高錳酸鉀氧化

1、 一、高錳酸鉀的性質(zhì) 1.1 物理性質(zhì) 高錳酸鉀是錳的高錳酸鉀是錳的價化合物，分子量為價化合物，分子量為158.03,158.03,密度為密度為 2.073g/cm2.073g/cm3 3，外觀為深紫色細長斜方柱狀結晶，常溫下穩(wěn)，外觀為深紫色細長斜方柱狀結晶，常溫下穩(wěn) 定定, , 易溶于水、堿液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。其溶液易溶于水、堿液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。其溶液 顯紫紅色。顯紫紅色。 高錳酸鉀在酸性溶液中具有很強的氧化性高錳酸鉀在酸性溶液中具有很強的氧化性, 反應式為反應式為: MnO MnO4 4- - + 8H + 8H+ + + 5e + 5e- - = Mn = Mn2+ 2

2、+ + 4H + 4H2 2O O 其標準氧化還原電位為其標準氧化還原電位為 E E0 0=1.51V=1.51V。高錳酸鉀在中性溶液中。高錳酸鉀在中性溶液中 的的 氧化性比酸性溶液中低得多氧化性比酸性溶液中低得多, ,反應式為反應式為: : MnO MnO4 4- +2H- +2H2 2O + 3e- = MnOO + 3e- = MnO2 2+4OH-+4OH- 其標準氧化還原電位為其標準氧化還原電位為 E E0 0= 0.588 V= 0.588 V。高錳酸鉀在堿性溶。高錳酸鉀在堿性溶 液中的氧化性也較低液中的氧化性也較低( (標準氧化還原電位為標準氧化還原電位為 E E0 0= 0.5

3、64V)= 0.564V) 高錳酸鉀的氧化還原電位隨高錳酸鉀的氧化還原電位隨pHpH值升高而降低值升高而降低, ,即在酸性即在酸性 介質(zhì)中具有強氧化性介質(zhì)中具有強氧化性, ,而在中性和堿性介質(zhì)中的氧化能力減而在中性和堿性介質(zhì)中的氧化能力減 弱。弱。 固體高錳酸鉀是一種較穩(wěn)定的化合物固體高錳酸鉀是一種較穩(wěn)定的化合物, , 但在酸性溶液中但在酸性溶液中 則很不穩(wěn)定則很不穩(wěn)定, ,會緩慢地、明顯地進行分解：會緩慢地、明顯地進行分解： 4MnO 4MnO4 4- + 4H- + 4H+ + = 4MnO = 4MnO2 2+ 3O+ 3O2 2+ 2H+ 2H2 2O O 在中性或微堿性溶液中在中性或

4、微堿性溶液中, ,高錳酸鉀的這種分解速度更慢。中高錳酸鉀的這種分解速度更慢。中 性溶液中高錳酸鉀與水反應放出氧氣比酸性時更困難性溶液中高錳酸鉀與水反應放出氧氣比酸性時更困難, ,幾乎幾乎 不可能。所以不可能。所以, ,中性高錳酸鉀貯備液是穩(wěn)定的中性高錳酸鉀貯備液是穩(wěn)定的, , 可以長期存可以長期存 放。放。 二、高錳酸鉀在水處理中的應用 u助凝除濁作用 u去除色度和臭味 u去除無機物 u去除有機物 u去除藻類 2.1 u高錳酸鉀氧化技術是提高混凝工藝去除濁度的有效途徑之一高錳酸鉀氧化技術是提高混凝工藝去除濁度的有效途徑之一, , 其良好的助凝作用能明顯改善混凝沉淀后的水質(zhì)。其良好的助凝作用能明

5、顯改善混凝沉淀后的水質(zhì)。 u其作用機理是，高錳酸鉀氧化生成的新生態(tài)水合二氧化錳在其作用機理是，高錳酸鉀氧化生成的新生態(tài)水合二氧化錳在 天然水中發(fā)生脫質(zhì)子反應，具有表面配位性以及巨大的比表天然水中發(fā)生脫質(zhì)子反應，具有表面配位性以及巨大的比表 面積，有很強的吸附作用面積，有很強的吸附作用, , 會在水中迅速形成較大分子聚合會在水中迅速形成較大分子聚合 物物, ,與水中帶負電的膠體顆粒表面結合與水中帶負電的膠體顆粒表面結合, , 并在膠體顆粒之間起并在膠體顆粒之間起 架橋作用架橋作用, , 使水中膠體顆粒相互結合在一起使水中膠體顆粒相互結合在一起, , 從而顯著強化從而顯著強化 了鐵了鐵( (鋁鋁)

