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。

一、高锰酸钾及其复合盐在水处理中的作用

1.1铁、锰去除

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。

1.2去除有机物

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。

1.3去除藻类和臭味

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。

1.4去除色度和浊度

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。

1.5微量重金属的去除

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%。

1.6降低氯化消毒副产物

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。

二、高锰酸钾及其复合盐与其它工艺的联用

2.1与活性炭联用

活性炭可以有效去除水中的微量有机污染物，将高锰酸钾与活性炭进行联用可以起到有机物去除效果更好的作用。高锰酸钾预氧化可以改善活性炭的吸附特性，活性炭可以吸附部分有害的氧化中间产物，同时活性炭还能够使水中剩余的高锰酸钾还原避免因过度投加高锰酸钾而造成水中总锰浓度过高。

高锰酸钾与粉末活性炭的联用去除有机物的效果优于它们分别单独使用，且两者联用的除藻率可达到95%。

2.2与臭氧联用

臭氧作为一种强氧化剂，可以去除水中的微量有机污染物、臭味、色度等，将高锰酸钾与臭氧进行联用可以进一步增强水的处理效果。高锰酸钾可以降低水中有机物的浓度，臭氧可以将有机物完全氧化分解，两者共同作用可以提高有机物的去除效率。此外，臭氧还可以将高锰酸钾氧化的中间产物进一步降解，增加处理水的稳定性。

2.3与电化学法联用

电化学法是一种基于电化学原理进行污水处理的技术，将高锰酸钾与电化学法联用可以提高处理水的除污效率。高锰酸钾可以氧化污水中的有机物和重金属，电化学法可以利用电势场对污水中的颗粒物、铵离子等进行去除和还原。两者结合起来，既可以氧化分解有机污染物，还可以去除水中的颗粒物、重金属等，达到净化水质的目的。

三、总结

高锰酸钾及其复合盐在水处理中具有很多优良性能，可以去除水中的藻类、臭味、色度、重金属等，同时也可以与其他工艺进行联用，提高水的处理效率。在未来水处理领域的发展中，高锰酸钾及其复合盐将会更加广泛地应用于各个领域，为人类创造更清洁、健康的生活环境。高锰酸钾和粉末活性炭一起使用可以更好地去除水中的有机污染物，效果比单独使用要好。同时，两者联合使用可以达到95%的藻类去除率。

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