高锰酸盐氧化除污染技术回顾和展望.pdfVIP

高锰酸盐氧化除污染技术回顾与展望 马军1∥，庞素艳1，2，一，江进1’2 (1．哈尔滨工业大学城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心，哈尔滨150090；2．哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨150090；哈尔滨工业大学深圳研究生院；深圳518055) 摘要：常规水处理工艺不能有效去除的溶解性有机物(包括大分子有机物和小分子微污染 有机物)对饮用水水质安全构成了严重威胁。化学氧化是目前去除和控制这部分有机物、保 障饮用水水质安全的常用手段。本文系统分析了高锰酸钾氧化技术的特点及优点，总结了高 锰酸钾及其复合剂强化常规处理工艺的性能及其在我国的应用。另外，针对当前国际关心的 热点，探讨了高锰酸钾及其复合剂用于控制去除水中内分泌干扰物与药品和个人护理用品等 微污染有机物的可行性，指出了高锰酸钾氧化技术今后的研究重点． 关键词：高锰酸钾、氧化、内分泌干扰物、药品和个人护理用品 1．常规饮用水处理工艺的局限 随着工农业的迅速发展，大量难降解的有毒有害有机污染物进入水体，造成地表水源和 地下水源的严重污染，使饮用水源的水质不断恶化。混凝、沉淀、过滤、消毒等常规饮用水 处理工艺对未受污染水源水中的胶体、悬浮物、微生物等污染物具有良好去除控制效果。但 对于溶解性有机物，常规饮用水处理工艺存在一定的局限性。例如：对于天然有机物(NOM)， 常规工艺对其去除率一般在20％．50％之间，其中分子量较小的组分去除率更低：对于可同 化有机炭(AOC)，常规工艺对其具有一定去除，但效果有限(不到30％)：对于预氯化过程生 成的卤乙酸，常规工艺对其去除率接近20％；对于2-MIB、geosmin、藻毒素等藻类代谢产 物，常规工艺对其去除效果较差：对于人工合成有机物(SOCs)，常规工艺显得无能为力。 2．高锰酸钾氧化技术的特点及优点 化学氧化法是目前控制去除饮用水中溶解性有机物的主要方法．它易于与常规水处理 工艺结合，简单灵活，使用方便。常用的水处理氧化剂包括：氯、二氧化氯、过氧化氢、臭 氧和高锰酸钾等。它们在标准状态下的氧化还原电位分别为1．36、1．50、1．77、2．07和1．69V。 显然，臭氧的氧化还原电位最高，具有最强的氧化性，对水质的适应能力强。但由于投资大、 运行费用高、很难大面积应用，而且会产生致癌物溴酸盐。过氧化氢自身的氧化能力不高， 与二价铁离子同时使用在酸性条件下会产生高活性的羟基自由基(标准氧化还原电位 2．8v)，具有最强的氧化能力，但在反应过程中需要调整pH，因而一直没有用于饮用水除污 染中。二氧化氯具有很强的消毒能力，但与有机物反应会被还原成亚氯酸根，对人体的红血 球具有破坏作用。氯对有机物具有一定的氧化作用，长期以来被用做给水处理的预氧化剂， 但由于氯与水源中多种有机污染物作用，生成一系列对人体危害较大的卤代副产物，因而预 氯化逐渐地受到各国的限制。 高锰酸钾在常见水处理pH范围内氧化能力比较强，且氧化过程受pH的影响不大。高 锰酸钾在氧化降解有机物过程中不会产生有毒、有害副产物，其最终还原产物为不溶性环境 友好的锰氧化物，很容易从溶液中分离。另外，在应用过程中。高锰酸钾氧化法还具有基建 费用低，设备简单，运行管理方便，使用灵活的特点，可以根据水质变化情况随时调整药剂 的投量【11。 3．高锰酸钾及其复合剂强化常规工艺除污染性能及其在我国的应用 鉴于上述优点，自上世纪80年代以来，哈尔滨下业大学率先开始对高锰酸钾除污染技 术进行系统深入的研究，先后探讨了高锰酸钾对水中微量丙烯酞胺和微量酚的去除作12,31。 在“八五”期间，哈尔滨工业大学承担了国家重点科技攻关计划“高锰酸钾除污染技术”和“高 锰酸钾助凝及取代预氯化减少氯仿生成量”两个专题研究工作。经过二十几年时间的研究与 应用，对高锰酸钾除污染效能、机理有了深入的了解，积累了一些实际生产应用经验。并且 划项[|(2006BAJ08805) 作者简介：马军(1962～)，男．教授．博士生导师，主要研究方向为饮用水深度处理。电话 E·mail：majunK,hiLedu．cn,通讯地址：哈尔滨上业人学二校区2627信箱(邮编：i50090) 一22． 在前期研究工作的基础上，课题组进一步研究开发了高锰酸盐复合剂除污染技术，通过岛锰 酸钾与某止电辅剂之间的协同作用提高除污染效能。 3．1预氧化强化混凝 受污染地表水中的有机物能在胶体表而形成有机