高锰酸钾直接除锰技术及应用

所得结论运用于生产试验。结果表 明，在不改变任何工艺参数的条件下，根据原水中的锰含量高低投加一定 量的高锰酸钾对锰 的去除是有一定效果 ， 出厂水的锰含量指标达到生活饮 用水卫生标准。 使 关键 词 ：高锰 酸钾 除锰 试验
前 言
方 程 式 显 示 ｌｇ ｍ／ Ｌ的 Ｍ 应 与 １ １ ｇＬ的 ．ｍ／ ９
Ｏ．９ １ ０４ ． ２０ ０１ ．３
实 验 时 间 ： ００ ． １： 原 水 浊 度 ：４ Ｔ ２ １．８ ５０ ９ ０ ４Ｎ Ｕ ． ｐ ：３ 色度 ： 度 Ｈ７ ． ３ ３ 锰 ：３ ／ ０８ Ｌ ． ｍｇ
表４
ｏ．９ １
ｏ６ ．
２ ０
ｏ０８ ．
顺序号
１
ｐ ７ 色度 ： Ｈ：５ ． ３ ７度 讨论 ：
实 验 时 间 ： ００ ． ： 原 水 浊 度 ：４ Ｔ ２ １．９ ０ １ ９ ０ ９ ７Ｎ Ｕ ． 锰 ：３ ｍ ／ １ ９ ｇＬ ３ ． ① 高锰酸钾直接除锰 法和预加氯高锰酸钾法都
城镇供水 Ｎ ． ０ ２ １ Ｏ ３ ２ １ ７
价锰 ，反应 式为 ：
３ ｚ Ｍｎ￣＋２ ＫＭｎ ＋２ Ｏ 一 ５ Ｏ＝ Ｏｏ Ｈ， Ｍｎ ＋２ Ｋ￣＋４ Ｈ
２ －按 ２１ 中确定的实验方案投加各种化学试 ．２ ２ ．１ ． 剂， 搅拌速率和搅拌时间按本厂实际工艺条件确定 （ 即 ２ ．条件 ） ．１ ２
１ 城镇供水 № ． Ｏ ２ ６ ３２ｌ
Ｏ ． ９
１ ． ０
１ ． １
１ ． ２
０１ Ｊ９
Ｌ ４
２ ０
０ｏ ．６
活 性 炭
３５ ． ３５ ． ３５ ． ３５ ． ３５ ． ３５ ．
１ ｍ） ％（Ｌ
实 验时 间 ：０ ７１ ２： ２１．． １ ７ ００ ０
聚合氯化铝
Ｏ８ ．５ ０８ ． ５ Ｏ８ ．５ ０８ ．５ Ｏ８ ．５ ０８ ．５
我们采 用高锰 酸钾化 学氧化 法有效 地去 除了原水 中的
锰。
水 中其 他 的还 原 性 物 质 也会 消耗 一部 分 高 锰 酸 钾 ，这些还 原性物 质的多寡 可用 Ｃ Ｄ Ｏ 含 量 的高低 来
衡量。根据城东水厂原水非汛期降低 Ｃ Ｄ Ｏ 试验的结 论 ，高锰 酸 钾 在 原 水 中的 浓度 小 于 ３ ｇＬ时 ， Ｏ Ｍ ｍ／ Ｃ Ｄ． 降低值不发生显著变化 ，而高锰酸钾氧化原水中锰 的 有效的浓度小于 ２ ｇ ，可以认为高锰酸钾的消耗量 ｍ／ Ｌ
２ ． １０ｍ 水样 ， ．１ ００ Ｌ ２取 快速混合 ２ 分钟 （ Ｏ 分） ３ 转／ ， Ｏ 慢速反应 １ 分钟 （ 转 ／ ） 静止沉淀 １ 分钟 ，测 ０ ８ ０ 分 ， ５
定上 清液锰含量 。
高 锰酸 钾是 一种 强 氧化 剂 ，在 水 的 ｐ Ｈ值 弱碱 性
的条件下，水中的二价锰可被高锰酸钾迅速氧化为四
Ｏ２ －ｌ ０２ ．０ ０２ ．３ ０２ ．６ ０２ ．５
００ ．８ ００ ．６ ０ｃ７ ． ｒ ００ ．６ Ｏｏ ．５
００ ．８ ００ ．４ ００ ． ４ Ｏ０ ．５ ００ ．５
