高錳酸鉀和高錳酸鹽對原水預氧化效果的比較

王玲

摘要：本文在鹽城水司城東水廠凈水處理工藝基礎上，為強化常規(guī)處理工藝提高凈水效能，鑒于高錳酸鉀對微污染原水有氧化助凝的作用，做的一系列高錳酸鉀和高猛酸鹽（學名：聚硅錳氯化鋁鉀）對原水氧化能力助凝效用的比較性小樣實驗。通過比較得出各自的優(yōu)缺點，介于不同的考量選擇高錳酸鉀或高錳酸鹽。

關鍵詞：高錳酸鉀；高錳酸鹽；比較；效能；濁度祛除率；CODMn祛除率

1、前言

目前城東水廠常用原水是通榆河和鹽龍湖的混合水。而通榆河是鹽城的主要航道，其水體受到的污染是長期且不間斷的。歷年的跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，通榆河水源水的水質呈現(xiàn)有機物較高的特性，年平均CODMn都在6.0mg/L左右，水體為微污染水源，使得凈水廠的凈水壓力變大。

為了確保出廠水水質，提高凈水效能，根據(jù)參考文獻：和汲取其他水司的經(jīng)驗，我們首先選擇了高錳酸鉀作為預氧化助凝劑使用。目的是依據(jù)高錳酸鉀的強氧化性，來大大提高后續(xù)凈水工藝的效能。

2013年6月份城東水廠化驗室進行了大量的高錳酸鉀預氧化的小樣實驗。實驗結果：①高錳酸鉀氧化了原水中部分有機物及還原性物質②將部分布朗運動的膠體提前脫穩(wěn)③使得混凝形成的絮體密實且大，更易沉淀，沉淀水濁度、耗氧量的去除率大大提高。自此城東水廠開始了對原水進行間斷式高錳酸鉀投加，依據(jù)季節(jié)和原水的水質情況按照0.5-1.2mg/L高錳酸鉀的量投加。也取得了較好的助凝凈水效果。

由于高錳酸鉀屬于?；?，在申請、運輸和儲存等方面的手續(xù)和實地監(jiān)管比較繁瑣以及周期拉長；其次是公安對高錳酸鉀使用和儲存檢查很頻繁，使得高錳酸鉀的投加變得困難。為此我們不斷地在尋找替代的產(chǎn)品。在不斷的尋找中找到一種替代品—聚硅錳氯化鋁鉀（俗稱：高錳酸鹽）。在浙江湖州的一家水廠使用。

符合在原水處理中投加，隨即采集高錳酸鹽與高錳酸鉀進行比較性小樣實驗。

2、高錳酸鉀與高錳酸鹽比較性小樣實驗

2.1小樣實驗的目的有兩個：

1、看看高錳酸鹽對于我們的原水有沒有預氧化的作用；

2、對高錳酸鉀和高錳酸鹽進行比較。這樣充分了解高錳酸鹽的性能和效能。

2.2試驗工藝流程

試驗中高錳酸鹽和高錳酸鉀標準溶液均為1%水溶液，聚合氯化鋁標準溶液也為1%水溶液。城東水廠高錳酸鉀的投加點在取水口，有足夠的預氧化時間，實驗時間確定為40min。

2.3 水質評價項目及方法

試驗選用濁度、色度和耗氧量的祛除率為主要水質評價項目，氨氮的祛除率為次要水質評價項目。各指標的檢測方法為GB/T5750—2006《生活飲用水標準檢驗方法》。試驗裝置為深圳中潤（ZR4--6）六聯(lián)混凝攪拌器，濁度儀為哈希臺式（2100N）濁度儀。

2.4實驗分為兩天2016年3.15和3.17，分別在通榆河中取60升原水在實驗室小樣實驗（消除實驗的偶然性）。

3月15和3月17兩天分別進行了5次小樣實驗。小樣實驗采取30分鐘高錳酸鉀/鹽對原水進行預氧化，再進行常規(guī)小樣實驗?，F(xiàn)將代表性小樣實驗4次，對4次小樣實驗分別說明。

