高锰酸钾复合高锰酸钾水厂应用Word文档下载推荐.docx

1、（1）、接触时间长。（特别适合长距离输送的预氧化）（2）、投加过量会引起出厂水色度升高。长期过量投加，反应产物水含二氧化锰易使滤料板结。（3）、高锰酸钾价格较贵。三、高锰酸钾除藻：利用高锰酸钾除藻也有较好的效果，对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水。一般高锰酸钾投加量为13mg/L、接触时间不少于2h以上。如果预氧化过程中高锰酸钾投量过，可能会穿透滤池而进入配水管网，出现“黑水”现象，而且出水的含锰量增加，有可能不符合生活饮用水水质标准。过剩的高锰酸钾可在沉淀池中去除，只要淡红色已在池内消失，高锰酸钾就不会进入滤池。有时也可投加粉末活性碳去除过剩的高锰酸钾，其投加点应在高锰酸钾氧化反应完成以后，

2、以免相互作用而降低除藻效果，但是粉末活性碳也可能穿透滤池而进入配水管网，宜在滤速上加以控制。采用高锰酸盐复合药剂或高锰酸钾作为预氧化剂，所取得的除藻效果优于单纯混凝效果，它可以显著降低水中的U254值，也就是破坏水中的有机物结构，同时它还能消除由藻细胞分泌的部分臭味物质，对藻毒素MC，高锰酸盐的去除率可以达到60%。马军等认为它所形成的新生态水合二氧化锰对含藻水的混凝具有明显的促进作用，新水合二氧化锰能够吸附水中藻类，从而增加藻在水中的沉淀速度，形成相对较密实的絮体。预氯化常用于水处理工艺中，以杀死藻类，是单一的氧化作用，而高锰酸盐预氧化能是氧化和新生态水合二氧化锰吸附的协同作用。高锰酸钾对水

3、中浮游生物有显著影响，一高锰酸钾可使微生物失去运动活性；二是在高锰酸钾作用下，微生物细胞可分泌出生化聚合物。高锰酸盐复合药剂预氧化处理高污染地表水效能机理的探讨有机物在水中的大量存在使水中的胶体颗粒能够和有机物之间互相作用，在胶体颗粒表面形成一层天然有机涂层（organiccoatin），溶解性天然有机物由于其高带电性和强亲水性造成颗粒间空间阻碍和双电层排斥作用，阻碍颗粒间的结合;使无机胶体的亲水性增加，负电性增强，因而对水中无机胶体颗粒还起到稳定剂和分散剂的作用.这在水处理中表现为混凝时水中胶体颗粒难以脱稳，过滤时滤料表面易被水中有机物包裹起来，胶体颗粒不易与滤料吸附结合，有可能失去部分过滤

4、功能。高锰酸盐复合药剂预氧化工艺对珠江后航道高污染地表水具有较好的除浊和除有机物效能的原因主要有:1、高锰酸盐复合药剂预氧化工艺利用其有效的氧化性，通过破坏胶体颗粒表面的有机涂层，降低胶体颗粒表面负电荷和双电层排斥作用!减小颗粒间的空间阻碍，达到有利于颗粒间的碰撞的效果，使水中胶体颗粒易于脱稳，从而达到有利于有机物和浊度降低的效果;通过改变和破坏水中胶体颗粒表面的有机物结构，使混凝剂更加有利于直接和胶体颗粒和被高锰酸盐复合药剂改变结构的溶解性有机物作用，达到强化混凝效果。2、高锰酸盐复合药剂氧化水中的还原性无机物和有机物产生的新生态的水合二氧化锰具有催化氧化、吸附及架桥联结作用。二氧化锰在许多

