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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

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

将高锰酸钾应用于饮用水处理的实践始于1913年。在伦敦WestMiddle***水厂，由于微生物大量生长，人们采取了将高锰酸钾与其他化学物质联用的控制技术。Houston则在递交给伦敦水务局的报告中首次明确阐述了高锰酸钾具有防止和除去自来水中异臭异味的作用的观点。随后，高锰酸钾对铁、锰的除去作用也被认识。但直到20世纪60年代，高锰酸钾的饮用水净化功能才被广泛接受，并在多个水厂单独或联合使用

1．将高锰酸钾应用于饮用水处理的机理分

1.1高锰酸钾对异臭异味的除

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、

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

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PH9．5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

将水体pH维持在7.5—8.0，二氧化锰的沉淀或过滤除去效率较高

1．4高锰酸钾的消毒和除藻作

高锰酸钾具有消毒能力。有报道指出，用高锰酸钾处理后，水中大肠杆菌的数量下降。但考虑到投加高锰酸钾会使水体颜色发生改变，并且生成二氧化锰等副产物，一般不将其作为主消毒剂使用。然而，用投加高锰酸钾取代预氯化是可行的。一方