葉秀芳（東莞市大嶺山水務(wù)有限公司，廣東 東莞 523820）

高錳酸鉀在自來(lái)水處理中的應(yīng)用

葉秀芳（東莞市大嶺山水務(wù)有限公司，廣東 東莞 523820）

筆者依照高錳酸鉀在自來(lái)水處理中的演變歷程，討論了高錳酸鉀的氧化特征，并對(duì)其穩(wěn)定性實(shí)施了解析，并且對(duì)高錳酸鉀在自來(lái)水處置中的運(yùn)用于有關(guān)難點(diǎn)實(shí)施了闡述，讓高錳酸鉀處置自來(lái)水的效率得以提升。

高錳酸鉀；自來(lái)水；處理；運(yùn)用；探討

人類社會(huì)的演變與進(jìn)化，給生態(tài)系統(tǒng)、自然生態(tài)資源帶去了不小的傷害。特別是自來(lái)水污染物的污染問(wèn)題極為棘手。對(duì)水資源形成污染的大部分是有機(jī)物質(zhì)，并且對(duì)自來(lái)水的傷害極大。然而，我國(guó)目前的自來(lái)水處置工藝的處置功效差強(qiáng)人意，因此，需要使用高端科技來(lái)清楚自來(lái)水中的有害有機(jī)物質(zhì)。例如使用高錳酸鉀。高錳酸鉀有著極強(qiáng)的氧化特征，其不但能夠清理污染物質(zhì)，并且對(duì)自來(lái)水在氧化消毒后所形成的毒害物質(zhì)有著極強(qiáng)的過(guò)濾功能，而且助凝功效明顯，是一類成本低廉、管控便利、功效顯著的處置模式[1]。

1 錳在水處理中的運(yùn)用

水處理的模式包括物理模式、化學(xué)模式、物理化學(xué)混用模式、生物模式等。水內(nèi)每一類污染元素都包含好幾類處置模式。挑選清除水污染物的模式，不但應(yīng)兼顧成本，還要符合建設(shè)生態(tài)友好型社會(huì)的要求。

20世紀(jì)初期，高錳酸鉀首先在英國(guó)被當(dāng)成水處理劑，并用以去除水中的雜質(zhì)，之后先后在美國(guó)、西班牙等國(guó)普及。高錳酸鉀在國(guó)際領(lǐng)域通常用來(lái)去除鐵元素、去除錳元素、清除臭味等凈水工藝，而且運(yùn)用效果較為理想。例如，美國(guó)水協(xié)會(huì)在千禧年對(duì)美國(guó)地表自來(lái)水廠的調(diào)研中，在服務(wù)對(duì)象超越1萬(wàn)人的自來(lái)水廠中，運(yùn)用高錳酸鉀的工廠的比例達(dá)到36.8%，在美國(guó)總?cè)藬?shù)中的比率是21%，其比率僅僅比氧要少[2]。

通過(guò)專家的調(diào)研，至今仍然沒有找到高錳酸鉀氧化會(huì)對(duì)人的機(jī)體有著明顯的害處的氧化副產(chǎn)物，因此高錳酸鉀相較于氯與二氧化氯、臭氧等更為可靠的氧化劑。自來(lái)水中加入少許高錳酸鉀，就能起到去污效果，沒有必要變更水處理工藝或建設(shè)大規(guī)模處理建筑物，成本得到控制，操作模式也被簡(jiǎn)化。

2 高錳酸鉀在自來(lái)水處理中的應(yīng)用

2.1 飲用水處置階段的運(yùn)用

2.1.1 預(yù)氧化

預(yù)氯化在消除氣味、預(yù)防病菌滋生等層面的效果較為顯著。然而污染源中有機(jī)物質(zhì)的比例失衡時(shí)，氯與水源中有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)，大多數(shù)氯元素在氧化還原類物質(zhì)上，除了會(huì)導(dǎo)致消毒功能弱化，無(wú)法作為工藝多層保護(hù)元素存在；此外，會(huì)形成過(guò)多的三鹵甲烷等致癌元素，在后期工程中很難清除，讓水源的化學(xué)可靠性下降。所以為了減少消毒副產(chǎn)物的濃度，許多水廠已經(jīng)不再采用預(yù)氯化，有的采用高錳酸鉀預(yù)氧化。

