高锰酸钾预氧化的除藻效果

李思敏1，王龙2， 李清雪1，许吉现1， 张胜1?
( 1.河北建筑科技学院城市建设系，河北邯郸056038；2.邯郸市自来水公司，河北邯郸056001)

　　摘　要：针对邯郸市滏阳河水考察了高锰酸钾预氧化对高含藻源水的处理效果。结果表明，投加少量高锰酸钾既提高了对藻类的去除率，又降低了出厂水的色度和嗅阈值，效果明显优于传统的预氯化工艺。?
　　关键词：除藻；高锰酸钾；氯化；氧化?
　　中图分类号：TU991.2
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)03-0048-03

　　滏阳河水是邯郸市的主要水源。近年来，由于上游工业废水和生活污水排放量的增加，滏阳河水呈现富营养化，藻类大量繁殖使水体色度及耗氧量增大并出现异味，致使邯郸市第二水厂在运行中出现了诸如沉淀效果差、药耗增加及藻类堵塞滤池等情况，导致出水余氯及水质下降。针对上述问题，拟采用高锰酸钾预氧化法除藻。?

1　小试

　　以滏阳河水为试验小样，其藻类含量为(1.16～340)×10⁴个/L(优势藻类是硅藻和绿藻)、pH值为7.2～8.5、浊度为20～49 NTU。?
1.1 方法
　　在1000mL水样中加入一定量的2%聚合铝、氯以及高锰酸钾，模拟实际工艺条件(混合、反应、沉淀等)，以300r/min快速搅拌1min后以150r/min中速搅拌3min，再以50r/min慢 速搅拌10min、静置15min后在水面下1cm处抽取上清液并测定其浊度、余氯、pH值、总锰及藻类含量。?
1.2 结果及分析
　　① 除藻效果?
　　高锰酸钾是一种强氧化剂，能够抑制细菌生长，其不同投加量下的除藻及除浊效果见图1。 ?
　　从图1中可见，在原水中有机物含量较低的情况下，除藻率随着高锰酸钾投加量的增加而提高，出水浊度也随之降低，但试验中可观察到随着投加量的增加，出水色度逐渐增加。因此在实际操作中要将高锰酸钾的投加量控制在一定范围内(1mg/L以下较适宜)。

　　② 与加氯除藻效果比较?
　　模拟生产实际分若干次多级加氯，即先加3.0mg/L的氯、再加28mg/L的聚合铝并搅拌1min后加入剩余量的氯以及高锰酸钾进行搅拌试验。试验结果见表1和表2。?
　　从表1中可见，当采用多级加氯法且加氯量达5.0mg/L时，藻类的去除率可达到86%左右；而在加氯的同时投加少量的高锰酸钾即可使出水浊度下降、除藻率提高，即使在秋、夏藻类高发季节也能达到除藻要求，且随着高锰酸钾投量的增加，除藻率、余氯、总锰均呈上升趋势，而浊度略有下降。此外，水中的卤代烃浓度也大大降低，改善了对有机污染物的去除效果。因此投加高锰酸钾的效果优于单纯的多级加氯。

表1 多级加氯和高锰酸钾的除藻效果对比 项 目 1 2 3 4 液氯总投加量(mg/L) 5.0 4.0 4.0 4.0 高锰酸钾投加量(mg/L) 0 0.2 0.4 0.6 　 浊度(NTU) 6.4 5.8 5.6 5.6 出水指标 余氯(mg/L) 1.5 1.4 1.5 1.7 　 总锰(mg/L) 0.10 0.14 0.16 0.2 　 藻类含量(10⁴个/L) 25.9 17.4 6.5 2.4 　 除藻率(%) 86.9 91.2 96.7 98.8 注：原水藻类含量为98×10⁴ 个/L。

表2 不同加氯量下高锰酸钾预氧化的除藻效果 项 目 1 2 3 4 5 6 液氯投加量(mg/L) 3.2 3.2 3.2 4.0 4.0 4.0 高锰酸钾投加量(mg/L) 0.2 0.4 0.6 0.2 0.4 0 出水指标 浊度(NTU) 8.3 7.4 6.7 7.3 7.0 8.5 余氯(mg/L) 1.0 1.2 1.4 1.5 1.6 1.5 总锰(mg/L) 0.15 0.20 0.23 0.12 0.20 0.13 藻类含量(10⁴个/L) 141.6 85.0 54.9 120.6 55.5 129.4 除藻率(%) 48.7 69.2 80.1 56.3 79.9 53.1 注： 原水藻类含量为276×10⁴个/L。

