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1、高锰酸钾复合药剂去除水中微污染效能的研究 摘要：在对高锰酸钾复合药剂去除水中微量有机污染物研究中发现：高锰酸钾复合药剂预处理工艺在强化混凝、取代预氯化、去除水中嗅味和藻类、去除微量有机污染物的效果十分理想。对有机污染物的去除效果要远远好于单独投加聚合氯化铝或预氯化工艺对有机污染物的去除效果。 关键词：饮用水 有机污染物 高锰酸钾复合药剂 预氯化 嗅味 藻类 强化混凝 一、前言当前我国现代化建设正在快速发展，但是环境保护、污染治理的工作却未能及时跟上，导致了我国城市污水和工业废水绝大多数未经处理就直接排入水体，使城镇水域90%以上遭到不同程度的污染，而且水源污染面积在不断扩大，水源污染情况不断恶
2、化。已经到了严重危害人民身体健康和生产、生活的地步了。近年来，对我国主要水体进行了污染情况的调查，长江、黄河、淮河、珠江、辽河、松花江、太湖、巢湖、滇池等主要水体都受到了不同程度的污染，都检测出多种有机物，其中有些是EPA规定的优先检出物，对人体有致癌、致畸、致突变的危害。水源由于受到污染，因此水中含有大量有机污染物，其中有许多物质能对人体产生致癌、致畸、致突变的结果，对人体危害非常大。受到污染的水源同时极易产生大量的藻类繁殖，并常带有嗅味。受到污染的源水经过目前传统净水工艺处理后，存在许多问题：1、不仅不能有效地去除水中的有机污染物，反而会增加致癌、致畸、致突变物质；厂的Ames致突变试验一
3、般仍呈阳性：（一种国际上普遍采用的毒理学检测指标，一般认为阳性对人体有潜在的危害，阴性对人体无潜在的危害）。2、由于有机污染物的大量存在，混凝剂的耗量大大增高，水质指标在达到了现行国家生活饮用水卫生标准时，处理成本也同时增加；3、水体受到污染，氮、磷、钾等营养物质含量的增高，导致水体的富营养化。由于有机污染的存在而大量繁殖的藻类，无法彻底去除，并在氯化过程中，产生大量对人体有害的致癌物质；4、出厂水的嗅味一般无法彻底去除，有时反而有加重的现象，达不到感官的基本要求。所以受到污染的源水虽经处理，水质指标即使达到了现行国家生活饮用水卫生标准，饮用这样的自来水仍然是对人体有害的，同时，水处理成本也大
4、大增加了。高锰酸钾复合药剂由高锰酸钾（主剂）和其它多种药剂（辅剂）组成。其主要机理是高锰酸钾主剂在预处理中对水中微量有机污染物的去除具有极好的协同作用。1992年，作者首次发现了高锰酸钾复合药剂及其在水处理中的除污染、助凝、取代预氯化、减少氯仿生成量等方面的优异表现，并随后对这一发现进行了系统研究：1、高锰酸钾复合药剂预处理去除水中有机污染物的种类和数量；2、高锰酸钾复合药剂预处理去除水中藻类；3、高锰酸钾复合药剂处理去除水中嗅味；4、高锰酸钾复合药剂预处理去除水中氨氮；5、高锰酸钾复合药剂预处理助凝取代预氯化、助滤、降低混凝剂耗量；6、高锰酸钾复合药剂预处理减少氯仿生成量；7、高锰酸钾复合药
5、剂预处理卫生毒理学饮用水安全性；8、高锰酸复合药剂高锰酸钾复合药剂的最佳配比、高锰酸钾复合药剂溶解、投加和防腐；9、高锰酸钾复合药剂投加系统的自动控制；10、高锰酸钾复合药剂自动投加系统的技术经济比较等方面进行了系统的研究。发现高锰酸钾复合药剂预处理工艺在上述诸多方面的研究中都具有优良的性能。本方是从几个主要方面对高锰酸钾复合药剂对水中微量有机污染物去除交通的研究。二、高锰酸钾复合药剂对水中藻类和嗅味去除效果的研究1、试验背景与方法本试验以黄河下游取自黄河的水库水作为研究对象，主要进行了水中嗅味和藻类去除效果的研究，并检测了其它的常规化学指标。黄河断流时间不断的延长，迫使黄河下游以黄河为主要水
