高锰酸钾预氧化工艺在给水厂中的应用
刘永康，周大农，樊康平，张素霞，马刚，梁再辉
(北京市自来水集团，北京市西城区宣武门内大街甲121号，1 00031)
摘要：通过生产运行数据考察了高锰酸钾预氧化技术在实际生产运行过程中的可行性及其强化除污染效能。结果表明，相对于预氯化，高锰酸钾预氧化能有效地强化水中污染物的去除。提高饮用水水质；但另一方面．高锰酸钾预氧化将导致滤池过滤周期缩短．对生产运行具有一定负面影响。
关键词：高锰酸钾，预氧化．GC／MS，过滤周期
O前言
混凝、沉淀、过滤，消毒等常规饮用水处理工艺能有效去除水中胶体、细菌等污染物，但当水源受到有机污染物(包括天然有机物NOM及人工合成有机物SOCs)污染时，采用常规水处理工艺难以确保饮用水的安全性。采用强化氧化、混凝、沉淀(气浮)、过滤、吸附等单元过程是提高微污染水源处理效果的有效途径。
化学预氧化能有效灭活水中细菌与藻类、氧化破坏有机物分子结构、提高混凝效果等，因此在饮用水处理过程中广泛采用。其中，高锰酸钾以其经济、方便、高效等优势而被广泛采用。本文以北方某给水厂的预氧化工艺改造工程实例为基础，介绍改造后高锰酸钾预氧化工艺的相关问题，期与同行探讨。
l工程概况
I．1工艺介绍
北方某水厂以一大型水库水作为水源。其污染指数为0．577，为清洁水源，经一小型水库调蓄站送往净水处理厂。源水输水管长70多公里。该水厂第一期处理工艺流程如图1所示。混凝剂采用FeCl3和聚合氯化铝，分别在混合井、配水井投加，煤砂滤池滤速7．5m／h，过滤周期48h，活性炭滤池滤速lOm／h，过滤周期144h；采用氯胺消毒。本文以第一期为例主要探讨高锰酸钾在生产中的应用情况。
1．2生产中存在的问题
长期以来，该厂采用预氯化工艺，十多年来运行情况良好。近两年来，该厂出厂水嗅味强度升高，市民对自来水中嗅味的不满和抱怨增多。我们认为可能有如下原因：一，近年来连续干旱少雨，水库水质发生恶化，藻类增多，其中有许多藻类会产生令人不愉快的异嗅和异味；二、原水经70多公里超长距离输送，在管道中水质发生变化，原有氯气预氧化工艺刺激藻类产生某些致嗅代谢分泌物，三、藻类代谢分泌物经净水处理工艺未能有效去除，进入城市管网。针对上述存在问题，生产中拟采用更为有效的预氧化强化除污染技术。
除氯以外可以采用的常见预氧化剂有二氧化氯(CIO2)、臭氧(O3)和高锰酸钾(KMn04)等。它们在标准状态下的氧化还原电位分别为1．50V、2．07V和1．69V，而氯在标准状态下的氧化还原电位为1．36V。其中，臭氧在标准状态下的氧化还原电位最高，氧化能力很强。但臭氧工艺投资大，不适合水厂现有

