高锰酸钾在自来水处理中的应用

罗春

昆明通用水务自来水有限公司

摘要：本文结合实际工作经验对高锰酸钾在自来水处理中的应用进行了分析和论述，并深入讨论了在处理过程中高锰酸钾的反应机理，指出了其在实际应用中的价值，以及在水处理中需要注意的问题。

关键词：高锰酸钾，自来水，处理，应用

Abstract：Inthispaper，theapplicationofpotassiumpermanganateintapwatertreatmentisanalyzedanddiscussedbasedonpracticalworkingexperience.Thereactionmechanismofpotassiumpermanganateintapwatertreatmentisdiscussedindepth.Pointoutitsvalueofpracticalapplication，aswellaswatertreatmentproblemsthatneedattention.

Keywords：PotassiumPermanganate，TapWater，Treatment，Application

随着我国社会的高速发展，工业和城市化进程的加快，给生态环境和自然环境带来了一定的负面影响，尤其是对水资源的污染十分严重，这样就给城乡居民的身体健康带来严重的危害，为此使用有效的水处理工艺和方法，对水源中的污染物质进行处理，为居民提安全优质的饮用水。在自来水处理中应用高锰酸钾，能够去除水中的有害物质，清洁水源，是一种低成本、高效果的药剂。

一、自来水处理中高锰酸钾的应用

自来水处理有多种模式，其中常应用的有化学处理模式、物理处理模式以及二者混合处理模式等。由于水中的污染物质类型不同，所以在处理过程中也需要采取不同的处理模式。高锰酸钾开始在自来水处理中的应用，最早是在20世纪初的英国，主要是用来清除水中杂质，取得了较好的效果，随后在北美、欧洲等国家得到了普及[1]。通常利用高锰酸钾能够去除水中的嗅味、锰、铁元素、助凝等，实现净化水质的目的，而且与其它药剂相比，高锰酸钾的可靠性更强，成本低，较少的投加量就可以实现较好的去污效果，操作简单，在自来水处理中可以进行广泛的使用。

1.高锰酸钾对异臭异味的除去

高锰酸钾主要通过氧化作用降解产生异臭异味的有机物，研究表明，高锰酸钾与溶解性有机物发生的反应具有广谱性，能够控制或减弱液氯无法消除的异臭异味。

自然水体中，有机物都表现出吸附到悬浮颗粒物或胶体表面的趋向性。悬浮颗粒物或胶体表面被覆有机物膜后，不易混凝除去。加入高锰酸钾，有机物膜被氧化，悬浮颗粒物或胶体的表面性质发生有利于脱稳凝聚的变化，从而使除浊效率增加，有机物含量也随之降低，减轻了水体的异臭异味。

高锰酸钾通过下述反应除去地下水的硫化氢异味：

4KMnO4+3H2S→S+2K2SO4+3MnO+MnO2+3H2O

水体pH值对此反应的影响大，一般要求将pH控制在6．5—7。生成的硫和二氧化锰等沉淀物可过滤除去。

2.去除水中含有的铁锰元素

由于自然水源的深层部分中，溶解氧的含量较少，所以水中含有的无法溶解的铁和锰会发生还原反应，导致水源中铁和锰的含量上升，在一定量内虽然其直接饮用对人体健康并不会产生影响，但在色度和口感上会产生较大的影响，严重时使水变成棕黑色，而且这些沉淀物质会在水管中沉积，腐蚀水管，造成水管堵塞，而且这样的水用到工业生产中，会直接对产品的质量造成影响。

高锰酸钾可在很宽的pH范围内与铁、锰化合物发生氧化—还原反应。

MnO4-+3Fe2++4H+→3Fe3++MnO2↓+2H2O

2Mn04-+3Mn2++2H2O→5MnO2↓+4H+

水体pH值越高，反应进行越快，如果原水中锰含量高，将pH调至8．5以上，除去效果更佳，且要求保证足够的水力停留时间，使反应充分完成，所形成的二氧化锰沉淀物能在沉淀池中除去或被滤料有效截留。