6、源的各个城市不得不修建蓄水库，在黄河丰水期引黄河水进入蓄水库，蓄水库以备黄河断流期使用。黄河下游近年来有机污染日益加重，加之蓄水库一般较浅，夏季阳光充足，温度较高，藻类易繁殖，并产生嗅味，在冬季有加重的趋势。生产性试验是在Z市的一座黄河水厂进行的。该厂将黄河引入蓄水厂水源，由于水源受到污染。夏季藻类较多，水中嗅味很大，单独投加混凝剂不能有效除臭除味，预氯化后嗅味更大，居民反映强烈。该厂为了改变这种状况，引入了高锰酸钾复合药剂处理技术，图1是该厂的工艺流程。 试验是自季在生产运行中进行的。水温26，源水藻类：2000-3000*104个/L，嗅味为2级，浊度为8.3-10度，CODMN：6.0m
7、g/l，PH：9.0。试验考察新、老处理工艺对水中的嗅味、藻类、浊度、CODMN等的去除效果。每试验一种工艺都稳定8-12小时，然后进行取样检测。藻类的检测采用显微镜数的方法；嗅味和检测方法采用加热超过60，多人检验，取平均值的方法；浊度、CODMn的检测采用标准检测方法进行。2、试验结果与分析表1是高锰酸钾复合药剂去除嗅味试验结果，从中可以看出，单独使用聚合氯化铝（PAC）对除嗅味基本无效，进水嗅味2级，滤后嗅味水仍为2级。高锰酸钾复合药剂预处理，在投量仅为0.24kg/kt，PAC投量仅为2.7kg/kt时就获得了优异的效果，滤后水的嗅味为0级，对嗅味的去除率达到100%，远好于单独PAC
8、5.4kg/kt对嗅味的去除效果，而混凝剂的耗费量仅为其一半。高锰酸钾复合药剂预处理对水中嗅味的去除生产性试验（滤后水） 测试项目嗅味（级）工艺流程源水滤后水去除率2级2级02、聚合铝2.7kg/kt+(0.24kg/kt)2级0级100%3、聚合铝2.7kg/kt+(0.5kg/kt)2级0级100%4、聚合铝5.4kg/kt+(0.24kg/kt)2级0级100%5、聚合铝5.4kg/kt+(0.5kg/kt)2级0级100%6、聚合铝5.4kg/kt+(0.5kg/kt)2级0级100%图2是高锰酸钾复合药剂却除藻类试验结果，从中可以看出，（图中序号所代表的工艺流程同表1，以下同）高锰酸
9、钾复合药剂（CP）对藻类的去除效果较单独PAC要好，高锰酸钾复合药剂（CP）对或类的去除率：滤后水为80%-92%，其中两种配比和投量较佳的高锰酸钾复合剂对藻类去除的效果都在85%以上，最高达到92%，而高锰酸钾复合药剂的投量仅为0.24-0.5kg/kt，混凝剂（PAC）的投量为2.7-5.4kg/kt。而单独投加PAC5.4Kg/kt时，对藻类的去除率：滤后水为54.72%。图3是高锰酸钾复合药剂去除水CODNn试验结果，从中可以看出，高锰酸钾复合药剂（CP）对水中CODNn的去除效果也很好，（PAC：5.4kg/kt，CP:0.5kg/kt)，CODNn去除率：滤后水达到47.92% 。
10、单独聚合氯化铝混凝（PAC：5.4kg/kt)对CODNn的去除率:滤后水达到18.17%。表明高锰酸复合药剂对有机物的去除率相对也是较高的。 图4是高锰酸钾复合药剂助凝去除水中浊度试验结果，可以看出，高锰酸钾复合药剂（CP）助凝水中浊度的去除效果十分显著（PAC：5.4kg/kt，CP:0.5kg/kt)，浊度去除率：滤后达到90-97%，单独聚合氯化铝混凝（PAC：5.4kg/kt)对浊度的去除率：滤后水达到60%。图5是高锰酸钾复合药剂预处理对水中PH值影响的试验结果，从中可以看出，高锰酸钾复合药剂（CP）预处理可使水的PH值有所降低（PAC：5kg/kt，CP:0.5kg/kt)，从源
11、水PH：9.0降低到滤后水PH：7.89；单独聚合氯化铝混凝（PAC：5.4kg/kt)滤后水PH：8.52。转贴于 三、高锰酸钾复合药剂对水中微量有机污染物去除效能的研究1、试验方案与过程饮用水的源水在低温低浊且受到严重污染的条件下是公认难处理的水体，一般情况下，低温低浊高污染水的处理效果最差，温度升高同样污染的条件下，处理效果会好此。本研究选择了低温低浊高污染这一最不利条件进行水中微量有机污染物去除的研究。由于低温环境生物处理工艺不能适应，自氧氧化处理工艺价格昂贵，因此本研究针对低温低浊高污染水体重点考察了单独投加聚合氯化铝处理工艺、预氯化与聚合氯化铝共同处理工艺、高锰酸钾预处理与聚合氯化