工艺。此外，采用预臭氧化工艺有可能导致出水中强致癌性溴酸盐浓度升高，并降低饮用水的生物化学安全性。二氧化氯产生的无机副产物(亚氯酸盐)对人体具有危害。高锰酸钾氧化性较强，且至今为止，未发现有毒害的氧化副产物。此外，高锰酸钾预氧化技术只需增设一套药剂配制、投加与控制系统，基建和设备投资均很低，易于与现行处理工艺衔接。
1．3工艺流程
研究表明，高锰酸钾预氧化工艺代替预氯化工艺是可行的。结合前期小试、中试、生产性试验等基础上，决定在生产中采用高锰酸钾预氧化工艺取代预氯化工艺，高锰酸钾投加点在水源地，投量范围为0．3～I．5mg／L。
2生产运行结果
2．1 采用高锰酸钾预氧化工艺后各处理单元出水水质
各处理单元出水水质指标如表l所示。出厂水其他水质指标均符合国家水质标准。可以看出，机械加速澄清池对浊度去除率较高，为82．4％，对色度去除率为7 1．4％；煤滤池对浊度去除率为41．4％，对色度去除率为50％t此外，活性炭滤池对浊度的去除率为47．O％，出厂水嗅味为0级。
2．2高锰酸钾预氧化工艺对主要污染物强化去除效果
从表2可以看出，原水水质较好，仅嗅味级别较高。在对该原水水质常规(预氯化)处理后嗅味达到一级，而高锰酸钾预氧化工艺后出厂水嗅味未能检出。与常规工艺相比，采用高锰酸钾预氧化工艺后的出厂水水质得到进一步改善。
2．3沉淀池出水微量有机物C,C／MS分析
采用气相色谱／质谱(GC／MS)对高锰酸钾预处理工艺和预氯化工艺沉淀池出水微量有机物进行定性分析，结果如图2所示。
高锰酸钾预处理工艺和预氯化工艺沉淀池出水的GC／MS分析结果如表3所示。
高锰酸钾预处理沉淀池出水共检出22种有机物，预氯化沉淀池出水共检出36种有机物。高锰酸钾预处理沉淀池出水比预氯化沉淀池出水少了14种有机物。其中溴类有机物包括溴仿、三氯甲烷在高锰酸钾预处理沉淀池出水未被检出。高锰酸钾对有机酸类具有较好的氧化作用。