5、反应中被用作催化剂，有研究发现，某些有机物在和高锰酸钾开始接触时不发生反应，但放置一段时间以后就会发生反应，说明反应刚开始时速度很慢，随着中间产物二氧化锰的产生，反应速度越来越快，表明二氧化锰具有较强的催化作用:新生态二氧化锰具有表面配位性，其具有巨大的比表面积，有很强的吸附作用;新生态二氧化锰能在水中迅速形成较大分子聚合物，通过表面配位或其他化学作用以及吸附作用与水中带负电的胶体颗粒表面结合，并在胶体颗粒之间起架桥作用，使水中胶体颗粒相互结合在一起，最终生成大的絮体或发生共沉淀，达到强化混凝除浊除有机物的目的。有研究表明，水合二氧化锰对水中腐殖酸表现出优良的吸附去除效能，腐殖酸分子量越大，水

6、合二氧化锰对其吸附作用越强阁。3、高锰酸盐复合药剂能够氧化水中的Fe2、Mn2+使其变成Fe3、Mn02，这些金属水解物能够和其他的物质一起产生凝聚现象。高锰酸盐复合药剂在破坏胶体颗粒表面的有机涂层过程中，能够对有机物结构产生破坏，释放出Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al2、Ca2十、M2、Mn02等物质，这些物质发生水解，能够和有机物、胶体颗粒、藻类、微生物及在有机物、胶体颗粒、藻类、微生物之间产生凝聚现象。有研究观察到，投加高锰酸钾后，投加混凝剂前，能够诱导出水中颗粒凝聚作用;新生态的水合二氧化锰与水中细小纤维有机基质、藻类及其分泌的生化聚合物、细小胶体颗粒等通过吸附架桥作用连接到一起，强

7、化了混凝的凝聚作用。高锰酸盐复合药剂氧化有机物后，通过其中各种成分对腐植酸类物质不同官能团的作用，使其梭基含量比单独高锰酸钾氧化产生的狡基含量增高，使腐殖酸类物质与Fe2、Fe3、Ca2、M2等离子发生络合，使之溶解度降低和在这些金属的沉淀物或絮体上的吸附倾向增大;高锰酸盐复合药剂氧化腐殖酸后使一些处于介稳态的腐殖酸类物质发生氧化聚合，从而降低其稳定性圈。高锰酸钾法1.高锰酸钾的性质高锰酸钾（KMnO4）能溶于水，与有机物或其它还原性物质混合，可燃烧或爆炸。常用作氧化剂，滴定分析中用于定量银、钡、硫酸及测定铁、矾、锡等。众所周知高锰酸钾是常用的强氧化剂，高锰酸钾作为氧化剂时出现各种不同的情况，

8、它在不同的介质中出现不同的产物，在酸性介质中还原产物为Mn2，呈粉色;在中性介质中还原产物为MnO2，呈棕黑色沉淀;在碱性介质中还原产物为MnO42一，呈绿色。这是由于在不同介质中，MnO4一都具有一定氧化性，都可与较强的还原剂作用。高锰酸钾具有一定的毒性，使用时应按量使用，防止中毒。2.对水中藻类和徽生物去除的作用许多学者研究表明，高锰酸钾能够和水中藻类和微生物产生显著的作用，主要表现在两个方面:1.高锰酸钾对水中的藻类和微生物的生物和运动活性具有显著的氧化抑制作用。当高锰酸钾投量达到0.5mg/L以上时，水中的一些带鞭毛的藻类如隐藻、裸藻都被氧化失去运动活性，某些硅藻如舟型藻、菱形藻等特殊

9、滑翔游动活性也完全受到禁阻。高锰酸钾还使纤毛虫、夹壳虫、挠足虫等的运动活性受到禁阻或氧化完全失活。这些生物失去运动活性后，有利于后续混凝效果的提高。2.在高锰酸钾的氧化作用下，藻类和微生物细胞可分泌出生化聚合物，在高分辨率扫描电镜（SEM）观察到，在高锰酸钾的作用下，藻类细胞向周围介质超量释放生化聚合物参与混凝过程，达到强化混凝的目的。高锰酸钾处理饮用水存在的问题讨论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

10、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。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，要求不易混合的药剂至少保证3-5min的投加间隔时间。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，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，这会增加药耗。KMn04 +3C+H20=4MnO2+2KHC03+K2C033.使用安全考虑高锰酸钾粉末及溶液对操作人员具有一定