Ｏ０ ．９ ００ ．６ ００ ．６ ００ ． ４ ００ ．３
０１ ．９
１
４
２
４
３
４
４
４
５
４
６
加高锰酸钾的量 （ ／ ｍｇ Ｌ）
０－ ４
锰的含量 （ｇ ｍ／ Ｌ）
Ｏ．０ ２
次氯酸钠 ８ ％（ ） ． 滴 ４
Ｋ ０ ｏ珈 ） ０７ Ｍｎ ４ ％ （Ｌ ． １ ０８ ． ０ ． ９ １ ． ０ ｌ ＿ ｌ １ ． ２
在增加 ，但混凝试验后 ， 各种形态的锰被吸附沉淀。
（） ２高锰酸钾 已将 原水 中的二 价锰氧化 成可沉 淀性 的锰 ，但是 由于水 中可沉 淀性锰 浓度极低 ，形成 可溶
色度 （ ） 度
１ ０
１ ０
１ ０
１ ０
１ ０
１ ０
性或悬浮锰的假象，通过混凝作用可协 同沉淀。 ③高锰酸钾直接除锰用量的范围广 ，易于生产控 制。 ２ 预加氯 ＋ － ３ 高锰酸钾 ＋活性炭 ＋ 聚合氯化铝试 验 ，参照 同行经验 ，设定 相关投加 量和优化 过程 的顺
ｙ
・
水处理技术与设备 ・
高锰酸钾直接 除锰技术及应用
杨政 义 严 忠
（ 盐城汇津水务有限公 司，江苏盐城 ２ ４ ０ ） ２０ １
摘 要 ：在 水 的ｐ Ｈ值 弱碱 的 条件 下 ，水 中的二 价锰 可被 高锰 酸钾迅 速 氧化 为 四价锰 ，通过 混凝 沉 淀直接 去 除 。本 文 以实验 室搅 拌 实验 的 结果 为依据 ，考察 了不 同浓度 的 高锰 酸钾 情 况 下 ，去除 原 水 中锰 的 效 果 ，并把
４
２
４
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百度文库
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０１ ．９
０８ ．
２ ０
００ ．７
次氯酸钠 ８ ％（ ） ． 滴 ４
０．９ １
１０ ．
２ ０
Ｏ０５ ．
０．９ １
１２ ＿
２ ０
０ｏ５ ．
Ｋ Ｏ ｏｍ ） Ｏ７ Ｍｎ ４１ （ Ｌ ％ ．
Ｏ８ ．
主要针对 于原水 中的锰 含量 。因此 ，本实验 以原水 中
锰含量的高低来确定高锰酸钾的投加量。 ２ 实验 室原水 小样 搅拌试 验 ２１ ．试验 内容 ２１ ．１原水 锰 含 量 的 高低 与高 锰 酸 钾投 加 量 的关 ． 系； ２ ．效仿其他 自来水公司的除锰试验 （ ．２ １ 预加氯 ＋ 高锰酸锰法 ） ； ２１ 高浓度高锰酸钾直接除锰试验 ； ．３ － ２ 不 同条件下 ，利用高锰酸钾去除锰的试验方 ． ２ 法 与结果
分 析对 比实 验结果 ，可得 到如下结 论 ： （） １高锰 酸钾投加量 的增加 ，原 水 中各 种形态 的锰
ｌ Ｌ ％ ｎ）
余锰 （ ｇ ０ｏ ０ ２ Ｏ ３ Ｏ ３ ０ｏ ０ ｍ／ Ｌ） ． ２ ， ． ． ． ０ ｏ ｏ ５ ． ４ ０
浊度 Ｎ Ｕ Ｔ ｏ３ ． Ｏ３ － Ｏ － ３ ０ ． ４ Ｏ５ ． ０ ． ５