3 高锰酸钾预氧化工艺存在的问题及解决途径
3．1 高锰酸钾预氧化工艺出现的问题
高锰酸钾预氧化工艺能减少处理水中的有机物种类，有效地解决自来水中出现的嗅味问题，强化除浊、助凝、助滤作用。还能显著地控制氯化消毒副产物，并有效地降低后续氯化消毒过程中氯仿和四氯化碳等致癌物质的生成量。但在针对该厂现有条件、现行工艺、当前水质状况的实际应用中还存在以下几个问题。
3．1．1生产中高锰酸钾投量持续加大
高锰酸钾预氧化工艺运行初期，投加0．3～0．4mg／L KmnO4便能达到良好的嗅味去除效果。在第一年里高锰酸钾投加量0．3～1．5mg／L，第二年为0．5～1．8mg／L，同期投加量升高20％以上：，KMn04投量明显增大，其投量曾一度达到近2．0mg／L。过高的KmnO4投量将引起一系列的问题：首先，水处理药剂费用增加，制水成本提高；其次，KmnO4投药量过大，还原生成的MnO2增多，进厂水浊度升高，增大混凝剂药耗和水处理构筑物(如沉淀池、滤池等)负荷。
3．1．2进厂水浊度、色度升高
生产运行发现，采用高锰酸钾预氧化工艺后，进厂水浊度色度明显升高，且煤滤池进水有时会呈现粉红或紫红色。
3．1．3煤滤池的滤程缩短
残余的KmnO2进入煤滤池后，煤滤层对剩余的KMn04进行催化分解，起还原作用：
KMn04+3C+H20一4Mn02+2HCO-3+CO一3
从反应式可以看出KmnO2与无烟煤发生反应生成二氧化锰，二氧化锰对水中的有机物也具有一定的吸附和催化氧化的作用，防止了高锰酸钾穿透滤层。但是该过程有大量二氧化碳气体的生成1，气体附着在煤粒周围。虽然有人曾发现附着在煤滤层的煤粒周
围的气体有利于水中颗粒物的去除，但是煤粒周围的气体的存在，导致滤池水头损失急剧升高，致使运行周期缩短。
高锰酸钾具有良好的除污染效能，但高锰酸钾在原水输送管道中还原生成的新生态水合二氧化锰本身以浊度和色度的形式存在于水中，这会导致进厂水浊度升高。投加高锰酸钾以前的预氯化进厂水浊度为1．6～3．8NTU，投加高锰酸钾以后进厂水浊度为2．7～4．9NTU，进厂水浊度同比明显升高，升高幅度在10％以上。浊度升高增加了沉淀池、滤池负担，也导致煤滤池的滤程缩短。
综合以上几个可能因素导致了煤滤池滤程明显缩短，由以前的48h变为36h，滤程缩短了25％，缩短幅度较大，反冲洗次数明显增加，初滤水增多影响水质，反冲洗水进入回流池输送至配水井再次处理提高了单位处理成本。
3．2高锰酸钾预氧化工艺存在问题的解决途径
3．2．1改变高锰酸钾投加点
针对上述问题我们在做前期试验时尝试改变高锰酸钾投加点，实验发现：在混凝实验时提前投加预氧化剂(大约十几小时)，发现提前投加KmnO4(投量由0．6～1．4mg／L不等)，其后续混凝沉淀效果明显恶化(混凝剂种类与投量变化均作了考虑)。此结果表明，过于提前投加预氧化剂对水处理过程是不利的。其作用机理可能是：
(1)提前投加KmnO4将引起原水水质变化进而影响处理效果其一、原水中有机物亲水性增强。KmnO4氧化是选择性的不完全氧化的过程。KmnO4将选择性地进攻破坏水中的C=C、C=O等电子云密度较高的官能团，进而将其氧化为一C00-等亲水性较强的基团。
其二、原水浊度升高。KmnO4的还原产物水合MnO2将滞留在水中并表现为浊度，从而引起原水浊度升高。由于水合MnO2最终将以水中胶体的形式被混凝、沉淀及过滤等单元操作去除，从这一角度而言，在保证处理效果的前提下，应尽量减少KmnO4以减少后续处理单元负荷。
其三、原水色度升高。新生态水合MnO2颗粒粒径极小，均匀分布在在水中将同时表现为色度进而引起原水色度升高。
其四、原水(电位降低。新生态水合MnO2的等电点在pH=2．0至pH=3．0之间，在常规水处理条件下其e电位表现为负值。另一方面，由于原水有机物亲水性增强也将同时降低原水e电位。‘电位实验的结果表明投加1．0mg／L KmnO4反应10h后，原水‘电位有-10．0mV下降为-15．2mV，这证实了这一结论。
(2)投加KMnO。时间过于提前将影响KmnO4作用效能的充分发挥有研究表明，KmnO4的除污染效能主要是由两个方面共同决定的。一方面，KmnO4的氧化作用破坏了胶体表面的水合有机涂层，使得混凝剂能够直接作用于胶体表面的双电层，此即所谓的氧化助凝作用；另一方面还原生成的新生态水合MnO2具有桥联作用，有助于混凝过程。此外新生态水合MnO2具有良好的吸附水中污染物的作用。
投加KmnO4时间过于提前，还原生成的新生态水合MnO2彼此将发生聚合，其比表面积大大降低，去除污染物的能力也大为降低。此外，水合MnO2表面具有丰富的表面羟基将与水中无机有机物发生表面络合作用，并在氢键作用下与原水中有机物聚合。这样水合MnO2，表面同时也覆盖了有机涂层，大大增加了其混凝去除的难度。与此种情况对比的是，当KmnO4与混凝剂投加时间间隔不长时，原位瞬时生成新生态水合MnO2将在很短的时间内与混凝剂发生作用，其不利混凝的作用较小。
根据上述两点分析，可以考虑将高锰酸钾预氧化剂投加点移至水厂内。这一方面可以提高处理效果，另一方面将减少高锰酸盐及其复合药剂投加量，降低运行费用。
3．2．2采用高锰酸盐复合药剂进行预氧化
前期研究表明，将高锰酸钾与某些无机盐有机物有机地复合成的一种新型预氧化剂高锰酸盐复合药剂，能有效强化去除微污染水中的有机物、强化除藻、除嗅味、色度等。目前，该厂正在进行进一步的生产性试验研究，考察高锰酸盐复合药剂在生产中应用的可行性。
4结论
高锰酸钾在该水厂的应用，成功解决了饮用水嗅味强度过高等问题，有效地保障了安全饮用水的供给。此外，本研究为高锰酸钾的实际应用提供了一定技术储备。

高锰酸钾预氧化

针对去除水中微量有机污染物常用的预氧化技术有氯氧化、臭氧氧化和高锰酸钾氧化。如前所述，氯氧化在原水中含有机物时会产生DBPs，臭氧预氧化设备复杂，而高锰酸钾预氧化具有效果良好，并且不必改变常规的净水工艺流程的优点，只需在投加混凝剂之前或同时，向水中投加高锰酸钾溶液，不需增加过多的附属设备，投加方便、灵活，易于运行管理，使用较为安全可靠，对致突前体物也有较好的去除效果，是一种切实可行的预氧化方法，适合各类西部小城镇水厂采用。