11、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。高锰酸钾氧化除藻机理探讨高锰酸钾能够和水中的微生物及藻类产生显著的作用，许多学者研究表明这首先主要是因为高锰酸钾的氧化作用，主要表现在两个方面:1.高锰酸钾对水中的藻类和微生物具有显著的抑制作用，使藻类运动失去活性;2.在高锰酸钾的氧化作用下，藻类和微生物细胞可以分泌出生化聚合物，这些藻类胞外有机物起到类似于阴离子或非离子型聚电解质的作用。研究表明，当高锰酸钾投量达到0.5mg/L以上时，水中的一些带鞭毛的藻类

12、如隐藻、裸藻都失去活性，某些硅藻如舟型藻、菱型藻等特殊滑行游动活性也完全受到禁阻，高锰酸钾还使纤毛虫、夹壳虫等的活动活性受到禁阻或完全失活，这些生物失去运动活性后，有利于混凝、过滤效果的提高。高锰酸钾对水中微生物的氧化作用，使微生物释放出生化聚合物参与混凝过程，达到强化混凝、过滤的目的。此外 ， 这 一过程也与氧化产生的新生态二氧化锰的吸附作用有很大关系，高锰酸钾在氧化水中的有机物和还原性物质时，在中性和偏碱性的条件下，能够产生新生态的水合二氧化锰固相物质。二氧化锰属于过渡金属氧化物，由于锰的原子核外层含有d电子和空轨道，因而二氧化锰具有良好的表面活性，二氧化锰的表面具有成键能力，除具有物理吸

13、附能力外，在二氧化锰的表面还可形成更为牢的化学键，吸附能力极强。新生态的水合二氧化锰可以吸附溶解于水中的有机物、吸附胶体颗粒表面有机涂层上的有机物进而吸附胶体颗粒、直接作用于胶体颗粒表面吸附胶体。在扫描电镜（SEM）下观察高锰酸钾对藻类氧化前后的藻类的变化，发现水合二氧化锰吸附在藻类表面，明显改变了藻类的特性，增加了藻类的比重，改善了藻类的沉降性能，从而有利于沉降和过滤的去除。二氧化锰的吸附作用可以促进和加快絮体的形成和长大，有利于混凝和后续工艺对有机物和浊度的去除。pH值对氧化效果的影响pH值能直接影响水中胶体颗粒和藻类的电荷和电量，控制混凝剂水解产物的类型、浓度和电荷，决定金属氢氧化物在水

14、中的溶解度等。pH值是控制水中化学反应动力学的一个条件，决定混凝剂的水解速率。大多数氧化剂的氧化能力都受到pH值的影响，pH值不同，其氧化作用及氧化产物也不相同。本实验通过改变氧化反应的pH值来确定氧化剂氧化的最佳条件。高锰酸钾加药系统的自动控制陈立魁（北京市自来水集团，北京100085）摘要：本文针对第九水厂密云水库水质因藻类大量滋生，致使水体产生嗅味，采用高锰酸钾预氧化技术去除原水嗅味的水处理工艺，概要介绍了利用现有日本横河CENTUM一 XL和OENTUMCS5000监控系统，实现高锰酸钾预氧化水处理工艺过程的自动化控制。关键词：高锰酸钾 自动控制运行效果1前言北京市第九水厂是向市区供水

15、的一座大型地表水厂，其原水主要取自密云水库。水厂的设计净水能力为150万m d，约占市区供水能力的52。早几年的密云水库，污染指数为0577，属清洁水源。但由于连年干旱，水库水位持续下降，自2002年9月中下旬，出现水华现象，水质富营养化加剧，致使净化后的出厂水嗅味增加。经专家确认，造成密云水库出现水华现象的原因，主要是蓝藻大量繁殖的结果。蓝藻可以分泌出土味素（Geosmin）和二甲基异茨醇（2-MIB）等致嗅物质，从而使水体出现嗅味。虽然对人体无害，但会严重影响饮用水的感官，故必须去除。在自来水集团的直接领导和有关部室的指导下，第九水厂集中技术力量，在较短时间里进行了较深入的研究和实验，采用