6、 )鹽的混凝作用鹽的混凝作用, , 最終生成大的絮體或發(fā)生共沉淀最終生成大的絮體或發(fā)生共沉淀, , 達到強化混凝除濁的目的。達到強化混凝除濁的目的。 2.2 去除色度和臭味 u如何降低出廠水的色和味進一步提高供水水質(zhì)是目前眾多如何降低出廠水的色和味進一步提高供水水質(zhì)是目前眾多 水廠所面臨的難題。高錳酸鉀可強化對色度的去除作用水廠所面臨的難題。高錳酸鉀可強化對色度的去除作用, , 節(jié)省混凝劑節(jié)省混凝劑, , 而且不受而且不受pHpH值的影響值的影響, , 有效地解決了常規(guī)水有效地解決了常規(guī)水 處理過程中除濁、除色對處理過程中除濁、除色對pHpH值要求的矛盾。高錳酸鉀能夠值要求的矛盾。高錳酸鉀能夠

7、 氧化水中大部分致臭有機物及藻類等物質(zhì)氧化水中大部分致臭有機物及藻類等物質(zhì), , 一般高錳酸鉀一般高錳酸鉀 的投加量在的投加量在0. 52. 0mgL0. 52. 0mgL-1 -1即可足夠去除水中臭味。 即可足夠去除水中臭味。 2.3 高錳酸鉀去除無機物 u除鐵、除錳 pH5.0 pH5.0時，高錳酸鉀能氧化游離態(tài)的二價鐵時，高錳酸鉀能氧化游離態(tài)的二價鐵 pH5.5 pH5.5時，高錳酸鉀能氧化游離態(tài)的二價錳時，高錳酸鉀能氧化游離態(tài)的二價錳 u助凝除磷 磷是飲用水中微生物生長的限制因子，所以飲用水中控制磷是飲用水中微生物生長的限制因子，所以飲用水中控制 磷含量至關重要，研究發(fā)現(xiàn)磷含量至關重要

8、，研究發(fā)現(xiàn), , 聚丙烯酰胺和高錳酸鉀復合聚丙烯酰胺和高錳酸鉀復合 藥劑均具有較好的助凝效果藥劑均具有較好的助凝效果, , 高錳酸鉀復合藥劑最佳投量高錳酸鉀復合藥劑最佳投量 為為1mg/L1mg/L。 u去除微量有毒重金屬 高錳酸鉀的中間副產(chǎn)物水合二氧化錳對砷也具有一定的去高錳酸鉀的中間副產(chǎn)物水合二氧化錳對砷也具有一定的去 除能力，對鉛有一定吸附作用除能力，對鉛有一定吸附作用, ,并且在較寬的并且在較寬的pHpH值范圍內(nèi)值范圍內(nèi) 均有良好的除鉛效果。均有良好的除鉛效果。 2.4 高錳酸鉀去除有機物 u高錳酸鉀與水中的有機物之間的作用非常復雜高錳酸鉀與水中的有機物之間的作用非常復雜, , 不但有

9、直不但有直 接的氧化作用接的氧化作用, , 而且有二氧化錳對微量有機物的吸附與催而且有二氧化錳對微量有機物的吸附與催 化作用化作用, , 同時還存在亞穩(wěn)定狀態(tài)的中間副產(chǎn)物的氧化作用。同時還存在亞穩(wěn)定狀態(tài)的中間副產(chǎn)物的氧化作用。 研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn), , 高錳酸鉀對水體中微量有機污染物具有良好的高錳酸鉀對水體中微量有機污染物具有良好的 去除效果去除效果, , 同時高錳酸鉀也可用于難降解有機污染物的處同時高錳酸鉀也可用于難降解有機污染物的處 理，如酚類化合物。理，如酚類化合物。 2.5 高錳酸鉀除藻類 u藻類含量高時會影響混凝沉淀藻類含量高時會影響混凝沉淀, , 增加混凝劑投量，堵塞濾增加混凝劑投量

