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高锰酸钾在给水处理中的应用分析


中国给水排水 2001 Vol. 17 CHINA WATER & WASTEWATER No. 11

运行与管理

高锰酸钾在给水处理中的应用分析
罗岳平 ,
1

邱振华 ,

1



宁,

1

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汤光明 ,

1





2

( 1. 长沙市自来水公司, 湖南 长沙 410007; 2. 湖南大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410082) 摘 要: 对合理投加高锰酸钾的生产技术进行了探讨, 同时分析了水处理中使用高锰酸钾的

安全性及其应用前景。 关键词: 高锰酸钾; 投加; 安全性 中图分类号: TU991. 22 文献标识码: C 1 1 1 文章编号: 1000- 4602( 2001) 11- 0058- 02 处理构筑物前, 投加点 3 应最大程度地远离投加点 2。在针尖大小的铝絮体形成后再投加阴或非离子 型高分子聚合物, 可望使絮体成长最充分。 如果主要是为去除水的嗅味和色度, 高锰酸钾 宜在氯化处理前投加, 这样有利于氧化降解各种前 驱物, 降低氯消毒副产物的生成量。对铁、 锰含量高 的地下水, 氯氧化处理则应安排在高锰酸钾投加之 前, 利用氯 氧化除铁, 而 高锰酸钾主要 与锰发生反 应, 这样既降低了生产成本又可保证处理效果。 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[ 1] 。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: 4KMnO4+ 3C+ H2 O= 4MnO2 + K2 CO3 这会增加药剂的消耗量, 使生产成本增加。但 另一方面, 由于活性炭的还原作用, 高锰酸钾不会因 偶然因素而过剩, 运行稳定可靠。 1 3 投加量和投加方法的确定 高锰酸钾的浓度为 0. 5~ 2. 5 mg/ L 时, 可以氧 化大多数有机物, 一般浓度为 0. 6~ 1. 2 mg/ L 的高 锰酸钾可使出水 TON( 嗅阈值) < 3。
图1 各种药剂的最佳投加点

对高锰酸钾投加技术的探讨
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。 1 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, 要求不宜混合的药剂至 少保证 3~ 5 min 的投加间隔时间。各种药 剂的最 佳投加点如图 1。

+ 2KHCO3

将高锰酸钾投入水中后, 水体变为紫红至粉红 色, 氧化反应结束后颜色消失。根据水体颜色的变 化可以推断反应接触时间, 并依此调节高锰酸钾的 投加量。 58

因受到已建净水构筑物结构设计的限制, 很多 水厂无法保证投 加点间 有 3~ 5 min 的时 间间隔。 调整的原则是: 投加点 1 宜尽量提前, 投加点 2 设在

2001 Vol. 17

中国给水排水

No. 11

国外的投加经验是允许粉红色扩展到沉淀池或 澄清池的 2/ 3 水面处, 使二氧化锰能在后段沉淀去 除, 但粉红色必须在滤前消失, 否则滤池易被堵塞。 如果高锰酸钾投加过量, 致使残余高锰酸钾进入管 网后继续反应, 使用户水龙头出水呈黄褐色, 产生衣 料着色等一系列不良后果。 由于高锰酸钾处理具有水系特异性, 因此在对 特定水体进行处理时, 首先要进行标准烧杯搅拌试 验, 了解高锰酸钾的处理效果, 并初步确定其用量。 为使处理效果最佳, 有时要调节水体 pH 值, 一般 pH 值高, 高锰酸钾氧化速度快, 投加量可适当减少。 高锰酸钾的投加可采取干粉或溶液两种方式。 如果高锰酸钾用量> 12 kg/ d, 以干粉式投加为宜; 用量< 12 kg/ d 时, 可配制成 4% 的溶液后用计量泵 投加到管道中与待处理水混合。 高锰酸钾本身并不吸收水分, 但其中的少量杂 质会吸潮而结成饼状, 因此要求在干燥处密封存放 备用的高锰酸钾。高锰酸钾溶液的配制浓度不宜过 高, 以防晶体析出, 一般以 5% 为上限( 低则 可配成 1% ~ 2% ) , 应视投加总量调节。 国外已研制出高锰酸钾自动检测装置, 检出下 限为 0. 01 mg/ L 残余高锰酸钾。通过安装自动检测 设备, 易于实现对高锰酸钾投加操作的精确控制。 2
[ 2]

投加高锰酸钾后, 絮凝池和沉淀池排泥水的化 学组成发生了改变, 尤其是二氧化锰含量增高, 因此 要求对污泥处理和安全排放进行相应调整。 综上所述, 将高锰酸钾用于去除嗅味、 色度和对 有机污染物等的控制是有 效的。如果 具备投加条 件, 而且通过试验证实高锰酸钾对当地水体中常见 的污染物处理有效, 建议将高锰酸钾预处理列为水 污染治理的选择技术之一。 参考文献:
[ 1] 姜成春, 马军, 王志军, 等. 高锰酸钾与粉 末炭联用处 理 微污染源水[ J] . 中国给水排水, 2001, 17( 3) : 12- 15. 陈忠林, 范洁, 马军, 等. 高锰酸钾与粉末 活性炭联用 去 除和控制受污染饮用水源中 的致突变 物质[ J] . 中国 给 水排水, 1998, 14( 4) : 1- 3. [ 3] [ 4] [ 5] 马军, 陈忠林, 李圭白, 等. 高锰酸盐复合 药剂助凝处 理 高稳定性地表水[ J] . 中国给水排水, 1999, 15( 9) : 1- 4. 马军, 李圭白, 范萃苓, 等. 高锰酸钾的氧 化助凝效能 研 究[ J] . 中国给水排水, 1992, 8( 4) : 4- 7. 查人光, 贺尧基. 高锰酸钾- 粉末活性炭 联用组合工 艺 在净水处 理中 的 应用 [ J] . 给 水排 水, 2000, 26( 4) : 911. 电话: ( 0731) 5197164 收稿日期: 2001- 07- 30

使用高锰酸钾的安全考虑
固体高锰酸钾被认为是有毒物质, 美国研究人

员进 行的毒理 试验表明, 高锰 酸钾对鼠 的 LD 50 为 700~ 1 830 mg/ kg。类推到人, 一个体重为 80 kg 的 人空腹吞食 5% 高锰酸钾溶液 2. 3 L 可致死。美国 国家环保局建议的高锰酸钾安全浓度为 200 mg/ L, 超过此值可能损伤人体组织。 饮用水生产过程中, 高锰酸钾的使用浓度若在 安全范围内, 则不会带来毒副作用。但应该尽可能 保证适量投加, 避免残余高锰酸钾进入管网, 产生二 次污染。特殊情况下, 可通过活性炭吸附过量的高 锰酸钾。 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。 工程信息

南宁市三津水厂一期工程
南宁市三津水厂一期工程是广西壮族自治 区重点建设项目, 总投资 29 829 万元, 其 中利 用第四批日本政府货款 1 800 万美元, 约合人 民币 14 940 万元。项目占地 8. 53 hm2 , 建设周 期为 1998 年 1 月 水能力为 20 工图设计。 ( 广西南宁市自来水公司 朱翠英 供稿)
4

2005 年 6 月, 项目建成后供

10 m3 / d。目前该工程已完成施

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