16、高锰酸钾预氧化方法去除原水嗅味，取得了良好的效果，并运用到生产工艺中。此次采用高锰酸钾预氧化方法去除原水嗅味的水处理工艺，在北京属初次使用。本文重点介绍高锰酸钾预氧化水处理工艺投加系统的组成及高锰酸钾投加量的控制方法。2高锰酸钾投加系统组成21系统组成高锰酸钾预氧化工艺的投加系统主要由药剂制备和药剂投加两大部分组成。药剂制备的设备由一个容积为lOm 的溶药罐、搅拌机、进水电磁阀、液位开关、固体高锰酸钾注料斗、排空阀、溢流管等部分组成。药剂投加部分的设备包括输药泵、加药罐（10m个）、液位开关、出药Y型过滤器、加药泵进药电磁阀、隔膜式加药计量泵、阻尼器（均流器）、压力表、背压止回阀、安全阀，以及

17、排空阀、溢流管等组成。如图l所示。图1只给出单线图。在实际系统中，配置了两套输药泵、两套加药罐和三套隔膜式加药计量泵。22投加点的选择由于采用高锰酸钾预氧化法水处理工艺，故将高锰酸钾药剂的投加点选在了密云、怀柔两个取水厂。因原工艺设施中未预留投加高锰酸钾药剂的加药点，为尽快去除因密云水库水质恶化造成的自来水嗅味，又避免对原工艺设施作较大的改动，我们对原预加氯点进行了改装，利用原有的氯扩散管设备投加高锰酸钾溶液。这样处理，即抢到了时间，节省了资金，还保留了再采用预加氯的工艺条件。3控制系统的一般要求31控制层次本控制系统分为现场电动控制和计算机控制两级：（1）现场电器控制盘电动控制（下级）以现场

18、被控设备的电控盘划分界面，定义为“现场电控”操作，称为“下级”。（2）计算机监控（上级）；（3）所有电器设备的继电保护由现场电器自行完成。监控系统只负责对被控设备进行监视、控制、故障报警。（4）操作场所选择开关操作场所的选择，通过设在现场控制盘上的“现场远方”转换开关完成。在操作“现场远方”转换开关的过程中，不允许出现对现场运行设备的扰动（无扰动切换）。32系统运行操作方式系统运行操作分为两种方式：（1）现场僦地）操作运行人员在现场电控盘上，将“现场远方”转换开关选择“现场”位置，通过现场盘上的控制按扭对设备进行启停控制。（2）计算机操作当现场电控盘上的“现场远方”转换开关选择“远方”位置后，

19、在计算机侧的操作也分为两种：a计算机CRT“手动”操作运行人员在中控室操作站上，通过鼠标选择某台设备为“手动”操作方式，运行人员监视CRT画面，对设备进行启停控制。称作“CRT屏幕监视，操作计算机远控”。简称CRT“手动”。b计算机“自动”操作运行人员在中控室操作站上，通过鼠标选择某台设备（或某组设备）为“自动”操作方式，系统将根据运行人员设定的工艺参数，自动完成现场设备的启停控制或调节控制。33控制原则（1）下级优先当控制场所选择为“现场”时，计算机系统只对现场设备的运行工况进行监视，无权进行控制。当选择“远方”控制时，允许计算机系统对现场设备进行控制。在现场盘只允许进行紧急停机操作。当被控

20、设备退回“现场”控制时，在计算机侧操作控制该设备，系统弹出报警窗口，提示“禁止操作!控制权在现场。”。（2）设备的分组控制设备的分组控制，是指某几台设备之中，只要有一台设备故障或退到现场控制，这几台设备便要全部退出系统。这时，将这些设备的控制分在一组进行监控。简单的方法是，将这些设备的“现场远方”信号串接起来送计算机系统。优点是，不仅减少了信号的数量、减少了电缆用量，节省投资，方便维护检修，也使控制应用软件得到简化，可进一步提高系统的安全性。（3）现场设备故障情况的处理当现场单体仪表、被控设备发生故障，且计算机系统正常时，计算机系统报警，并提示处理方式。但不进行复杂的判断和自动故障处理。系统停