3.高锰酸钾的助凝作用

在高锰酸钾发生预氧化过程中，不仅能够有效降低有害物质的含量，而且能够消除掉致癌元素，，同时高锰酸钾与水中的还原性物质发生反应，生成不溶于水的二氧化锰，这种物质能与水产生聚合物的结构，且每个二氧化锰颗粒外层都会带有氢氧根离子，这样就可以吸附水中的颗粒物质和中性分子，若水源中含有胶体类物质，二氧化锰也能够与其发生絮凝，与所吸附物质进行共同沉淀[2]。

二、自来水处理时使用高锰酸钾的注意事项

在使用高锰酸钾进行自来水处理时，必须注意以下事项：一是检测人员必须定期、定时对原水的PH值以及水中各项元素含量进行检测，并将此作为高锰酸钾投加量的依据；二是在进行铁锰处理时，水的PH值必须保持在7.1至7.5的范围；三是在投放过程中，要监控水质状况，尤其是水质的颜色，根据其状况进行高锰酸钾剂量的调节，否则将会影响处理的效果；四是在投加过程中，要做好对操作人员的防护和对设备的防腐蚀。

另外，在处理过程中，药剂的投放顺序对处理效果也有着重要的影响，各项药剂的最佳投放点如图所示。

三、水处理中高锰酸钾复合试剂的应用

近年，技术人员对高锰酸钾在自来水处理中的应用进行了深入的分析，研制出了高锰酸钾复合试剂（PPC），这种新型试剂在除味、氧化助凝以及除掉水中藻类物质、有机污染物、致癌元素母体有着较好的效果，而且其能够与生物活性炭相结合共同发挥作用，同时去除掉水中的有机污染物质，另外，其在共同作用过程中能够及时改善有机污染物的性质，这样活性炭在去除有机污染物时就可以降低处理时间，延长了活性炭的寿命，提高了处理效率[3]。

生产中要注意的是，活性碳应在高锰酸钾氧化反应结束后投加，否则，两者之间发生如下反应，增加高锰酸钾和活性碳的消耗量，使生产成本增加。

4KMnO4+3+H2O=4MnO2↓+2KHCO3+K2CO3

例如，在已遭受有机污染物质污染的自然水源中，胶体表层一直处于高电荷状态，这样水源状态一直无法稳定，即使在水源中投放助凝剂也无法实现理想的混凝效果。近年来针对水源脱稳进行了研究，发现PPC预氧化工艺在提高水源稳定性、沉淀速度、絮体体积提升上有着较为理想的效果，而且能够有效的帮助水源降低致突活性，并能够帮助高锰酸钾协同进行功能作用发挥[3]。

另外，目前进行自来水藻类物质处理时，主要使用的预氯化工艺，这种工艺有着不可避免的弊端，会在水质中形成致癌物质，还有一些发达国家使用臭氧进行藻类物质处理，但成本过高，很难广泛应用，而在使用PPC时，能够达到较好的藻类物质处理效果，并且可控性强，操作简化，可以广泛的应用到自来水处理过程中[1]。

四、结束语

综上所述，高锰酸钾在自来水处理中的应用，能够有效去除水中的污染物质，证明了高锰酸钾具有广泛的应用价值，通过不断的开发和研究，高锰酸钾与其它水处理工艺相结合，能够有效的提升水处理效果，为城乡居民提供安全优质的饮用水。

参考文献

[1]高乃云，沈嘉钰，黎雷等.高锰酸钾灭活铜绿微囊藻及胞内毒素释放机制[J].同济大学学报（自然科学版），2014，42（5）：721-729.

[2]陈卫，袁哲，徐林等.高锰酸钾预氧化对有机物构型与超滤膜污染的影响[J].中南大学学报（自然科学版），2012，43（1）：389-394.

[3]李春波.高锰酸钾与粉末活性碳、单过硫酸氢钾消毒剂联用处理微污染水的应用[J].建筑工程技术与设计，2017，22（20）：4520-4521.