该工艺不但可以有效地去除微量有机污染物和降低致突变活性，还可以一定程度强化后续的混凝-沉淀和过滤等过程。由于高锰酸钾的水解产物水合二氧化锰絮体（MnO2•H2O）的强氧化作用和与有机物的广谱作用性，对于水中的天然有机物、藻类、产生色度以及嗅、味的其它有机物，MnO2•H2O会破坏其碳链或官能团，改变有机物结构，被降解的有机物进而与水中的其它离子发生络合作用，失去稳定性，从而在沉淀或过滤中得以去除。

采用高锰酸钾预氧化时，应符合下列规定：

1）高锰酸钾宜在水厂取水口加入；当在水处理流程中投加时，先于其它水处理药剂投加的时间不宜少于3min。
　　2）经过高锰酸钾预氧化的水必须通过滤池过滤。
　　3）高锰酸钾预氧化的药剂用量应通过试验确定并应精确控制，用于去除有机微污染物、藻和控制臭味的高锰酸钾投加量可为0.5～2.5mg/L；
　　4）高锰酸钾的用量在12kg/d以上时宜采用干投。湿投溶液浓度可为4%。

高锰酸钾在给水处理中的应用分析
罗岳平!， 邱振华!， 李宁!， 汤光明!， 施周"
（长沙市自来水公司，湖南长沙；"#湖南大学土木工程学院，湖南长沙）
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
1 对高锰酸钾投加技术的探讨
1.1 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3～5min的投加间隔时间。各种药剂的最佳投加点如图!。

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3～5min的时间间隔。
调整的原则是：投加点1宜尽量提前，投加点2设在处理构筑物前，投加点/应最大程度地远离投加点"。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。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＋H2O＝4MnO2＋2KHCO3＋K2CO3
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0.5～2.5mg/L:时，可以氧化大多数有机物，一般浓度为0.6～1.2mg/了:的高锰酸钾可使出水TON（嗅阈值）＜3。
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。
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＞12kg/d以干粉式投加为宜；用量＜12kg/L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0.01mg/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 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LD50,为700～1830mg/L类推到人，一个体重为80kg’的人空腹吞食5%高锰酸钾溶液2.3L可致死。美国国家环保局建议的高锰酸钾安全浓度为200mg/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。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。