21、留在发生报警时刻的状态。由运行人员决定是否将现场设备退回现场操作。（4）全自动运行时现场设备故障情况的处理当设备运行选择计算机“自动”方式时，现场设备发生故障，计算机侧出现任何报警信息，计算机系统自动退回CRT手动方式运行，维持现场报警时刻的运行状态，并自动记录。对报警信息的处理由运行人员决定。4高锰酸钾的投加控制原水中投加高锰酸钾的主要目的是去除水中藻类产生的异味。通常将固体高锰酸钾加水稀释为25浓度的溶液，投加量一般控制在05mgl左右。第九水厂密云取水厂现有的CENTUM- XL监控系统，怀柔取水厂现有的CENTUM-CS3000监控系统（均为日本横河产品），故可利用实有的自控系统便可实

22、现高锰酸钾药剂投加的自动控制。41药剂配置由于高锰酸钾为粉剂药品，当溶药液位罐下降到设定的下限值（035m）时，提示运行人员将一定量的粉剂药品通过药斗加入溶药罐，启动注水控制系统。故属于半自动控制。高锰酸钾是易溶干水的化合物。根据工艺要求，高锰酸钾液体的配置浓度为25。计算公式如下：高锰酸钾配置浓度 高锰酸钾药剂（高锰酸钾药剂水） l00在实际操作中，是将加水量转换为溶药罐的液位高度控制配药浓度 在确认一定量的高锰酸钾粉剂已倒入溶药罐后，便可启动注水（注入液位高度16m）、搅拌（连续搅拌30min）控制程序，完成药剂的配置工作，备用。19m为溶药罐溢流报警液位。当现场电器控制盘上的“现场远方”

23、转换开关切换到“现场”位置时，操作人员也可以按操作顺序，完成药剂的配置工作。42加药罐的切换控制本系统设置了两个加药罐，互为备用。控制对象：输药阀、输药泵（2）、加药罐（2）、加药罐出药阀（2）。加药罐切换顺控过程：当在用加药罐的液位下降到设定的下限值（07m）时，系统自动打开备用加药罐的出药阀，确认阀全开后，关闭在用加药罐的出药阀。加药罐切换完成后，打开溶药罐出药阀、启动一台输药泵向用空的加药罐输药。当加药罐液位上升至19m时，关输药阀、停输药泵。加药罐备用。两台输药泵互为备用，交替运行。43加药计量泵控制共设有3台加药泵，两用一备。每台加药泵的出药口配置一个电动球阀。431高锰酸钾投加量控

24、制控制方式采用流量比例开环控制，原理如下图2所示。例如：取水量为20，000m3h，加药注入率为10mg1，药液浓度为25，则：高锰酸钾投加量=（万mg/l）/2.5%1000=800（Lh）在实际控制时，是将加药量换算为与计量泵流量对应的转速。即通过调节计量泵转速控制高锰酸钾投加量。如计量泵驱动电机的额定转速no1500 rpm，计量泵的最大加药能力Qo=1，000Lh，则投加量q=800 Lh时，计量泵的转速N为：N=（qno）Q0 1200rpm计量泵变频装置的控制信号为DC420mA模拟信号，则每mA电流可控制计量泵转速约为9375转。当计量泵驱动电机转速为1200 rpm时，控制系统

25、输出的控制电流约为168mA。432计量泵的启停控制由于计量泵为容积式隔膜泵，启动时不允许泵的进出口有堵塞，它与一般卧式离心泵开泵时“先开泵，后开阀”，停泵时“先关阀，后停泵”的控制顺序不同。故在启动该类型计量泵时，需先打开计量泵的进出药阀，确认后，再启泵。停泵时，先停泵，后关阀。以避免启停过程中过压损坏隔膜。设在计量泵出口侧的安全阀，实质上是一个压力控制阀，当加药管路上发生堵塞超压时，该阀打开将压力释放，达到保护计量泵的作用。433对高锰酸钾投加系统的监控功能与对其它工艺设备的监视、报警功能类似，主要包括：（1）怀柔、密云取水厂控制站计算机各增加一幅“高锰酸钾投加系统监控流程图”；（2）在监