高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化預(yù)氯化不但能夠清除毒元素，并且能夠減少THMs的數(shù)量。而且，高錳酸鉀被消解融化于水源中后，其重要生成物是二氧化錳（MnO2）沉淀，二氧化錳含有化學(xué)結(jié)合水，呈聚合物的結(jié)構(gòu)。含水的二氧化錳顆粒外層有OH—基，可以吸附帶電荷的顆粒以及中性分子，當(dāng)二氧化錳膠體發(fā)生絮凝時(shí)，可以和任何吸附的物質(zhì)包括微生物共同沉淀。

2.1.2 消除微量重金屬鐵和錳

地下水、湖泊和蓄水庫(kù)的深層水中，由于缺少溶解氧，以致原來(lái)不溶解在水中的鐵、錳被還原成為溶解性的+2價(jià)鐵和錳，以致水中的鐵、錳含量增高。飲用水中含有鐵、錳雖對(duì)健康沒有影響，但含量較高時(shí)，水的色度將會(huì)增高，尤其是管網(wǎng)末梢水，并帶有鐵腥味，影響外觀和口感。鐵銹會(huì)使衛(wèi)生潔具如水盆、便器、浴缸等出現(xiàn)黃色或棕黃色銹斑，而二氧化錳沉淀的顏色為棕色或棕黑色，因此當(dāng)鐵、錳濃度高時(shí)，可使自來(lái)水變成紅水或黑水，鐵和錳的沉淀物會(huì)在配水管網(wǎng)中沉積，促使鐵細(xì)菌生長(zhǎng)，增加了水流阻力，當(dāng)管內(nèi)流速大時(shí)，沉積物會(huì)被沖刷下來(lái)引起水表堵塞。同時(shí)，鐵、錳含量高的水作為造紙、紡織、印刷、和食品工業(yè)用水時(shí)，會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

水源中重金屬對(duì)民眾的生命健康有著潛藏的威脅。怎樣高效清除飲用水水源內(nèi)的重金屬污染物是自來(lái)水處理中的難點(diǎn)。大部分專家試著運(yùn)用高錳酸鉀，獲得了較為理想的功效。

（1）高錳酸鉀預(yù)氧化

高錳酸鉀（KMnO3）是一種強(qiáng)氧化劑，主發(fā)用來(lái)控制臭味、去除色度、防止水處理的構(gòu)筑物孳生微生物，并可降低鐵、錳含量，氧化有機(jī)物，還可以將生成消毒副產(chǎn)物的母體加以氧化，以控制三鹵甲烷生成量。高錳酸鉀除鐵錳的化學(xué)條件并不嚴(yán)格，在水的PH值高于7時(shí)，高錳酸鉀幾乎瞬時(shí)就可將鐵錳氧化，而PH值在5和6時(shí)，氧化時(shí)間分別約為15min和5 min，高錳酸鉀能夠選擇性地與水中有機(jī)污染物作用，破壞有機(jī)物的不飽和官能團(tuán)，效果良好。

（2）高錳酸鉀投加量的一些注意事項(xiàng)

A、制水員必須經(jīng)常自檢原水PH、鐵、錳含量，以此作為加藥量的依據(jù)。

B、在除鐵錳過(guò)程中，必須先將PH控制在7.1-7.5范圍內(nèi)，利于氧化效果。

C、投加高錳酸鉀時(shí)，必須嚴(yán)密監(jiān)控各水池的水質(zhì)情況，勤觀察水質(zhì)顏色，調(diào)節(jié)藥量，尤其是鐵、錳含量高時(shí)，最容易出現(xiàn)紅水、黃水現(xiàn)象。

D、每次調(diào)節(jié)投加量后，必須跟進(jìn)調(diào)試情、況水質(zhì)的變化情況，調(diào)節(jié)后的相應(yīng)時(shí)間抽檢各池水質(zhì)，參考檢測(cè)再行調(diào)整。