　　 从表2可见，投加0.4mg/L高锰酸钾可降低20%的加氯量，且出水浊度、除藻率等指标均优于单纯多级加氯。
　　③ 接触时间?
　　 在装有1L水样的烧杯中投加1.2mg/L的KMnO₄，每隔0.5h测其吸光度，得到高锰酸钾残余量随时间的变化曲线(见图2)。

　　 从图2可见，高锰酸钾残余量随接触时间的延长而减少，但到一定时间后则变化趋缓，故对于滏阳河水而言，接触时间为1.0h是适宜的。?
　　小试结果表明高锰酸钾投加量控制在0.5mg/L比较适宜，投加量过大会使水中色度、总锰等水质指标升高且成本偏高；若投加量过小则会影响除藻效率。?

2 　生产性试验

　　 在邯郸市第二自来水厂的斜管沉淀池、机械搅拌澄清池分别进行了试验。?
2.1 斜管沉淀池
　　 在斜管沉淀池进口处投加0.6mg/L左右的高锰酸钾，测试中可观察到投加高锰酸钾后泥水分层明显，混凝效果有所好转，其除藻效果见表3。?

表3 斜管沉淀池内高锰酸钾除藻效果 项 目 藻类含量(10⁴个/L) 除藻率(%) 进水 出水 投加高锰酸钾前 304.9 148.8 51.2 投加高锰酸钾后 325.7 70.7 78.9

　　 由表3可见投加高锰酸钾后除藻率提高了27.7%。?
2.2 机械搅拌澄清池
　　 试验中高锰酸钾采用两种投加方式。?
　　第一种：即在投加聚合铝和液氯的同时，将高锰酸钾投加在机械搅拌澄清池的混合槽中，考虑到机械搅拌澄清池污泥回流情况以及污泥中含有大量有机物质，因此在实际生产中需加大高锰酸钾投量，一般为1.0～1.5mg/L，试验结果见表4。

表4 澄清池内投加高锰酸钾的除藻效果 项 目 藻类含量(10 ⁴个/L) 叶绿素含量(mg/L) 除藻率?(%) 进水 出水 进水 出水 投加高锰酸钾前 289 140.4 6.21 4.14 51.4 投加高锰酸钾后 324 61.9 4.86 1.33 80.9

　　 由表4可见，投加高锰酸钾后出水余氯有较大上升，除藻率提高30%左右，而对色度、总锰含量等指标无明显影响。?
第二种：在机械搅拌澄清池出口处即在过滤前投加高锰酸钾，药剂经管道与水混合并进入滤池，投加量为0.5mg/L的试验结果见表5。?

表5 澄清池后投加高锰酸钾的除藻效果 项 目 藻类含量(104个/L) 除藻率(%) 澄清池进水 滤后水 投加高锰酸钾前 257 195.6 23.9 投加高锰酸钾后 338 179.8 46.8

　　 由表5可见，投加高锰酸钾后除藻率提高了22.9%。?
　　分析比较两种投加方式的试验结果可知，在除藻率提高20%～30%的条件下，第一种方式的高锰酸钾投加量是第二种方式的2～3倍，生产成本太高，故实际生产中应采用第二种方式投加高锰酸钾。

3　结论

　　① 高锰酸钾比液氯具有更强的氧化性，在投加液氯的同时加入少量的高锰酸钾可使杀藻能力提高20%～30%。?
　　②在确保出厂水中余氯含量的条件下，以高锰酸钾替代一部分液氯，可降低加氯量10%～20%。
　　③ 生产试验结果表明，澄清池内、池后两种方式投加高锰酸钾都可明显提高除藻率，但池后投加方式可节约高锰酸钾用量。

参考文献：

　　［1］ 许国仁，李圭白，王向东，等.高锰酸钾复合药剂对水中藻类和臭味去除效果生产性实验研究［J］.给水排水，1998，24(12)：13-14.
　　［2］ 马军，石颖，刘伟，等.高铁酸盐复合药剂预氧化除藻效能研究［J］.中国给水排水，1998，14(5)：9-11.

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　　收稿日期：2001-07-06