谈高锰酸钾在给水处理中的应用

闫 肃

(唐山市自来水公司，河北唐山 063000)

0 引言

人类社会的发展与进步，给自然生态环境、自然生态资源造成了很大的损害，尤其是在近几年中，水资源污染格外的严重。对水资源造成污染的通常都是有机物，而且危害也非常之大。但我国传统的给水处理工艺在对有机物的处理效果上并不是十分的理想，所以还需要通过其他的技术手段来提高水资源中有机物的除去效果，比如采用高锰酸钾。高锰酸钾具有非常强的氧化性，在研究中它能够对有机污染物起到非常强的去除作用，还能够对水资源在氯化消毒后所产生的毒副产物起到非常好的控制作用，而且助凝效果也较好，是一种投资成本低、管理方便、效果好的给水处理方法。

1 高锰酸钾在水处理中的发展过程

当前，给水处理可以采取的方法有很多，比如生物法、物理法、化学法以及物理与化学相结合的方法，针对同一种水中的污染物，都可以有多种的方法来进行处理。但是在实际的给水处理过程当中，我们要考虑到的实际因素有很多，除了可行性之外，还有经济性、操作性以及是否会对其他生态环境资源造成影响等等。

英国在20世纪初，就开始将高锰酸钾用于给水处理，这是全球第一次在水处理中将高锰酸钾作为处理剂，在随后的时间中，西班牙、美国也开始了对高锰酸钾的利用。当时，他们将高锰酸钾应用于给水处理，主要是起除臭、除锰以及除铁等作用，而且这种给水处理方法流传得越来越广，有越来越多的国家开始采用。1999年，我国的水协会进行了一次大范围的调查，调查对象是美国境内的所有地面水厂，调查内容中的一项便是这些水厂在水处理中是否用到了高锰酸钾，调查结果显示，在人口大于10 000的地区，采用高锰酸钾进行水处理的水厂超过了36%，仅低于氯在水处理当中的应用。

至今，在高锰酸钾水处理的研究及实践应用中，还没有发现它会对人体造成危害，没有毒副产物产生。不难看出，与臭氧、二氧化氯以及氯相比，高锰酸钾的安全性更高，而且采用高锰酸钾进行水处理不需要增改建筑结构、不需要改变已有的处理工艺，投资小、简单易行。

2 高锰酸钾的氧化性与稳定性分析

1)高锰酸钾的氧化性。

1659年，德国的著名化学家Glauber第一次发现了高锰酸钾这种物质，这种物质具有非常强的氧化性。高锰酸钾为紫黑色的固体，且泛有结晶光泽，在入水后非常容易溶化，溶化后会呈紫红色。

在酸性的溶液中，高锰酸钾的氧化性很强，以下是它在酸性溶液中的化学反应公式:

在中性的溶液中，高锰酸钾的氧化性比不上其在酸性溶液中氧化性那么强，以下是它在中性溶液中的化学反应公式:

在碱性的溶液中，其氧化性会进一步的降低。

2)高锰酸钾的稳定性。

在固体形态下，高锰酸钾算得上是一种稳定的化合物，不过在酸性溶液条件下，它就会出现分解，极不稳定，以下是它的化学反应公式:

3 高锰酸钾在给水处理中的应用

高锰酸钾的氧化性非常之强，世界上许多国家都在利用高锰酸钾进行水处理实践与研究，而且所取得的成果非常令人瞩目，目前它在给水处理中的应用主要有以下几点:

1)去除水中二价铁、锰离子。早在19世纪末20世纪初，地下水除铁、除锰中就开始应用到了高锰酸钾，我国在20世纪60年代开始大范围对高锰酸钾进行应用。游离状态的亚铁离子如果酸碱度大于5.0，就会被高锰酸钾非常快速的氧化掉，游离状态的二价锰离子如果酸碱度大于5.5，也能够被高锰酸钾较为迅速的氧化掉，通过已有的实践与研究证明，将高锰酸钾应用于去除水中的锰、铁等，效果非常迅速、明显，而且成本低，操作简易。

2)去除水中有机物。有机物与高锰酸钾的反应非常的复杂，高锰酸钾既可以将水中的有机物氧化掉，也可以起到对有机物的催化与吸附作用等。在沈阳地区，曾有人对高锰酸钾去除地下水中微生物的效果进行针对性的研究，该研究表明，将高锰酸钾用于水质净化，能够对有机物起到非常好的效果，能够在非常大的程度下降低水中部分物质的色谱面积，对于部分的污染物甚至可以起到完全、彻底的去除效果。

3)降低三卤甲烷以及其他有机氯化物的生成量。将高锰酸钾应用于给水处理，可以降低卤仿的生成势。有人通过实际的研究表明，在应用量相等的情况下，高锰酸钾与氯进行联用，与单独采用氯所能取得的消毒效果不相上下，但是它却能对三卤甲烷副产物起到非常有效的减少与控制作用，减少量能达到60%之多。有外国人员利用高锰酸钾氧化与铝盐混凝相结合去除卤仿前质的结果表明，水中天然腐殖酸的含量、高锰酸钾投加量、原水酸碱值和反应时间等都影响高锰酸钾氧化去除卤仿前质的效能，条件不同时，高锰酸钾氧化可使卤仿含量降低35%～95%。

4)高锰酸钾预氧化除藻。高锰酸钾也是一种杀菌剂，早在二十世纪六七十年代，就有关于高锰酸钾用作杀藻剂以控制工业冷却水和水库水中藻类研究的报道，高锰酸钾的有效投量与藻类的含量有关，其杀藻活性与其强氧化性有关。通过国外相关人员的研究表明，高锰酸钾预氧化可使藻类的去除效率得到提高，对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水。一般投加量为1 mg/L～3 mg/L，接触时间1 h～2 h。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%。有研究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，新生态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。高锰酸钾的氧化能显著提高藻类的去除效率，降低紫外吸收度，其效果明显优于传统的预氯化技术。

5)控制饮用水中臭味。在给水处理中，高锰酸钾最早用于除臭。在美国，高锰酸钾的应用主要是用来去除饮用水中的臭味。高锰酸钾单独能够氧化水中多种有臭味化合物，一般高锰酸钾的投加量在0.5 mg/L～2 mg/L即足够去除水中臭味。

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