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摘要：近几年，国内不断有学者开始研究水体中包含着哪些有机污染物，结果得知，在突变活性试验中，大部分饮用水都表现出了阳性。在微污染水体中添加KMnO4是最为常见的，由于其具有预氧化作用，因此能够理想地去除水体浊度和水体色度。KMnO4预处理工艺尚缺科学控制技术。
关键词：KMnO4预处理工艺;控制技术;研究
1 试验内容
1.1 原水水质
本试验选取了广州北部特定河流的原水，试验环节主要包含了表1所示的水质指标。
1.2 试验药剂、设备及方法
采用1 g/L的KMnO4溶液和10 g/ L 的PAC（粉末活性炭），在湿法投加环节加入了6%含量的Al2O3，混凝试验所采用的智能搅拌机为ZR4-6智能型;浊度仪为HACH 2100P，采用了与相关标准相符的COD法来滴定中酸性的KMnO4;采用UV24能够反映各种物质的含量，例如NPTOC以及芳香族有机物等等，借助棱光752光度计能够对紫外分光进行测定。
1.3 试验设计
本试验借助六联搅拌机实现了对各种常规处理工艺流程的模拟，目的是为了研究单独投加KMnO4、PAC等能否良好地去除水中浊度以及CODM等，找到最佳投加PAC的部位，目的是为了在水中实现对KMnO4和PAC氧化性和吸附性的最大化去除。PAC可以在吸水井、进水管道以及混合器等部位添加，混凝后时间分别为 1 min、 3 min和 5 min。
2 结果与分析
2.1 KMnO4及总锰标准曲线
借助分光度對KMnO4浓度和总锰浓度进行测定，按照标准对KMnO4和总锰曲线进行建立，得到如图1和如图2的结果。
2.2 各类KMnO4初始浓度对出水KMnO4浓度和总锰影响
在预处理KMnO4时，想要控制预处理工艺，就需要从投加量方面对KMnO4进行控制，所以，首先对需要研究不同初始浓度的KMnO4是否会影响KMnO4和总锰浓度。
为了获得与实际生产更加贴近的研究结果，为生产实际提供直接指导，原水采用了 6.74 mg/L水质参数的CODMn，达到了94.4的浊度。
投加不同浓度的KMnO4，结合以上工艺来对水厂常规处理进行模拟，对混凝条件、沉淀条件以及过滤条件进行控制，研究KMnO4和总锰浓度在预处理、混凝和沉淀等环节的处理工艺后，得到了图3和图4所示的结果。
根据图3可以得知，如果投加2 mg/L的KMnO4，能够过滤出0.1 mg/L以下浓度的KMnO4，这个时候不会严重影响出水浓度色度。然而如果在一开始投加超过2mg/L的KMnO4，那么就能够过滤出较高浓度的KMnO4，流出的水为红色，对水质造成影响。所以，本试验在水中添加了2 mg/L以内的KMnO4。
虽然投加2 mg/L浓度的KMnO4能够从水中0.1 mg/L出水浓度以内的KMnO4，不会严重影响水色度。然而在预处理KMnO4期间，可能会导致部分KMnO4转化为Mn2+。此部分锰在经过混凝、沉淀以及过滤后还会有所参与。此外，饮用水中对总锰提出了严格的卫生标准，水中析出的总锰浓度需要在0.1 mg/L以内。所以，以上述实验为基础，还需要水中析出的总锰浓度进行测定，以此来确定KMnO4在试验水质中的投加限制。
根据图4显示，最初投加的KMnO4越多，那么总锰浓度也就越高，如果一开始投入2mg/L的KMnO4，那么就能够在水中析出与标准限制0.1mg/L浓度接近的KMnO4，所以从间接体现了在预试验水质和各预处理环节需要投加2mg/L以内浓度的KMnO4，不然的话就会影响出水浓度色度或导致总锰超标，对出水浓度水质造成影响。
2.3 不同CODMn对KMnO4出水浓度和总锰的影响
如果原水中存在着严重的有机物污染，例如富营养化等，就需要采用KMnO4进行预处理，以此来避免有机物污染水质。所以，采用KMnO4进行预处理的过程中，有机物在水中的浓度会给KMnO4投加限值造成直接影响。想要研究KMnO4的出水浓度和总锰浓度在各原水CODMn中的反应情况，本试验采用了不同浓度的CODMn来配置试验用水，研究在CODMn相同的情况下，加入的KMnO4和总锰的出水浓度和浓度分别如图5和6所示。
根据图5能够得知，在CODMn较低的情况下，KMnO4的出水浓度大多比原水质更高。所以在采用KMnO4进行预处理的过程中，首先需要对原水水质进行测定，尤其需要关注有机物在原水中的含量，然后决定预处理阶段加入的KMnO4限值。