2.4.1 3月15日兩組小樣實驗數(shù)據(jù)分析比較

2.4.1.1原水水質：濁度：18NTU 色度：18 PH：8.02

耗氧量：5.4mg/L 氨氮0.64mg/L

原水水質不錯，所有指標都不高

2.4.1.2（3.15-1）實驗：這組實驗全部采用高錳酸鹽對原水進行預氧化。高錳酸鹽的投加量依此為1、2、3、4、5、6 mg/L，凈水劑PAC采用同一平常投加量18mg/l。

實驗過程：在高錳酸鹽投加達到6 mg/L時雖然沉淀水耗氧量只有3.0 mg/L，但是水體已經(jīng)非常紅（此次實驗異色為紅色），這在實際生產(chǎn)中不可行。水體產(chǎn)生異色的還有4、5號杯，同樣也不可行。試驗中1-3號樣杯，均沒有給水體產(chǎn)生異色。1號樣杯，反應速度慢且形成的礬花小，沒有凝聚成大礬花，在沉降結束時仍有很多礬花懸浮在杯體中。小樣實驗采用靜態(tài)沉降，而在實際生產(chǎn)中，在沉淀池的尾部集水槽是一股上向流水力，這些細小的礬花勢必被帶進濾池，會增加濾池的負擔且存在雜質穿透的風險。最終杯底沉降物較少。2號杯比1號杯稍好些，還沒有達到需求的效果。3號杯，反應較快，在混合的同時能明顯看到礬花的形成，礬花在絮凝階段凝聚還行。礬花沉降變快。杯中的懸體也有，較1、2號杯減少很多，杯底的沉降物多。1-3號杯沉淀水的水質差不多，能達到沉淀水出水要求。

（3.15-1）結 論：①4-6號杯對水體增加了異色，無意義

②1-3號杯雖然各指標的祛除率無太大差異，但觀察實驗過程比較后3號杯（高錳酸鹽的投加量為3 mg/L）能在實際生產(chǎn)中有意義。

2.4.1.3（3.15-2）實驗：這組實驗采用高錳酸鹽和高錳酸鉀分別對原水進行預氧化。1-3號杯采用高錳酸鉀預氧化原水，分別投加0.5、1.0、1.5 mg/L。4-6號高錳酸鹽的投加量依此為1、2、3 mg/L。凈水劑PAC都采用同一平常投加量18mg/l。

實驗過程：

因為高錳酸鹽中能起氧化作用的是高錳酸鉀，而高錳酸鉀的含量Ⅰ類才達到50%，相比純品100%高錳酸鉀理論的氧化能力減半。在實際情況中，由于高錳酸鹽還有50%其他組分的存在，弱化了其中高錳酸鉀的氧化作用。在1-3號高錳酸鉀的樣杯中凈水劑的效能大大提高；4-6號樣杯雖然也起到了氧化作用，但是凈水劑的效能提高有限。從雜質的去除率進行比較，也明顯看出高錳酸鉀由于高錳酸鹽。而在實際生產(chǎn)中控制沉淀水的濁度要2.0NTU，這樣才能保證進炭濾池水的濁度0.3NTU。如此比較，加高錳酸鉀明顯優(yōu)于加高錳酸鹽。沉淀水的水質最優(yōu)的是高錳酸鉀1.5 mg/L，但是考慮到制水成本和異色風險，選擇在0.8-1.0 mg/L實際投加；而高錳酸鹽的投加最優(yōu)的是3.0 mg/L，而2.0、1.0 mg/L沉淀水濁度偏高，這樣制水成本偏高。