ｙ
・
水处理技 术与设 备 ・
能达到除锰 的 目的 ．
生产中 １ ｍ ／ 达要求 ，生产数据见表 ５ ． ｇ ２ Ｌ 。
表５ 高锰酸钾 直接除锰 小样与生产 比较表 实验 日期 锰 （ ／ ｍｇＬ）
② 预加氯法实验室试验容易 ，在生产 中需增加 预 加氯设备 ，会增加 卤代烃生成量 ． ③ 预加氯法氯 的用量在 ０ ｍ ／ 浓度左右 ，高锰 ．ｇ ８ Ｌ 酸 钾用 量在 锰含量 ２０＿． ． ２ ＿ ５倍之 间 ，而且 以正交试 验 为基础 ，理论依据 不足 ． 生产 中难 以控 制 ． ④ 两种试验中，聚合氯化铝和活性炭 的用量控 制比较重要 ，不仅在锰的沉淀方面取得效果，而且在 汛期除色除浊和保ｉ ｋ ｉ 质安全 陛。 Ｄ
城镇供水
・
水处理技术与设备 ・
— 隧
—
一
ｃＩ ＴＹ ＡＮＢ ＴｏＷＮ Ｈ ＴＥＲ ＵＰＰｌ ｓ
２ ．搅拌实验结果见表 １ 。 ．３ ２ 、２
表１ 高锰酸钾不同投加量的除锰效果统计表
序其结果详见表 ３ ４ 、。
表３
顺序号 原水 中锰的含量 （ ＃Ｌ） ｍ
易引起 “ 黄水 、黑水”现象。为了有效降低出厂水的 锰含量 ，我公 司成 立攻关 小组 ，对 如何 除锰进行 研究 运用 ，取得 了实质 性的成果 ，供 同行 参考 。 １ 除锰 方 法与 原理 目前 的除 锰 方 法 主 要 有 以下 几 种 ： 接 触 氧化 ① 法—— 利用 曝 气和 锰砂 滤料 去除水 中锰 ； 生物 ② 法一 利用生物滤池 ，通过细菌来去除水中的锰 ； ③ 化学氧化法——利用氯气 、臭氧 、二氧化氯、高锰酸 钾等强 氧化剂 将二 价锰氧 化成二 氧化锰 ，混凝沉 淀或 经过滤去除 ； ④稳定处理法——在水 中投加螯合剂 ， 与二价锰形成螯合物，防止二氧化锰的析出。采取接 触氧化法与生物法需要增加曝气设备或对滤池进行改 造， 并且滤料的熟化与菌群的培养都需要较长的时间， 因此无 论从 经济上 还是 时间上都 不允许 。采用稳 定处 理法则并 不能从根本 上去 除锰 。 结合 本厂 的实 际情况 ，
盐 城汇津 水务有 限公 司城东 水厂 以江苏境 内通榆 河水 为水 源 ，由于工业废 水 的污染 ，近 两年汛期 水厂
Ｋ ０ 完全 作用 。 Ｍｎ ４ 二价锰 在水 中形态是 复杂 的。 Ｍｎ ＋ ０ ＝ ｎ（ Ｈ） ２ ２Ｈ一 Ｍ ０ ２
２ Ｍｎ（ Ｈ） ， ０＝ Ｍ ０（ Ｈ）２ ０ ２Ｊ ＋ ￣２ ｎ ０
原水中的锰一般在 ０ ｍ ／ 左右 ，最高时达 ０ ｍ ／， ．ｇ ２ Ｌ ．ｇ ５ Ｌ 持续 时 间 ２ ． ５月左右 。而 城东 水厂 的常 规处 理工 艺对 锰的去除效果不佳 ，故造成了出厂水中的锰含量超过 国标 （ ０１ ｇ ≤ ． ／ ｍ Ｌ）的要 求 ，增 加 了水 的 色度 ，并 容
浊度 Ｎ Ｕ Ｔ
０ ． ６
０５ ．
０５ －
０ ． ６
Ｏ ． ６
Ｏ ． ７
色度 （ ） 度
