浅谈高锰酸钾复合盐除锰技术在水厂的应用

摘要:高锰酸钾复合盐预氧化除锰有较好的效果，所形成的中间产物能通过吸附作用促进絮体成长从而体现出一定助凝作用结合净水工艺和PAC联合投加有较好的降低浊度。
关键词：高锰酸钾复合盐；除锰；预氧化

前言

随着进入到夏季，气温逐渐升高，水体垂直交换作用减弱，云南省大多数以水库底层水为水源的水厂都面临着原水锰超标的问题，特别是在暴雨过后更为明显。水处理工艺中如果缺乏有效的除锰措施就会造成出厂水锰含量超出GB5749生活饮用水国家标准，增加了水的色度，引起黄水、黑水的现象，对广大用水户造成不良的影响。传统的高锰酸钾除锰技术早已被我们所熟知，其高效的除锰效果也是被广泛认可，但是其作为易制毒危险化学品购买手续繁琐，储存条件严苛且管理存在较大风险，其次在净水工艺使用过程中配置浓度及投加量较为难掌控，极其容易出现投加过量及着色的问题。

高锰酸钾复合盐作为一种高效绿色的氧化剂，近年来在沿海发达地区被广泛应用，其在对传统污染物去除、除藻、预氧化除铁锰等都有较好的效果。在拥有传统高锰酸钾特性的同时，高锰酸钾复合盐作为一般性化学品，在物流、储藏、监管、手续流程办理方面难度大幅降低，本文将针对我厂近日原水锰升高，使用高锰酸钾复合盐对锰进行去除的整个试验、运行过程做一个分析探究。

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实验部分

1.1实验原理

高锰酸钾复合盐氧化除锰原理与高锰酸钾相同，在较宽pH范围内，水中的二价锰被高锰酸钾氧化成为四价锰，并通过常规水处理工艺的混凝、沉淀、过滤来最终去除，其反应式如下^［1］:

2MnO^4-+3Mn²⁺+H₂O→5MnO₂↓+4H⁺

1.2试剂与仪器

高锰酸钾复合盐

高锰酸钾GR优级纯

锰标液GSB 04-1736-2004 1000ug/ml

PAC 聚合氯化铝10%

浊度仪Hach 2100Q

紫外分光光度计Hach DR6000

混凝搅拌试验机中润ZR 4-6

雷磁pHs-c pH仪

1.3试验方法

（1）1、2号杯主要对比高锰酸钾复合盐与高锰酸钾在无其他干扰因素下对锰的去除效果，这里使用超纯水，在其中加入锰标准溶液，最后经仪器测量配置为锰含量为0.314mg/L的溶液，分别取1000ml 加入到1、2号搅拌烧杯中。

（2）3、4号杯模拟生产运行中与净水剂PAC联用对原水的处理效果，取原水1000ml分别加入3、4号搅拌烧杯中，原水水质主要参数如下：

（3）5、6号杯作为空白对照组。

1.4试验结果与讨论

图1  混凝搅拌试验参数图

(1).1、2号烧杯按照化学反应方程式结合混凝实验最佳投加量投加，复合盐除锰率为85%，高锰酸钾除锰率为90%，高锰酸钾复合盐投加量增加20%-30%。

(2).3、4号烧杯高锰酸钾、高锰酸钾复合盐与PAC净水剂联合投加，复合盐有较好的助凝效果，这是由于高锰酸钾在氧化过程中所形成的中间产物能通过吸附作用促进絮体成长从而体现出一定助凝作用^［2］且反应后色度更低更易控制。

 

      图2  1、2号烧杯除锰效果

   图3  3-6号烧杯浊度去除效果         图4  3、4号烧杯除锰效果

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实际生产运行

2.1 水厂工艺及运行条件

  图5  嵩明盟源自来水公司 净水厂工艺

水厂主要水处理工艺如图所示，为尽量确保无其他因素干扰，保证运行条件相同所以选取了5.9与5.15两日，分别在前端投加高锰酸钾与高锰酸钾复合盐来进行对比。

1、两日8:00-20:00每小时进水量均稳定在 800㎥/±50。       

2、高锰酸钾及高锰酸钾复合盐投加量分别按理论值2:1 、4：1，再结合混凝实验结果优化投加。

3、两日水质情况、单日气温基本相似。            

4、净水剂投加量10mg/L，次氯酸钠投加量 前2.5 mg/L后0.4 mg/L。    

5、除预氧化投加剂（高锰酸钾、高锰酸钾复合盐），其余投加药剂都不变。

       图6 两日高锰酸钾与高锰酸钾复合盐投加运行效果

5月9日与5月15日，分别使用高锰酸钾、高锰酸钾复合盐来投入生产运行，其他条件保持不变，运行时间都为单日的8:00-20：00点，分别取原水、滤前水、滤后水对浊度、色度锰来进行检测，结果如上表所示。

图7  工艺浊度变化对比     

   图8 工艺锰变化对比

    图9  工艺色度变化对比

                      图10  各主要指标去除率对比

   从两日实际运行结果看出，高锰酸钾和高锰酸钾复合盐在 除锰、浊度去除、无太大差别，在色度的控制和助凝效果上高锰酸钾复合盐略好于高锰酸钾，结合净水工艺和PAC、次氯酸钠的联合投加有较好的除锰、助凝除浊度的效果^［4］。

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小结

   （1）通过混凝实验和实际运行可以看出高锰酸钾复合盐的助凝效果要高于高锰酸钾。

   （2）高锰酸钾复合盐与高锰酸钾相比有较好的色度控制。

   （3）高锰酸钾复合盐与高锰酸钾都具有明显的氧化除锰效果。

 （4）由于高锰酸钾复合盐中有效氧化剂KMnO₄ 的有效成分为50%，实际运行中投加量相比高锰酸钾要高出30%。

   （5）综合模拟实验、实际运行效果以及对经济、监管、风险等因素的综合评判，高锰酸钾复合盐更适合作为预氧化除锰在水厂中使用。

参考文献

［1］胡文佳 黄丽梅 高锰酸钾复合盐投加除锰实验研究 中国高新技术企业 1009-2374（2015）.

［2］王盛 倪静 高锰酸钾、高锰酸钾盐预氧化处理高氨氮、高有机物污染原水 公用科技 2009.01.009

［3］曾诚  胡诗越等 基于高锰酸钾复合盐的原水预氧化处理研究 重庆科技学院学报 2022.02

［4］朱丽梅 高锰酸钾与高锰酸钾复合盐净水效果比对研究 供水技术 1673-9353.2019.01.008

作者简介：李奇（1993-），男 天津城建大学环境工程专业，学士， 嵩明盟源自来水有限公司给排水工程师。