10、，堵塞濾 池池, , 縮短濾池過濾周期，致臭并產(chǎn)生藻毒素縮短濾池過濾周期，致臭并產(chǎn)生藻毒素, , 降低飲用水降低飲用水 安全性。水體的富營養(yǎng)化日趨嚴重安全性。水體的富營養(yǎng)化日趨嚴重, “, “藻災藻災”爆發(fā)給水處爆發(fā)給水處 理行業(yè)提出新的難題。理行業(yè)提出新的難題。 u高錳酸鉀具有良好的除藻作用。研究發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀具有良好的除藻作用。研究發(fā)現(xiàn), ,當投加當投加0.6mg/L0.6mg/L 的高錳酸鉀時的高錳酸鉀時, , 對藻細胞的滅殺率達到對藻細胞的滅殺率達到90%90%。而高錳酸鉀。而高錳酸鉀 與復合藥劑氧化可以顯著地提高除藻效率、降低紫外吸光與復合藥劑氧化可以顯著地提高除藻效率、降低紫外吸光

11、度度, , 其除藻效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)預氯化處理技術。其除藻效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)預氯化處理技術。 三、結語與展望 u高錳酸鉀應用于水處理中具有便于運輸保存高錳酸鉀應用于水處理中具有便于運輸保存, , 高效經(jīng)濟高效經(jīng)濟, , 便于操作以及不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物等優(yōu)點便于操作以及不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物等優(yōu)點; ; u高錳酸鉀氧化技術具有除濁、除臭、除色、除藻、有效去高錳酸鉀氧化技術具有除濁、除臭、除色、除藻、有效去 除水中無機污染物和有機污染物、控制消毒副產(chǎn)物以及強除水中無機污染物和有機污染物、控制消毒副產(chǎn)物以及強 化混凝等綜合凈水效能化混凝等綜合凈水效能; ; u高錳酸鉀與活性炭、氯高錳酸鉀與活性炭、氯/ /氯胺、

12、臭氧等聯(lián)用技術氯胺、臭氧等聯(lián)用技術, , 相互協(xié)相互協(xié) 同優(yōu)勢互補同優(yōu)勢互補, , 能夠取得更佳的處理效果能夠取得更佳的處理效果; ; 三、結語與展望 u應對嚴重的突發(fā)性水污染事件應對嚴重的突發(fā)性水污染事件, , 高錳酸鉀具有應急性、高錳酸鉀具有應急性、 時效性、高效性。時效性、高效性。 u高錳酸鉀預氧化技術在強化常規(guī)處理工藝、微污染水源高錳酸鉀預氧化技術在強化常規(guī)處理工藝、微污染水源 水處理、深度處理方面發(fā)揮了獨到的優(yōu)勢水處理、深度處理方面發(fā)揮了獨到的優(yōu)勢, , 因而作為水因而作為水 處理的一種預處理技術具有良好的發(fā)展前景。處理的一種預處理技術具有良好的發(fā)展前景。 參考文獻 11劉斌劉斌,

13、, 陶瑩陶瑩, , 周琦等周琦等. . 高錳酸鉀預氧化技術在水處理中高錳酸鉀預氧化技術在水處理中 的適用性的適用性J.J.山西建筑，山西建筑，2010(01):191-192.2010(01):191-192. 22李星李星, ,趙亮趙亮, ,蘆蘆 澍等澍等. . 高錳酸鹽預氧化技術在我國水處理高錳酸鹽預氧化技術在我國水處理 中的應用中的應用J.J.黑龍江大學自然科學學報黑龍江大學自然科學學報,2009(04):490-,2009(04):490- 493.493. 33田曉燕田曉燕, ,陳麗君陳麗君, ,劉海臣等劉海臣等. .飲用水水源高錳酸鉀預氧化技飲用水水源高錳酸鉀預氧化技 術研究進展術研究進展J,J,吉林建筑工程學院學報，吉林建筑工程學院學報，2006(02).2006(02). 44王菊王菊, ,潘孝樓潘孝