高锰酸钾在邯郸市地表水厂中除锰的生产性应用
时真男%，蔡振宇%，李思敏%，尹莲凤!，张志刚)
（河北工程学院，河北邯郸"；!邯郸市自来水公司，河北邯郸" 邯郸市环保局评估中心，河北邯郸"）
摘要：本文介绍了高锰酸钾除锰的作用机理及其在实际生产中的应用。当地表水源水中锰含量为0.13～0.53mg/L，其超标范围为30－430%时，投加适量的KmnO4经处理后，滤池出水中的锰含量≤0.1mg/L，符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85）。该方法操作简单，运行管理方便，投资少，除锰效果良好。
关键词：关键词：高锰酸钾；二价锰；二氧化锰
邯郸市铁西自来水厂以岳城水库水为水源，第一期日处理能力为10万m3/d，二期将完成水厂的终期规模20万m3/d。岳城水库位于太行山脉以东河北省磁县境内，为漳河干流的大型水库。在岳城水库集水面积地区内的含锰溶岩土壤和矿物中含锰量较高，由于地表径流含锰的溶岩土壤和矿物被冲入水库中，这些冲击物中锰的氧化物、碳酸盐、硅酸盐等溶解于水，长时间使水库底泥中锰的含量积累。锰以二价的氧化物、氢氧化物或三价、四价氧化状态存在，其中＋2 和＋4价锰较不稳定，但＋2价锰的溶解度低，所以水中主要以二价态溶解于天然水中，在水中的溶解度主要受PH 和氧化－还原电位的影响。锰的化合物常与它的金属离子、氧化铁共存。地下水由于缺氧，锰为可溶态的二价，地面水则以可溶性三价锰络合物和四价锰的悬浮物存在。如果水中锰浓度超过0.15mg/L 时，会在洗涤的衣服和卫生设备上留下不易除去的斑痕，在较高浓度时使水产生不良味道。在有较多溶解氧的状态下，锰以二氧化锰固体状态存在，不易溶解于水中。但在春末、夏、秋初季节，澡类等浮游生物繁殖较快，当水体由于温度变化产生上下水体交换时，这些浮游生物就会下沉，浮游生物分解时消耗水中的溶解氧，造成水底呈厌氧状态。在厌氧状态下，水中溶解氧少，PH值适宜，锰由二氧化锰还原成二价锰离子溶于下层水中，当上下水层由于温度变化而产生交换时，含锰的水就被取水头部取走，造成季节性锰增高。近几年，水源水质在7,8.9 三个月锰的含量为0.13-0.53mg/L，其超标范围为30%～430%。锰是人体必需的微量元素。水中含有微量的锰，一般对人体无害，但在饮用水中如果锰含量过高，人体长期摄入过量的锰，可致慢性中毒，锰也是诱发某些地方病的病因之一。
1 除锰的方法
1.1接触氧化法除锰
含锰地下水曝气后经滤层过滤，能使高价锰的氢氧化物逐渐附着在滤料表面上，形成锰质滤膜，使滤料成为黑色或暗褐色的“锰质熟砂”。这种自然形成的熟砂具有接触催化作用，能大大加快氧化速度，使水中二价锰在较低PH的条件下就能被溶解氧氧化为高价锰而从水中除去。采用该法需要对原有工艺进行改造，需要大量投资，在现有水厂中很难实现。
1.2 氧化法
氧化剂氧化分离锰，可使用的氧化剂有液氯、高锰酸钾、臭氧等，其原理是在正常的"# 值下投加氧化剂，使二价锰氧化成不溶性的二氧化锰，再通过反应、混凝、沉淀、过滤等水处理工艺去除。采用氯作氧化剂时，其氧化速度较慢，需要锰砂做催化剂来加快反应速度。采用臭氧作为氧化剂时，可在比较低的PH值（6.5）和无催化剂的条件下，可使二价锰完全氧化，但臭氧投加量如超过最佳投加量，并不能提高锰的去除率，由于锰被超氧化成高锰酸盐，反而使出水略成粉红色。采用臭氧氧化生产成本比较高。
高锰酸钾是比臭氧和氯都更强烈的氧化剂，采用该氧化剂氧化是在没有催化剂的情况下，可快速将二价锰氧化成不溶性的二氧化锰，本身被还原成二氧化锰，其反应式为
3MnO2＋+2KmnO4+2H2O＝5MnO2＋2K＋＋4H＋
高锰酸钾投加量超过需要量时，处理后的水会现粉红色，因此必须严格控制投加量。高锰酸钾氧化水中二价锰的反应很快，一般可在数分钟内完成。氧化生成的二氧化锰沉淀物，在投加混凝剂的同时一并处理。
解决水库源水中锰超标的根本措施是实行分层取水，但这一措施需要改造取水口，在工程上有难度。
因此经过对以上的几种方法比较，并综合考虑，选用高锰酸钾作为氧化剂除锰。
2 KMnO4投加量及投加方法
该水厂使用的KmnO4是由天津市福晨化学试剂厂生产的分析纯试剂，KmnO4含量≥99.5%。其它杂质的含量为：水不溶物≤0.2%；氯化物≤0.002%；硫酸盐≤0.005%；总氮量≤0.005%；铁≤0.005%；砷≤0.0005%；重金属（以pb计）≤0.003%。
KmnO4投加量：根据源水中锰的含量，并进行分析试验，决定按源水中MnO2＋的两倍投加KmnO4。
投加方法：按照KmnO4-最佳投加量与混凝剂聚合氯化铝的最佳投加量搅拌均匀，同时投加，不改变原水厂的净水工艺。
投加位置：在静态混合器之前投加KmnO4。
3 生产运行效果及其讨论
根据化学反应式（1）可知，每氧化1mg/L 二价锰理论上需要1.92mg/L高锰酸钾，但实际上所需高锰酸钾量比理论值低，因为反应生成物———二氧化锰是一种吸附剂，能直接吸附水中的二价锰，从而可使高锰酸钾用量降低。但是源水中除了含有Mn2* 外，还有其它有机物，比如腐质酸、藻类等。为了保证水中Mn2*被完全氧化成MnO2，使出厂水质符合国家饮用水卫生标准，我们按源水中MnO2＋的两倍投加KMnO4。投加KmnO4-前净水厂的运行效果见表1 所示，投KmnO4,-后净水厂的运行效果见表1所示。

