净水专家推荐：高锰酸钾让饮水更安心
净水专家推荐：高锰酸钾让饮水更安心
近年来，随着工业技术的快速发展，我国水源污染也呈增加趋势，有调查显示，我国近二分之一的城市水源水不符合饮用水源水标准，几乎检测出多种有机物，对居民健康构成严重威胁。水质污染严重时，水体不仅含有多种有机物，而且可能存在铁、锰、微量重金属等物质，进一步加大了水处理难度。目前，许多水厂仍采用传统水处理，工艺路线为“混凝-沉淀-过滤-消毒-净化”，对于污染严重的水质，传统水处理工艺已不能满足要求，需在此时进行改造预处理是改善的主要手段，预处理常用的氧化剂有臭氧、二氧化氯、高锰酸钾等。臭氧预处理成本过高，二氧化氯预处理存在水质安全问题，而高锰酸钾预处理安全有效、价格低廉，是目前兴起的有效预处理方式。
高锰酸钾在水处理中的作用机理
高锰酸钾是一种强氧化剂，在水pH中性的条件下，水中的二价锰被高锰酸钾迅速氧化成四价锰，二价铁氧化成三价铁，而高锰酸钾本身还原成二氧化锰。
除锰机理：3Mn2++2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+2K++4H+
除铁机理：3Fe2++KMnO4+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H++K+
高锰酸钾还原生成的二氧化锰可固态沉淀，去除锰元素，三价铁也可沉淀去除。由于二氧化锰比表面积大，可以进一步吸附水中的铁锰离子，提高去除效果。
高锰酸钾去除有机物的机理不仅有氧化作用，还有吸附和催化作用。高锰酸钾复合盐对有机物的去除效果远远高于单纯的高锰酸钾。这是因为，除了这三种作用外，高锰酸钾与其他成分之间还有协同强化作用。
曾研究过高锰酸钾去除地下水中微生物的效果，发现高锰酸钾用于水质净化对有机物效果非常好，可以大大降低水中某些物质的色谱面积。对于部分污染物，也可以发挥完全和彻底的去除效果。
高锰酸钾能氧化破坏藻类物质的表面基团，降低其表面电荷密度，减少藻类与铝离子的络合反应，提高絮凝剂的利用率。
高锰酸钾在完成氧化作用的同时，通过压缩双电层电中和、吸附交联和缠绕沉淀物来提高除藻性能。采用高锰酸钾复合盐可以进一步提高水中藻类的去除率。
在给水处理中，高锰酸钾是最早用于除臭的。臭味由水中的藻类及其代谢物产生，来源于藻类的胞外有机物。藻类主要通过被动释放和自分解两种方式向水中传递臭味物质，处理后的水中产生鱼腥味。
高锰酸钾可以氧化分解臭味物质，新生态水合二氧化锰可以进一步吸附和去除臭味物质。
水体污染一般伴随有机污染物、氨氮、藻类、嗅觉等污染指标的上升，这也导致出厂水浊度和色度的增加。
实验表明，高锰酸钾复合盐预处理能有效降低水的色度和浊度，并对聚合硫酸铁、PAC絮凝和除色有良好的强化作用。
高锰酸钾具有很强的氧化性，通常与活性炭联用可以去除水中的铅、铬、镍、锑等重金属元素，高锰酸钾和活性炭能吸附重金属离子，将重金属离子氧化为不溶性或难溶性化合物的状态而被去除。
研究表明，高锰酸钾除铅性能随pH的降低而越来越明显，当pH为2时，1mg/L的高锰酸钾除铅率可达82.5%；高锰酸钾能显著提高FeCl3共沉淀除砷性能；高锰酸钾对活性炭改性，活性炭对铬的吸附效果可提高79.91%；高锰酸钾与活性炭联用，两者投加量分别为2.2mg/L和40mg/L，絮凝后金属镍去除率可达89%。
消毒过程中，氯与水中某些有机、无机物反应生成一系列有毒的卤化副产物，这些物质大多对人体有害，采用传统预氯化工艺时，水中氯浓度高，生成的氯化副产物量大。研究表明，用高锰酸钾进行预氧化可使消毒副产物前驱物的去除率达到20%以上。
高锰酸钾与其他净水材料的比较
在鱼缸消毒中，效果优于亚甲基蓝但次于二氧化氯，对鱼的伤害较大。与活性炭联用可以提高有机物去除效果，避免高锰酸钾残留。
家庭饮用水净化中的使用方法和注意事项
投加量一般为0.5-2.5 mg/L，可氧化大多数有机物。最佳投加点是在取水头部，至少要在快速混合前投加。与粉末活性炭联用效果更好，但活性炭需在高锰酸钾反应结束后投加。
高锰酸钾本身并不吸收水分，但其中的少量杂质会吸潮而结成饼状，因此要求在干燥处密封存放备用的高锰酸钾。高锰酸钾溶液的配制浓度不宜过高，以防晶体析出，一般以5%为上限(低则可配成1%～2%)，应视投加总量调节。
安全性和注意事项
高锰酸钾有毒，对鼠的LD50为700-1830 mg/kg。使用浓度若在安全范围内，不会带来毒副作用。操作时需佩戴防护装备，避免接触皮肤和吸入粉尘。
饮用水生产过程中，高锰酸钾的使用浓度若在安全范围内，则不会带来毒副作用。但应该尽可能保证适量投加，避免残余高锰酸钾进入管网，产生二次污染。特殊情况下，可通过活性炭吸附过量的高锰酸钾。
高锰酸钾粉末及溶液对操作人员具有一定的危险性，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。
投加高锰酸钾后，絮凝池和沉淀池排泥水的化学组成发生了改变，尤其是二氧化锰含量增高，因此要求对污泥处理和安全排放进行相应调整。
综上所述，将高锰酸钾用于去除嗅味、色度和对有机污染物等的控制是有效的。如果具备投加条件，而且通过试验证实高锰酸钾对当地水体中常见的污染物处理有效，建议将高锰酸钾预处理列为水污染治理的选择技术之一。