羅岳平¹，邱振華¹，李寧¹，湯光明¹，施周²

(1.長沙市自來水公司，湖南長沙410007；2.湖南大學土木工程學院，湖南長沙410082)

　　摘　要：對合理投加高錳酸鉀的生產技術進行了探討，同時分析了水處理中使用高錳酸鉀的安全性及其應用前景。
　　關鍵詞：高錳酸鉀；投加；安全性
　　中圖分類號：TU991.22
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)11-0058-02

1　對高錳酸鉀投加技術的探討

1.1投加點的選擇
　　一般要求將高錳酸鉀盡早投入待處理水中，很多水廠將投加點設在取水頭部，這樣能使氧化過程充分進行，最大程度地去除嗅味、藻類等，并發揮二氧化錳的凝核作用，提高絮凝和沉淀效果。如果不能在取水口處投加高錳酸鉀，至少要保證在快速混合前投加。不要將其與絮凝劑同時投入水中，否則兩者發生反應，反而降低處理效果。
1.2水處理藥劑的投加順序
　　各種水處理藥劑的投加順序對強化、凈化處理至關重要。很多藥劑是不能混合投加的，如鋁鹽和氫氧化鈉，陰離子和陽離子高分子聚合物，氨、液氯和鋁鹽等。在實際生產中，要求不宜混合的藥劑至少保證3～5 min的投加間隔時間。各種藥劑的最佳投加點如圖1。

　　因受到已建凈水構筑物結構設計的限制，很多水廠無法保證投加點間有3～5 min的時間間隔。調整的原則是：投加點1宜盡量提前，投加點2設在處理構筑物前，投加點3應最大程度地遠離投加點2。在針尖大小的鋁絮體形成后再投加陰或非離子型高分子聚合物，可望使絮體成長最充分。
　　如果主要是為去除水的嗅味和色度，高錳酸鉀宜在氯化處理前投加，這樣有利于氧化降解各種前驅物，降低氯消毒副產物的生成量。對鐵、錳含量高的地下水，氯氧化處理則應安排在高錳酸鉀投加之前，利用氯氧化除鐵，而高錳酸鉀主要與錳發生反應，這樣既降低了生產成本又可保證處理效果。
　　在高錳酸鉀不能單獨有效地去除嗅味和色度的情況下，常采取與粉末活性炭聯用的方法^［1］。在生產中要注意的是，活性炭應在高錳酸鉀氧化反應結束后投加，否則兩者發生如下反應：
　　　　　4KMnO₄+3C+H₂O＝4MnO₂↓+2KHCO₃+K₂CO₃
　　這會增加藥劑的消耗量，使生產成本增加。但另一方面，由于活性炭的還原作用，高錳酸鉀不會因偶然因素而過剩，運行穩定可靠。
1.3　投加量和投加方法的確定
　　高錳酸鉀的濃度為0.5～2.5 mg/L時，可以氧化大多數有機物，一般濃度為0.6～1.2 mg/L的高錳酸鉀可使出水TON(嗅閾值)＜3。
　　將高錳酸鉀投入水中后，水體變為紫紅至粉紅色，氧化反應結束后顏色消失。根據水體顏色的變化可以推斷反應接觸時間，并依此調節高錳酸鉀的投加量。
　　國外的投加經驗是允許粉紅色擴展到沉淀池或澄清池的2/3水面處，使二氧化錳能在后段沉淀去除，但粉紅色必須在濾前消失，否則濾池易被堵塞。如果高錳酸鉀投加過量，致使殘余高錳酸鉀進入管網后繼續反應，使用戶水龍頭出水呈黃褐色，產生衣料著色等一系列不良后果。
　　由于高錳酸鉀處理具有水系特異性，因此在對特定水體進行處理時，首先要進行標準燒杯攪拌試驗，了解高錳酸鉀的處理效果，并初步確定其用量。為使處理效果最佳，有時要調節水體pH值，一般pH值高，高錳酸鉀氧化速度快，投加量可適當減少。
　　高錳酸鉀的投加可采取干粉或溶液兩種方式。如果高錳酸鉀用量＞12 kg/d，以干粉式投加為宜；用量＜12 kg/d時，可配制成4%的溶液后用計量泵投加到管道中與待處理水混合。
　　高錳酸鉀本身并不吸收水分，但其中的少量雜質會吸潮而結成餅狀，因此要求在干燥處密封存放備用的高錳酸鉀。高錳酸鉀溶液的配制濃度不宜過高，以防晶體析出，一般以5%為上限(低則可配成1%～2%)，應視投加總量調節。
　　國外已研制出高錳酸鉀自動檢測裝置，檢出下限為0.01 mg/L殘余高錳酸鉀。通過安裝自動檢測設備，易于實現對高錳酸鉀投加操作的精確控制。

2　使用高錳酸鉀的安全考慮

　　固體高錳酸鉀被認為是有毒物質，美國研究人員進行的毒理試驗表明，高錳酸鉀對鼠的LD50為700～1 830 mg/kg。類推到人，一個體重為80 kg的人空腹吞食5%高錳酸鉀溶液2.3 L可致死。美國國家環保局建議的高錳酸鉀安全濃度為200 mg/L，超過此值可能損傷人體組織。
　　飲用水生產過程中，高錳酸鉀的使用濃度若在安全范圍內，則不會帶來毒副作用。但應該盡可能保證適量投加，避免殘余高錳酸鉀進入管網，產生二次污染。特殊情況下，可通過活性炭吸附過量的高錳酸鉀。
　　高錳酸鉀粉末及溶液對操作人員具有一定的危險性，要注意采取必要的保護措施，并加強安全教育。高錳酸鉀會腐蝕鐵質管道，一般要求對鋼管等進行涂襯保護或使用塑料管。在決定投加高錳酸鉀進行預處理前，要充分考察生產環境，并控制不利影響。
　　投加高錳酸鉀后，絮凝池和沉淀池排泥水的化學組成發生了改變，尤其是二氧化錳含量增高，因此要求對污泥處理和安全排放進行相應調整。
　　綜上所述，將高錳酸鉀用于去除嗅味、色度和對有機污染物等的控制是有效的。如果具備投加條件，而且通過試驗證實高錳酸鉀對當地水體中常見的污染物處理有效，建議將高錳酸鉀預處理列為水污染治理的選擇技術之一。

參考文獻：

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　　收稿日期：2001-07-30