2.4 不同PAC投加量对出水KMnO4和总锰的影响
在借助KMnO4进行预处理的过程中，为了实现对有机污染物的吸附去除，还需要添加PAC。PAC与KMnO4结合，能够降低KMnO4在水中的浓度。所以，在采用KMnO4进行与处理的过程中，需要探究加入不同量的PAC会给总锰的出水浓度造成怎样的影响。
本试验在初始阶段加入了2mg/L的KMnO4。投加不同量的PAC所获取到的总锰出水浓度如图7。由图7可知，投加粉末活性炭对出水的总锰浓度影响有限，且没有呈现明显变化规律。
2.5 混凝剂投加量对出水KMnO4和总锰浓度的影响
KMnO4预处理之后常连接常规处理工艺，KMnO4预处理阶段生产的 MnO2等颗粒需在混凝过程去除。因此混凝剂的混凝效果，直接影响出水水质。因此在已有研究基础上，研究不同混凝剂投加量对KMnO4预处理出水KMnO4和总锰浓度的影响。
原水水质∶CODMnn为4.16 mg/L;浊度为40.3;KMnO4理论投加量2 mg/L。不同混凝剂投加量各处理阶段出水KMnO4和总锰浓度如图 8、图 9 所示。
根据图8可以得知，加入过量的混凝剂并不会影响KMnO4的出水浓度。根据图9得知投入更多地混凝剂会获取到更高出水浓度的总锰。这主要是由于在进行混凝期间，加入越多的混凝剂，水中会出现大量细小矾花，此类矾花缺乏良好的稳定性，无法完全通过沉淀和过滤去除，所以总锰出水浓度更高。
3结束语
本文主要的实验对象为太湖水，采用了非常规处理工艺参数，对不同初始浓度、水质的KMnO4，进行了不同时间的预处理，在各环节对出水KMnO4和锰总浓度进行了处理，分析了在预处理KMnO4时所投加的KMnO4是否会对水质和水处理造成影响。
参考文献
[1] 林朋飞， 陈超， 张晓健. 水厂高锰酸钾预处理工艺控制技术研究[C]// 城市供水应急技术和管理研讨会. 中国环境科学学会;清华大学， 2010.
[2] 林朋飞， 张晓健， 陈超，等. 净水厂高锰酸钾预处理工艺控制技术研究[J]. 给水排水， 2013， 039（008）：20-24.
[3] 潘少林， 林涛， 陈卫，等. 高锰酸钾/超滤膜组合工艺处理饮用水研究[J]. 中国给水排水， 2014（21）：61-63.
[4] 郭玲， 王文兰. 高锰酸钾在某水厂预氧化效果研究[J]. 城镇供水， 2012， 000（002）：34-35.
关键词：KMnO4预处理工艺;控制技术;研究
1 试验内容
1.1 原水水质
本试验选取了广州北部特定河流的原水，试验环节主要包含了表1所示的水质指标。
1.2 试验药剂、设备及方法
采用1 g/L的KMnO4溶液和10 g/ L 的PAC（粉末活性炭），在湿法投加环节加入了6%含量的Al2O3，混凝试验所采用的智能搅拌机为ZR4-6智能型;浊度仪为HACH 2100P，采用了与相关标准相符的COD法来滴定中酸性的KMnO4;采用UV24能够反映各种物质的含量，例如NPTOC以及芳香族有机物等等，借助棱光752光度计能够对紫外分光进行测定。
1.3 试验设计
本试验借助六联搅拌机实现了对各种常规处理工艺流程的模拟，目的是为了研究单独投加KMnO4、PAC等能否良好地去除水中浊度以及CODM等，找到最佳投加PAC的部位，目的是为了在水中实现对KMnO4和PAC氧化性和吸附性的最大化去除。PAC可以在吸水井、进水管道以及混合器等部位添加，混凝后时间分别为 1 min、 3 min和 5 min。
2 结果与分析
2.1 KMnO4及总锰标准曲线
借助分光度對KMnO4浓度和总锰浓度进行测定，按照标准对KMnO4和总锰曲线进行建立，得到如图1和如图2的结果。
2.2 各类KMnO4初始浓度对出水KMnO4浓度和总锰影响
在预处理KMnO4时，想要控制预处理工艺，就需要从投加量方面对KMnO4进行控制，所以，首先对需要研究不同初始浓度的KMnO4是否会影响KMnO4和总锰浓度。
为了获得与实际生产更加贴近的研究结果，为生产实际提供直接指导，原水采用了 6.74 mg/L水质参数的CODMn，达到了94.4的浊度。
投加不同浓度的KMnO4，结合以上工艺来对水厂常规处理进行模拟，对混凝条件、沉淀条件以及过滤条件进行控制，研究KMnO4和总锰浓度在预处理、混凝和沉淀等环节的处理工艺后，得到了图3和图4所示的结果。