由表4 可以看出：不投加KmnO4，只经过反应、混凝、沉淀、过滤工艺处理，当源水中锰的含量≤02mg/L时，出水中锰的含量≤0.1mg/L，符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85）中规定的锰含量＜0.1mg/L的标准；当源水中锰的含量＞0.2mg/L时，出水中锰含量＞0.1mg/L不符合国家饮用水卫生标准，而且对色度的去除效果不明显，使水产生不良味道，并且在卫生设备上留下不易去除的斑痕。
由表2可以看出：尽管源水中的锰严重超标，甚至锰含量＞0.5mg/L，按照最佳剂量投加KmnO4经处理后，水中锰的含量＜0.1mg/L，符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85），而且滤后水的色度也明显降低，除锰效果持续稳定。

运行效果还表明：（1）水中投加KmnO4.后，滤池的工作周期由原来的24小时自然缩短为16 小时，这是因为投加KmnO4后的生成物MnO2吸附水中大量悬浮物被滤池滤料截留使滤池水头损失增加所致。
（2）滤前水的色度略有增加，但经过滤后，色度＜5 倍。因此需要对滤池加强管理。
每年的7、8、9 三个月KmnO4投加量范围为0.25～0.8mg/L，KmnO4市场价为8000元/吨，每立方米水处理成本仅增加2～6 分。
4 结论
1）通过投加KmnO4除去源水中的锰，不用改变水厂的净水工艺，投资少，费用低，运行管理简单。
2）当水源水中锰的含量＜0.200mg/L时，出水中锰的含量＜0.1mg/L，符合国家《生活饮用水卫生标准》，不需投加KmnO4。
3）当水源水中锰的含量＞0.200mg/L时，经投加最佳剂量的高锰酸钾，出水中锰的含量及色度均符合国家饮用水标准。

取水口处高锰酸钾的投加量是除臭运行的关键控制参数。投加量适宜时,所加入的高锰酸钾中的
7 价锰转化为4 价锰,存在形式为不溶性的MnO2 ,可通过净水厂的混凝沉淀过滤有效去除。如投加量过大,反应剩余的高锰酸钾会造成净水厂进水颜色发红(红水) 。如投加量少,则除臭效果差,并且由于在输水管道中进入了还原态,转化成溶解性的2 价锰,造成出厂水锰超标。图6 为锰的形态与运行控制示意。据后来分析,大部分出厂水锰超标的问题都是由于取水口处高锰酸钾投加量偏少造成的。6月3 日夜在净水厂进水处紧急安装了在线ORP 仪,实时监测氧化效果,并根据运行情况在一天内总结出了ORP 仪的控制参数,指导取水口处高锰酸钾投加量的调整和净水厂的运行工况。由于原水在输水管中的流经时间有数小时,高锰酸钾投加量调整的效果有滞后,对此在净水厂内建立了应对锰超标问题的多种运行工况:在进厂水ORP 适宜(400～600mV) 时, 采用正常运行工况(粉末活性炭投加量30 mg/ L ,停止水厂前加氯,采用滤前加氯和滤后加氯) 。ORP 偏高( > 600 mV) 时,为预防可能出现红水问题,水厂运行采用除高锰运行工况(增加粉末活性炭投加量到50 mg/ L ,停止水厂前加氯和滤前加氯) ;ORP 偏低( < 400 mV) 时,采用除低锰运行工况(粉末活性炭投加量30 mg/ L ,增加水厂前加氯,

若将高锰酸钾与絮凝剂同时投入水中，两者之间发生反应，反而降低除异臭、异味和色度以及混凝的效果。
但是如果氧化过程中高锰酸钾投量过多，可能会穿透滤池而进入配水管网，出现“黑水”现象。近年来，我国还进行了高锰酸盐和高铁酸盐的复合药剂除藻研究，结果表明两者均能显著提高除藻效果，而且见效快、无残留毒性、不造成二次污染。另有研究表明，采用高锰酸钾净水没有观察到生成对人体有毒害作用的氧化副产物。

