閆 肅

(唐山市自來水公司，河北唐山 063000)

0 引言

人類社會的發(fā)展與進步，給自然生態(tài)環(huán)境、自然生態(tài)資源造成了很大的損害，尤其是在近幾年中，水資源污染格外的嚴重。對水資源造成污染的通常都是有機物，而且危害也非常之大。但我國傳統(tǒng)的給水處理工藝在對有機物的處理效果上并不是十分的理想，所以還需要通過其他的技術手段來提高水資源中有機物的除去效果，比如采用高錳酸鉀。高錳酸鉀具有非常強的氧化性，在研究中它能夠對有機污染物起到非常強的去除作用，還能夠對水資源在氯化消毒后所產生的毒副產物起到非常好的控制作用，而且助凝效果也較好，是一種投資成本低、管理方便、效果好的給水處理方法。

1 高錳酸鉀在水處理中的發(fā)展過程

當前，給水處理可以采取的方法有很多，比如生物法、物理法、化學法以及物理與化學相結合的方法，針對同一種水中的污染物，都可以有多種的方法來進行處理。但是在實際的給水處理過程當中，我們要考慮到的實際因素有很多，除了可行性之外，還有經濟性、操作性以及是否會對其他生態(tài)環(huán)境資源造成影響等等。

英國在20世紀初，就開始將高錳酸鉀用于給水處理，這是全球第一次在水處理中將高錳酸鉀作為處理劑，在隨后的時間中，西班牙、美國也開始了對高錳酸鉀的利用。當時，他們將高錳酸鉀應用于給水處理，主要是起除臭、除錳以及除鐵等作用，而且這種給水處理方法流傳得越來越廣，有越來越多的國家開始采用。1999年，我國的水協會進行了一次大范圍的調查，調查對象是美國境內的所有地面水廠，調查內容中的一項便是這些水廠在水處理中是否用到了高錳酸鉀，調查結果顯示，在人口大于10 000的地區(qū)，采用高錳酸鉀進行水處理的水廠超過了36%，僅低于氯在水處理當中的應用。

至今，在高錳酸鉀水處理的研究及實踐應用中，還沒有發(fā)現它會對人體造成危害，沒有毒副產物產生。不難看出，與臭氧、二氧化氯以及氯相比，高錳酸鉀的安全性更高，而且采用高錳酸鉀進行水處理不需要增改建筑結構、不需要改變已有的處理工藝，投資小、簡單易行。

2 高錳酸鉀的氧化性與穩(wěn)定性分析

1)高錳酸鉀的氧化性。

1659年，德國的著名化學家Glauber第一次發(fā)現了高錳酸鉀這種物質，這種物質具有非常強的氧化性。高錳酸鉀為紫黑色的固體，且泛有結晶光澤，在入水后非常容易溶化，溶化后會呈紫紅色。

在酸性的溶液中，高錳酸鉀的氧化性很強，以下是它在酸性溶液中的化學反應公式:

在中性的溶液中，高錳酸鉀的氧化性比不上其在酸性溶液中氧化性那么強，以下是它在中性溶液中的化學反應公式:

在堿性的溶液中，其氧化性會進一步的降低。

2)高錳酸鉀的穩(wěn)定性。

在固體形態(tài)下，高錳酸鉀算得上是一種穩(wěn)定的化合物，不過在酸性溶液條件下，它就會出現分解，極不穩(wěn)定，以下是它的化學反應公式:

3 高錳酸鉀在給水處理中的應用

高錳酸鉀的氧化性非常之強，世界上許多國家都在利用高錳酸鉀進行水處理實踐與研究，而且所取得的成果非常令人矚目，目前它在給水處理中的應用主要有以下幾點:

1)去除水中二價鐵、錳離子。早在19世紀末20世紀初，地下水除鐵、除錳中就開始應用到了高錳酸鉀，我國在20世紀60年代開始大范圍對高錳酸鉀進行應用。游離狀態(tài)的亞鐵離子如果酸堿度大于5.0，就會被高錳酸鉀非常快速的氧化掉，游離狀態(tài)的二價錳離子如果酸堿度大于5.5，也能夠被高錳酸鉀較為迅速的氧化掉，通過已有的實踐與研究證明，將高錳酸鉀應用于去除水中的錳、鐵等，效果非常迅速、明顯，而且成本低，操作簡易。

2)去除水中有機物。有機物與高錳酸鉀的反應非常的復雜，高錳酸鉀既可以將水中的有機物氧化掉，也可以起到對有機物的催化與吸附作用等。在沈陽地區(qū)，曾有人對高錳酸鉀去除地下水中微生物的效果進行針對性的研究，該研究表明，將高錳酸鉀用于水質凈化，能夠對有機物起到非常好的效果，能夠在非常大的程度下降低水中部分物質的色譜面積，對于部分的污染物甚至可以起到完全、徹底的去除效果。

3)降低三鹵甲烷以及其他有機氯化物的生成量。將高錳酸鉀應用于給水處理，可以降低鹵仿的生成勢。有人通過實際的研究表明，在應用量相等的情況下，高錳酸鉀與氯進行聯用，與單獨采用氯所能取得的消毒效果不相上下，但是它卻能對三鹵甲烷副產物起到非常有效的減少與控制作用，減少量能達到60%之多。有外國人員利用高錳酸鉀氧化與鋁鹽混凝相結合去除鹵仿前質的結果表明，水中天然腐殖酸的含量、高錳酸鉀投加量、原水酸堿值和反應時間等都影響高錳酸鉀氧化去除鹵仿前質的效能，條件不同時，高錳酸鉀氧化可使鹵仿含量降低35%～95%。

4)高錳酸鉀預氧化除藻。高錳酸鉀也是一種殺菌劑，早在二十世紀六七十年代，就有關于高錳酸鉀用作殺藻劑以控制工業(yè)冷卻水和水庫水中藻類研究的報道，高錳酸鉀的有效投量與藻類的含量有關，其殺藻活性與其強氧化性有關。通過國外相關人員的研究表明，高錳酸鉀預氧化可使藻類的去除效率得到提高，對堿性水的除藻效果優(yōu)于中性或酸性水。一般投加量為1 mg/L～3 mg/L，接觸時間1 h～2 h。采用高錳酸鹽復合藥劑或高錳酸鉀作為預氧化劑，所取得的除藻效果優(yōu)于單純混凝效果，它可以顯著降低水中的U254值，也就是破壞水中的有機物結構，同時它還能消除由藻細胞分泌的部分臭味物質，對藻毒素MC，高錳酸鹽的去除率可以達到60%。有研究認為它所形成的新生態(tài)水合二氧化錳對含藻水的混凝具有明顯的促進作用，新生態(tài)水合二氧化錳能夠吸附水中藻類，從而增加藻在水中的沉淀速度，形成相對較密實的絮體。預氯化常用于水處理工藝中，以殺死藻類，是單一的氧化作用，而高錳酸鹽預氧化能是氧化和新生態(tài)水合二氧化錳吸附的協同作用。高錳酸鉀的氧化能顯著提高藻類的去除效率，降低紫外吸收度，其效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的預氯化技術。

5)控制飲用水中臭味。在給水處理中，高錳酸鉀最早用于除臭。在美國，高錳酸鉀的應用主要是用來去除飲用水中的臭味。高錳酸鉀單獨能夠氧化水中多種有臭味化合物，一般高錳酸鉀的投加量在0.5 mg/L～2 mg/L即足夠去除水中臭味。

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