中国给水排水
2001Vol. 17 CHINA W ATER &W ASTEW ATER No. 11
运行与管理
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
410082)
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
中图分类号:TU991. 22 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2001) 11-0058-021 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1
。
处理构筑物前, 投加点3应最大程度地远离投加点2。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[1]。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:
4KMnO 4+3C+H 2O=4MnO 2 +2KHC O 3
+K 2C O 3
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/L 的高锰酸钾可使出水TON (嗅阈值)
图1 各种药剂的最佳投加点
1
1
1
1
2
(1. 长沙市自来水公司, 湖南长沙410007; 2. 湖南大学土木工程学院, 湖南长沙
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。
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
2001Vol. 17 中国给水排水 No. 11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
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LD 50为700~1830mg/kg 。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。
工程信息 参考文献:
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电话:(0731) 5197164收稿日期:2001-07-30
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。
南宁市三津水厂一期工程
南宁市三津水厂一期工程是广西壮族自治区重点建设项目, 总投资29829万元, 其中利用第四批日本政府货款1800万美元, 约合人民币14940万元。项目占地8. 53hm 2, 建设周期为1998年1月 2005年6月, 项目建成后供水能力为20 104m 3/d 。目前该工程已完成施工图设计。
(广西南宁市自来水公司 朱翠英 供稿)