ORP氧化还原电位计是什么？ORP只要用哪里？ORP电极怎么安装检测点击次数：553 发布时间：2009-6-24 11:10:58

一.概述
ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mv。它由ORP复合电极和mv计组成。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是和pH电极一样的银/氯化银电极。
在自然界的水体中,存在着多种变价的离子和溶解氧,当一些工业污水排入水中,水中含有大量的离子和有机物质,由于离子间性质不同,在水体中发生氧化还原反应并趋于平衡,因此在自然界的水体中不是单一的氧化还原系统,而是一个氧化还原的混合系统。测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。因此,在实际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示了溶液的一种还原或氧化状态,或表示了溶液的某种性质（如卫生程度等）,但这个数值会有较大的不同,你无法对它作出定量的确定,这和pH测试中的准确度是两个概念。另外,影响ORP值的温度系数也是一个变量,无法修正,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。

二.适用范围
1.工业污水处理
使用于水处理上的氧化还原系统,主要是铬酸的还原与氰化物的氧化。废水中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子。若添加氯或次氯酸钠可用来氧化氰化物,随后是氯化氰的水解,形成氰酸盐。这种化学反应过程叫氧化还原反应系统。氧化还原电位就是电子活性的测量,这与测量氢离子活性的办法很相似。
2.水的消毒与应用
氧化还原电极能衡量对游泳池水、矿泉水及自来水的消毒效果。 因为水中大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响,所以氧化还原电位是水质的可靠指标。如果池水和矿泉水中的氧化还原电位值等于或高于650mv,则表示其中的含菌量是可以接受的。

三.电极的安装与检查
1.氧化还原电极可以使用于任何pH/mv测定计上。
2.ORP计使用时无需标定,直接使用即可,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用 ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。氧化还原电极使用说明书氧化还原电极使用说明书氧化还原电极使用说明书
3.ORP测量电极（铂或金）,其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位（mv）。可用以下方法清洗活化。
（1）对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。
（2）对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后用。
（3）铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗，再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。由于水源水质变化突然,幅度很大,造成水厂运行不稳定。在原水水质恶化时必须及时增加高锰酸钾投量,在水质变好时又要相应降低投量。为此,紧急加装了在线检测仪表,逐渐实现了应急除臭处理的运行目标,即“实时监测、科学指挥、动态调控、稳定运行、全面达标”。
取水口处高锰酸钾的投加量是除臭运行的关键控制参数。投加量适宜时,所加入的高锰酸钾中的
7 价锰转化为4 价锰,存在形式为不溶性的MnO2 ,可通过净水厂的混凝沉淀过滤有效去除。如投加量过大,反应剩余的高锰酸钾会造成净水厂进水颜色发红(红水) 。如投加量少,则除臭效果差,并且由于在输水管道中进入了还原态,转化成溶解性的2 价锰,造成出厂水锰超标。图6 为锰的形态与运行控制示意。据后来分析,大部分出厂水锰超标的问题都是由于取水口处高锰酸钾投加量偏少造成的。6月3 日夜在净水厂进水处紧急安装了在线ORP 仪,实时监测氧化效果,并根据运行情况在一天内总结出了ORP 仪的控制参数,指导取水口处高锰酸钾投加量的调整和净水厂的运行工况。由于原水在输水管中的流经时间有数小时,高锰酸钾投加量调整的效果有滞后,对此在净水厂内建立了应对锰超标问题的多种运行工况:在进厂水ORP 适宜(400～600mV) 时, 采用正常运行工况(粉末活性炭投加量30 mg/ L ,停止水厂前加氯,采用滤前加氯和滤后加氯) 。ORP 偏高( > 600 mV) 时,为预防可能出现红水问题,水厂运行采用除高锰运行工况(增加粉末活性炭投加量到50 mg/ L ,停止水厂前加氯和滤前加氯) ;ORP 偏低( < 400 mV) 时,采用除低锰运行工况(粉末活性炭投加量30 mg/ L ,增加水厂前加氯,后氯化以滤前加氯为主) 。

