下氧化速度极慢，控制溶液pH值可以提高反应速度。 其次，对于具有较高硬度和较低TOC原水，通常在TOC含量为2.5mg /L左右、硬度与TOC比值大于250mgCaCO3/mgTOC时、低臭氧投量（0. 5～1.5mg/L）等条件下可起到助凝作用，提高混凝效果，但由于臭氧预氧化会提高水中有机酸浓度，而部分有机酸会与混凝剂中铁、铝离子络合，