26、控图上显示溶药罐、加药罐实时液位及各个泵、阀的运行状态；（3）显示各设备的故障、上下限报警（变色闪动、音响、事件打印等）；（4）操作记录、设备运行时间记录；（5）加药控制参数的设定、修改；（6）设备的启停控制，输药、配药环节的连锁控制；等等。5结束语虽然利用高锰酸钾预氧化水处理工艺很好地解决第九水厂原水嗅味问题，但由此引起的，如滤池反冲洗周期缩短、反冲洗时间加长，以及反冲洗排水量大造成污泥处理系统浓缩池负荷过重等一系列后续工艺处理问题，还有待我们进一步研究如何利用现有设施使之得到妥善解决。尤其是在工艺设施格局已定的条件下，利用现有的自动化设备和系统，优化工艺系统运行，进一步发挥“科学技术是第一

27、生产力”的作用，更是我们创新的亮点高锰酸钾及其复合药剂在水处理中的应用李 想，吴耀国，聂国庆，刘志涛（西北工业大学应用化学系，陕西 西安 710072）摘 要：评述了高锰酸钾、高锰酸钾复合药剂及高锰酸钾及其复合药剂与其它方法联用工艺在水处理中应用的研究进展，发现高锰酸钾及其复合药剂在去除有机污染物、除藻及藻臭、除色度及浊度、除重金属离子以及强化预氯化消毒方面的诸多优异表现，为高效、经济的氧化剂，在水处理中具有广阔的应用前景。高锰酸钾；高锰酸钾复合药剂；水处理中图分类号：X 703 文献标识码：A 文章编号：10006613（2007）12171205高锰酸钾是一种强氧化剂，将它用于水处理，具有

28、投资小、使用方便等优点。20 世纪80 年代以来，我国科学家将其应用于去除饮用水中的微量有机污染物、水中的致突变物质、氯仿前质以及氧化助凝等，获得良好效果。高锰酸钾复合药剂是在高锰酸钾基础上发展起来的一种新型、高效的氧化剂，是将高锰酸钾与某些无机盐复合而成的，并通过控制一定的反应条件，促进高锰酸钾氧化还原稳态中间产物的形成，从而强化对有机物的氧化和吸附等功能。1 高锰酸钾在水处理中的应用1.1 饮用水处理中的应用（1）强化预氯化消毒 预氯化是目前应用最广泛的预氧化技术之一，其在控制嗅味、防止细菌和藻类繁殖等方面非常有效。但当受污染水中有机物含量高时，氯与原水中有机物作用，大部分预加氯被消耗在氧

29、化还原性物质上，一方面使其消毒效能下降，不利于处理工艺多级屏障作用的发挥；另一方面生成较多的三卤甲烷（THMs）等致癌副产物，在后续工艺中难以去除，使出水的化学安全性降低。但目前完全取代氯化处理比较困难，因为水中余氯对消毒水的保护作用是其它消毒工艺所不具备的特点。为了保障饮用水的卫生安全性，强化预氯化工艺的消毒性能十分必要。高锰酸钾预氧化强化预氯化不仅可达到消毒目的，还能降低THMs 生成量。同时，高锰酸钾被分解残留于水中的主要产物仅为K+。杨艳玲等通过氯与高锰酸钾联用，试验研究了灭活受污染水中微生物效能及控制THMs 生成，得出结论：高锰酸钾与氯对指示微生物具有协同灭活作用，两者联用预处理可提高饮用水的微生物安全性；与投药总量相同的预氯化工艺相比，联用预处理虽在消毒效能上相当，但能够减少近60的THMs副产物生成量。他们还发现，与氯胺联用降低总大肠菌群和细菌总数的效果更好。在通常的高锰酸钾投量范围内（2 mg/L），与氯胺联用可降低THMs 生成量，提高了处理后水的化学安全性及微生物安全性，因而提高了处理出水的卫生安全性。