高锰酸钾在水处理中的应用
王菊 潘孝楼
(三亚中法供水有限公司 海南三亚 572000)
摘 要:源水的季节性水质恶化(溶解性锰和铁含量高)对水厂的运行产生了不利影响,通过采取投加高锰酸钾的措施可保证水厂的安全运行,出水水质能达到国家的《生活饮用水卫生标准〉(GB5749-2006)。
关键词:高锰酸钾 去除 锰
1 锰在水处理中的应用
水处理的方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法等。水中每一种污染物都可用好几种方法进行处理。选择去除水中污染物的处理方法,不仅要考虑其技术可行性,并且要考虑其经济合理性,以及对生态环境是否友好。
天然锰砂早在19世纪末和20世纪初已开始作为催化剂用于地下水除铁和除锰。
在我国天然锰砂大规模用于地下水除铁始于20世纪60年代。20世纪初,高锰酸钾首次在英国作为水处理剂用于水质净化,以后陆续在美国、西班牙等国使用。高锰酸钾在国外主要用于水的除铁、除锰、除臭、除味等净水工艺,并且使用规模愈来愈大。美国水协会1999年对美国地面水厂的调查,在服务人口超过1万人的水厂中,约有36.8%使用高锰酸钾,占美国人口的21%,其比例仅次于氯。
经许多学者研究表明,迄今尚未发现高锰酸钾氧化会出现对人体有毒害的氧化副产物,所以高锰酸钾是一种比氯、二氧化氯、臭氧等更安全的氧化剂。该除污染技术只需要向水中添加少量高锰酸钾,不需要改变水处理工艺,不需增建大型水处理构筑物,经济有效,简便易行。
高锰酸钾除锰的作用原理:高锰酸钾(KMnO4)是锰的Ⅶ价化合物。分子量为158.03,密度为2.073g/cm3。外观为深紫色晶体,常温下稳定,易溶于水,其溶液显紫红色。
对于水中溶解性的二价锰,除锰的一
般方法为首先用氧化剂将其氧化为高价锰(主要为四价锰),由于四价锰在天然水中
PH条件下的溶解度很低,故将以二氧化锰
(MnO2·2H2O)沉淀的形式由水中析出,再将二氧化锰由水中分离出去,从而达到除锰的目的。
高锰酸钾可以在中性和微酸性条件下迅速将水中二价锰氧化为四价锰:
3Mn2++2KMnO-4+2H2O=5MnO2+2K++4H+
按上式计算,每氧化1mg二价锰理论上需要1.9mg高锰酸钾,但实际上所需高锰酸钾量比理论值低,因为反应生成物— 二氧化锰是一种吸附剂,能直接吸附水中的二价锰,从而可使高锰酸钾用量降低。当水中含有其他易于氧化的物质时,则高锰酸钾的用量会相应增大。
我们公司使用高锰酸钾对水进行处理始于2006年,主要用于除铁、锰,当时投加经验不是很足,经过不断的实验和在生产中的应用,到2007年时,已经基本上掌握了投加规律。
2 水库水质状况
三亚中法供水有限公司金鸡岭水厂(以下简称金厂)的源水取自水源池水库(取水口位于水库底部),采用的工艺流程为:进

产品名称： pH/ORP酸度计/氧化还原电位计
原产地： 中国
产品型号： CREATE-4571
包装规格：
报价地区： 上海上海
报价： 1550
备注： pH/ORP酸度计/氧化还原电位计关键词: PH PH计 ORP ORP计 特性及应用： 1、全电脑控制的精密pH/ORP仪器，芯片内存储了关于pH 测量、计算、补偿的所有参数，

13．采用高锰酸钾预氧化时，应符合下列规定：

　　　　1） 高锰酸钾一般宜在水厂取水口加入；如在水处理流程中投加，先于其它水处理药剂投加的时间不宜少于3min。

　　　　2） 高锰酸钾预氧化的药剂用量应通过试验确定并应精确控制，用于去除有机微污染物、藻和控制嗅味的高锰酸钾投加量一般为0.5～2.5mg/L；实际投加量应通过烧杯试验确定。

　　　　3） 高锰酸钾的用量在15kg/d以上时可采用干投。湿投溶液浓度宜为1-4%。应计量投加，配置好的溶液不易长期储存。