12、铝共同处理工艺、高锰酸钾复合药剂预处理与聚合氯化铝共同处理工艺对水体中的有机物的种类和数量的去除效果。发现高锰酸钾复合药剂预处理与聚合氯化铝共同处理工艺对水体中的有机物的种类和数量具有非常优异的去除效果。原水水样取自松花江哈尔滨段，试验在1997年冬季进行，也就是松花江枯水期，水质污染较为严重的时期。原水水质：CODNn：6.4mg/l；浊度：20度左右；PH：7.2-7.3；温度：0；色度：40度左右。由于源水温度极低，浊度较低、水质污染较重，属于典型的低温低浊污染重难处理的水体，选择低温低浊污染较重时期的水体进行处理，具有多方向的重要意义。本次试验重点考察源水、单独投加聚合氯化铝、预氯化与
13、聚合氯化铝共同处理、高锰酸钾预处理与聚合氯化铝共同处理、高锰酸钾复合药剂预处理与聚合氯化铝共同处理后的滤后水体中的微量有机物的数量和种类，通过分析和比较，得出了不同工艺对水中有机物去除的不同性能的评价结论。1）水样的处理工艺过程 原水水样在投入药剂混凝之后，经过1分钟的快速混合和反应，然后经过10分钟的絮凝反应，40分钟沉淀，然后进行过滤，滤速为15m/h，取滤后水进行富集。本次试验的化学药剂高锰酸钾采用化学分析纯试剂；次氯苯酸钠采用液体分析纯试剂；聚合氯化铝采用唐山产的聚合氯化铝，性能较为稳定；高锰酸钾复合药剂采用分析纯试剂。水样编号、聚合氯化铝的投加量、高锰酸钾的投加量、氯的投加量、高锰酸
14、钾复合药剂的投加量等数据详见下表：不同处理工艺的药剂投量水样编号降合氯化（PC）mg/l预氯化mg/l高锰酸钾mg/l高锰酸钾复合药剂mg/l富集水样体积l/水样1-18213-183134.0-18413-1.0-18513-2.318不同处理工艺的滤后水中的有机物数量及峰面积比较 水样（滤后水）检测出的有机物的数量不同处理工艺的有机物数量与源水的比较不同处理工艺的有机物数量的去除率检测出的有机物峰面积不同处理工艺的有机物峰面积与源水比较不同处理工艺的有机物峰面积的去除率1 源水153100%0.0%2.3*1010100%0.0%2 源水+PAC13789.5%10.5%6.6*10102
15、8.7%72.3%3 源水+PAC+CL29964.7%35.3%4.8*101020.9%79.14 源水+PAC+KMnO48454.9%45.1%4.1*101017.8%82.2%5 源水+PAC+CP5133.3%66.7%1.4*10106.1%93.91%不同处理工艺的滤后水中的有机物种类及浓度比较 有机物种类烷烃烯烃炔烃酸醇酮 醛脂 酚 苯胺稠环芳烃与杂环化合物卤代烃硝基化合物工艺浓度为源水的百分比1 源水0.74 25.2 12.26 7.773.419.214.38182.424.272 PAC混凝（滤后水）3.020.72 9.3 2.61 2.630.277.33.88
16、4.110.792.083 预氯化（滤后水）0.710.22 6.5 3.55 1.82T3.893.897.80.41.084 KMn04预处理（滤后水）0.151T 6.05 2.94 1.83T3.223.117.550.241.055 KMn04复合药剂预处理（滤后水）TT 2.42 0.65 0.88T1.420.341.72T0.24 注：表3中“T”表示水中该类物质含量为微量 从表2中可以看出，源水检出有机物数量为153个，源水+PAC为137个；源水+PAC+CL2为99个，源水+PAC+KMn04为84个；源水+PAC+CP为51个。不同处理工艺的有机物数量与源水比较的去除率分别为：源水+PAC为10.5%；源水+PAC+CL2为35.