E、經(jīng)常取濾后水滴加漂水（一般以加藥半小時(shí)后余氯在0.5mg/L左右為宜），觀察顏色變化，若產(chǎn)生黃色則除錳不徹底；若加后半小時(shí)無(wú)變色，則藥量很大可能性為適宜，可穩(wěn)定后再行觀察出廠水色度。

3 高錳酸鉀復(fù)合試劑在水處置中的運(yùn)用

近年來(lái)又研制出高錳酸鹽復(fù)合藥劑，對(duì)地表水有顯著的氧化助凝、除藻、除嗅味、去除微量有機(jī)污染物等效果，還可降低三鹵甲烷的母體。同時(shí)，高錳酸鉀復(fù)合試劑預(yù)氧化與生物活性炭聯(lián)合工藝，對(duì)有機(jī)污染物具有協(xié)同去除作用，高錳酸鉀復(fù)合藥劑的氧化作用改變了有機(jī)污染物的性質(zhì)，改善了后續(xù)生物活性炭池的有機(jī)物去除率，延長(zhǎng)后續(xù)活性炭濾池的使用周期。同時(shí)，可提高氨氮和亞硝酸鹽的去除率，不過(guò)這時(shí)需要增加水中溶解氧，以保持生物活性炭將氨氧化時(shí)所需要的溶解氧。

（1）比如，被有機(jī)元素污染的水源中，膠體表層電荷密度較高，很難脫穩(wěn)，所以大部分狀況下即便摻加一些高分子助凝劑，依然很難獲得理想的混凝功效。近些年來(lái)通過(guò)研究，PPC預(yù)氧化工藝有著加強(qiáng)脫穩(wěn)力度、增加絮體體積與加速沉淀等功能，并且，能夠消除水內(nèi)微量有機(jī)污染元素，減少水的致突活性。PPC對(duì)有機(jī)元素的清除，除開高錳酸鉀的氧化功能與新生態(tài)水合MnO2的附著與催化氧化功能外，高錳酸鉀與其他類型的試劑的反應(yīng)也要重視。PPC有著超強(qiáng)的凈化除污功能，這表明復(fù)合試劑中高錳酸鉀與其他成分有著協(xié)同強(qiáng)化功能[6]。

（2）清除藻類物質(zhì)與味道

目前使用得較為頻繁的除藻模式也是預(yù)氯化模式。雖然預(yù)氯化能夠加強(qiáng)除藻的力度，然而在氯化工藝中，氯元素與水內(nèi)濃度較大的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，會(huì)形成THMs等毒害元素。該模式的運(yùn)用被大部分國(guó)家所禁止。一部分發(fā)達(dá)國(guó)家使用臭氧除藻，盡管效果不錯(cuò)，然而投入成本居高不下，使用成本高，在發(fā)展中過(guò)節(jié)極難普及。大批的實(shí)驗(yàn)表明，高錳酸鉀與其復(fù)合試劑混用，能夠凈化自來(lái)水[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，把高錳酸鉀應(yīng)用于消除水源中有機(jī)污染物、除藻與除臭等工藝中，獲得了良好的效果。這表明高錳酸鉀在自來(lái)水處置中有著較強(qiáng)的運(yùn)用價(jià)值。運(yùn)用PPC的優(yōu)點(diǎn)是能夠使用水凈化設(shè)備，讓民眾的健康有所保障。

[1]王永磊,李軍,李梅等.高錳酸鉀預(yù)氧化/溶氣氣浮/炭砂濾池組合工藝處理引黃水庫(kù)水的試驗(yàn)研究[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2014,40(10):1554-1560,1592.

[2]趙海華,袁建偉.臭氧、高錳酸鉀及復(fù)合預(yù)氧化處理微污染水效果對(duì)比研究[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2014,(7):89-91,96.

[3]楊智臨,張魯寧,陳海等.高錳酸鉀與粉末活性炭去除水中3,4-二氯三氟甲苯的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,(34):12107-12110.