根据图3可以得知，如果投加2 mg/L的KMnO4，能够过滤出0.1 mg/L以下浓度的KMnO4，这个时候不会严重影响出水浓度色度。然而如果在一开始投加超过2mg/L的KMnO4，那么就能够过滤出较高浓度的KMnO4，流出的水为红色，对水质造成影响。所以，本试验在水中添加了2 mg/L以内的KMnO4。
虽然投加2 mg/L浓度的KMnO4能够从水中0.1 mg/L出水浓度以内的KMnO4，不会严重影响水色度。然而在预处理KMnO4期间，可能会导致部分KMnO4转化为Mn2+。此部分锰在经过混凝、沉淀以及过滤后还会有所参与。此外，饮用水中对总锰提出了严格的卫生标准，水中析出的总锰浓度需要在0.1 mg/L以内。所以，以上述实验为基础，还需要水中析出的总锰浓度进行测定，以此来确定KMnO4在试验水质中的投加限制。
根据图4显示，最初投加的KMnO4越多，那么总锰浓度也就越高，如果一开始投入2mg/L的KMnO4，那么就能够在水中析出与标准限制0.1mg/L浓度接近的KMnO4，所以从间接体现了在预试验水质和各预处理环节需要投加2mg/L以内浓度的KMnO4，不然的话就会影响出水浓度色度或导致总锰超标，对出水浓度水质造成影响。
2.3 不同CODMn对KMnO4出水浓度和总锰的影响
如果原水中存在着严重的有机物污染，例如富营养化等，就需要采用KMnO4进行预处理，以此来避免有机物污染水质。所以，采用KMnO4进行预处理的过程中，有机物在水中的浓度会给KMnO4投加限值造成直接影响。想要研究KMnO4的出水浓度和总锰浓度在各原水CODMn中的反应情况，本试验采用了不同浓度的CODMn来配置试验用水，研究在CODMn相同的情况下，加入的KMnO4和总锰的出水浓度和浓度分别如图5和6所示。
根据图5能够得知，在CODMn较低的情况下，KMnO4的出水浓度大多比原水质更高。所以在采用KMnO4进行预处理的过程中，首先需要对原水水质进行测定，尤其需要关注有机物在原水中的含量，然后决定预处理阶段加入的KMnO4限值。
2.4 不同PAC投加量对出水KMnO4和总锰的影响
在借助KMnO4进行预处理的过程中，为了实现对有机污染物的吸附去除，还需要添加PAC。PAC与KMnO4结合，能够降低KMnO4在水中的浓度。所以，在采用KMnO4进行与处理的过程中，需要探究加入不同量的PAC会给总锰的出水浓度造成怎样的影响。
本试验在初始阶段加入了2mg/L的KMnO4。投加不同量的PAC所获取到的总锰出水浓度如图7。由图7可知，投加粉末活性炭对出水的总锰浓度影响有限，且没有呈现明显变化规律。
2.5 混凝剂投加量对出水KMnO4和总锰浓度的影响
KMnO4预处理之后常连接常规处理工艺，KMnO4预处理阶段生产的 MnO2等颗粒需在混凝过程去除。因此混凝剂的混凝效果，直接影响出水水质。因此在已有研究基础上，研究不同混凝剂投加量对KMnO4预处理出水KMnO4和总锰浓度的影响。
原水水质∶CODMnn为4.16 mg/L;浊度为40.3;KMnO4理论投加量2 mg/L。不同混凝剂投加量各处理阶段出水KMnO4和总锰浓度如图 8、图 9 所示。
根据图8可以得知，加入过量的混凝剂并不会影响KMnO4的出水浓度。根据图9得知投入更多地混凝剂会获取到更高出水浓度的总锰。这主要是由于在进行混凝期间，加入越多的混凝剂，水中会出现大量细小矾花，此类矾花缺乏良好的稳定性，无法完全通过沉淀和过滤去除，所以总锰出水浓度更高。
3结束语
本文主要的实验对象为太湖水，采用了非常规处理工艺参数，对不同初始浓度、水质的KMnO4，进行了不同时间的预处理，在各环节对出水KMnO4和锰总浓度进行了处理，分析了在预处理KMnO4时所投加的KMnO4是否会对水质和水处理造成影响。
参考文献
[1] 林朋飞， 陈超， 张晓健. 水厂高锰酸钾预处理工艺控制技术研究[C]// 城市供水应急技术和管理研讨会. 中国环境科学学会;清华大学， 2010.
[2] 林朋飞， 张晓健， 陈超，等. 净水厂高锰酸钾预处理工艺控制技术研究[J]. 给水排水， 2013， 039（008）：20-24.
[3] 潘少林， 林涛， 陈卫，等. 高锰酸钾/超滤膜组合工艺处理饮用水研究[J]. 中国给水排水， 2014（21）：61-63.
[4] 郭玲， 王文兰. 高锰酸钾在某水厂预氧化效果研究[J]. 城镇供水， 2012， 000（002）：34-35.