１ ０
１ ０
１ ２
１ ２
１ ２
１ ２
原水中锰 的含量 加高锰酸钾的 分钟后加聚合 锰 的含量 １ （ ／） ｍｇ Ｌ 量 （ ｇ 氯化铝 （ ｇ ） ｍ／ Ｌ） ａ Ｌ ｒ ／ （ ｇ ｍ／ Ｌ）
盐城 汇津水务有限公司城东水厂水净化处理工 艺 ，其工艺 流程 图如下 ：
８ ９０ ４ ：ｏ
０２ ．２
０ ∞ Ｊ
００ ＿８
０
４ 结语
４ 高锰酸钾直接除锰意义重大。从安全性角度 ． １
来说 ，高锰 酸钾运 用在净 水处理 时 ，本 身被 还原分 解
后残留在水中的主要产物为少量的 ，不会对人身造 成任何影响 ， 并可防止因预加氯卤代烃的生成。 ４ 从经济效益分析 ，投加高锰酸钾后，同时起 ． ２ 了助凝 和 杀菌 作用 ，故 可 降低 加矾 量 和一 次加 氯 量 ， 但从 社会效 益分 析 ，大大 改善 了管 网水水质 ，管 网水 质投诉率明显降低。 ４ 高锰酸钾直接除锰区间广，生产中易于控制 ， － ３ 只能保 证锰含量 达标但 不能完全 去除 。 ４４按 表 ３的投 加 量 经 过 一个 月 的生 产 运 行 后 ， ． 在原水锰含量平均值为 ０ ３ ｇ ． ｍ／ ２ Ｌ的情况下 ，出厂水 的 锰含量合格 率为 １０ ０％，平均值为 ０ ７ ｇ ，平均去 ．ｍ／ ０ Ｌ 除率达到了 ７％。投加高锰酸钾降低 自 ０ 来水 中锰含量 的方法 ， 其优越性是很明显的，可以在不改变原有生 产 工艺 的条件下 达到对 微污染 水多 种处理 的 目的 ，如 运 用恰 当 ，可 取得 良好 的社会效 益 。 ４ 高锰酸钾直接除锰 ，其药剂生产成本高于预 ． ５ 加氯高锰酸钾法 ，主要是高锰酸钾和活性炭 的用量 大． 高锰酸钾投加会增加水的色度 ，依靠投加活性炭 控 制出厂水色度 。
３ 生产 试验
原水锰 小样试验沉 生产沉淀水 出厂水锰 含量 淀水锰含量 锰含量 含量
０ｏ ．８
０．８ ０
７３ ：０ ＿０ ９０
７３ ｌ ：０ ．０ １０
０２ ．３
０． ２５
００ ．７
Ｏ．８ ｏ
００ ．９
０１ ．０
７ ３ ３０ ．０ １ ：０ ７ ３ ：０ －１ ９０ ８ １ ９０ ． ：ｏ ８２ ９ｏ ． ：０ ８ ３ ９０ ． ：ｏ
Ｏ１ ．９
０１ ．９
Ｏ６ ．
０８ ．
０３ ＿６
０．２ ４
活性炭
０． ９ ． Ｏ ０－ ４８
１ ｍ） ３ ％（ Ｌ ． ０
３ ． ０
３ ． ０
３ ． ０
３ ． ０
３ ． Ｏ
Ｏ１ ．９
１２ ．
Ｏ＿９ ５
聚合氯化铝
０８ ．５ ０８ ．５ ０８ ．５ ０８ ．５ ０８ ．５ ０８ ．５
１ ＩＬ ％（ ） ｎ
０１ ．９ １４ ＿ ０６ ． ４
余锰 （ ／ ０ ４ ０ ０ ３ ０ ５ ０ｃ Ｏ ９ ｍｇ Ｌ） ． ， ０ ４ ０ ． ． ．７ ０ ０ ｒ ． ０
实 验时 间 ：０ ７１ ２： ２１． ７ ０ ０ １． ０
表２投加高锰 酸钾＋ 聚合氯化铝除锰效果统计表