（3.15-2）結 論：①高錳酸鹽的氧化能力只有高錳酸鉀的1/3--1/4。

②0.5mg/L的高錳酸鉀和2.0mg/L高錳酸鹽實際氧化和助凝效果差不多相當。

2.4.2 3月17日兩組小樣實驗數(shù)據(jù)分析比較

2.4.2.1原水水質：濁度：36.7NTU 色度：22 PH：7.93

耗氧量：6.2mg/L 氨氮0.76mg/L

相比較3月15日的原水水質，今日的原水水質相對差些，但濁度偏高有利于混凝反應。原水水質尚好。

2.4.2.2（3.17-1）實驗：這組實驗全部采用高錳酸鹽對原水進行預氧化。高錳酸鹽的投加量依此為1、2、3、4、5、6 mg/L凈水劑PAC都采用同一平常投加量。

實驗過程：和3.15-1的實驗過程和結果差不多，雖然兩次原水水質有差異，但是可以斷定高錳酸鹽投加量超過3.0mg/L時，存在增加水體異色的風險增加。實際生產(chǎn)中高錳酸鹽可行有用的投加在2.0-3.0mg/L之間，考慮制水成本和異色風險，盡量在2.0mg/L附近。

（3.17-1）結 論：①4-5號杯對水體增加了異色，無意義

②觀察和比較后高錳酸鹽的投加量為2.0-3.0 mg/L能在實際生產(chǎn)中有意義。

2.4.2.3（3.17-2）實驗：這組實驗采用高錳酸鹽和高錳酸鉀分別對原水進行預氧化。1-3號杯采用高錳酸鉀預氧化原水，分別投加0.5、1.0、1.5 mg/L。4-6號高錳酸鹽的投加量依此為1、2、3 mg/L。凈水劑PAC都采用同一平常投加量18mg/l。

實驗過程：和3.15-2的實驗過程和結果差不多，即使兩次原水水質有差異。同樣高錳酸鹽的氧化能力只有高錳酸鉀的1/3--1/4。值得一提的是在實驗結束后，投加高錳酸鹽的樣杯慢慢地出現(xiàn)水體有氣泡滲出并帶著沉底的礬花上浮，4-6號杯依此減少。投加高錳酸鉀的樣杯只有1號樣杯有少許氣泡滲出，2、3號樣杯沒有此類情況的出現(xiàn)。沉淀水水質只有高錳酸鹽3.0mg/L投加能滿足要求，小礬花的凝聚仍不盡要求。1-3號杯的沉底礬花多，4-6號杯的沉底礬花明顯少，雖然6號杯沉淀水達標，水體仍溶有不少小礬花懸浮。指標物的去除率仍是高錳酸鉀的高。

（3.17-2）結 論：①高錳酸鹽的氧化能力仍只有高錳酸鉀的1/3--1/4。

②0.5mg/L的高錳酸鉀和2.0mg/L高錳酸鹽實際氧化和助凝效果差不多相當。

③當原水水質發(fā)生變化時，高錳酸鹽氧化作用時會有異常，由此看出高錳酸鉀耐受范圍廣，高錳酸鹽的耐受范圍窄。

3、結論

3.1通過實驗得知，高錳酸鹽雖然也有預氧化能力，但是高錳酸鹽的氧化能力仍只有高錳酸鉀的1/3--1/4。高錳酸鉀比高錳酸鹽對原水水質發(fā)生變化的耐受范圍寬。那么作為對原水的預氧化和助凝作用，首選高錳酸鉀。

3.2高錳酸鉀屬于?；?，在申請、運輸和儲存等方面的手續(xù)和實地監(jiān)管比較繁瑣以及采購周期拉長；其次是公安對高錳酸鉀使用和儲存檢查很頻繁。使得高錳酸鉀成為水廠的安全隱患。

3.3涉水用高錳酸鉀特別貴，相對高錳酸鹽價格低，兩者價格相差較多。

4、結束語

要求對原水有高預氧化作用首選高錳酸鉀，但從經(jīng)濟角度和實用角度，選高錳酸鹽。當高錳酸鹽對原水預氧化能力不夠時，可用高錳酸鉀可作為高錳酸鹽短暫的替代品，考慮長期投加還是高錳酸鹽。所以根據(jù)原水水質情況，進行小樣實驗可以合理組合使用高錳酸鉀和高錳酸鹽。

參考文獻：

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