有机物对胶体产生严重作用,使之稳定性显著提高,难于脱稳,是目前混凝过程中存在的主要问题。一般认为,胶体稳定性的增加是由于大分于天然有机物在无机胶体颗粒表面形成有机层,造成空间位阻或双电层作用,导致混凝过程中混凝剂投量显著提高。化学预氧化能够有机物对胶体的作用,从而促进混凝。最早应用于生产的是预氯化技术,以促进混凝、除藻、微生物生长等。但在预氯化过程中氯与有机物作用生成一系列对人体危害较大的卤代有机物,因此在饮用水处理中的应用逐渐受到。臭氧在低投量下有一定的助凝作用,但投量较高时反而不利于混凝,水中小有机物浓度增加并与铝离于络合,使出水中铝的浓度升高。高锰酸钾预氧化对很多种地表水表现出明显的助凝作用[15-17]。高锰酸钾助凝一般使沉后和滤后浊度下降,使混凝剂的最佳投药范围拓宽。高锰酸钾在反应过程中产生的新生态水合二氧化锰对其助凝效果有重要影响,可通过吸附作用形成密实的絮体,尺寸也明显增大[18]。
根据我国国情,对常规处理工艺进行强化处理、是改善供水水质最可行的方案。化学预氧化去除有机污染的基建投资相对较小。尤其是高锰酸盐复合药剂氧化预处理工艺,不需要增加过多的设备,易于投加和运行管理,处理效果受水温等季节因素的影响也较小,特别适于改善目前水厂出水水质,因而具有较大的应用潜力。
我国学者提出的高锰酸钾预氧化除微污染技术,经过十几年时间的研究,在去除天然水中微量有机物、控制卤仿和致突变物,以及氧化助凝等方面取得了一系列进展,并在生产中得到推广应用。
我国在1985年,李圭白教授及其研究生即开始高锰酸钾去除饮用水中污染物的研究工作,经过几年的研究之后,先后探讨了对水中微量丙烯酚胺和微量酚的去除作用。在“八五”期间,工业大学(原建筑大学)承担了国家重点科技攻关计划“高锰酸钾除微污染技术”和“高锰酸钾助凝及取代预氯化减少氯仿生成量”两个了专题的研究工作,进行了大量的室内试验和生产性试验,对高锰酸钾氧化助凝和去除饮用水中微量有机污染物的效能等进行了系统研究,发现在一定条件下,高锰酸钾具有明显的助凝除浊、除有机微污染、降低水的致突变活性和控制氧化消毒副产物等作用[19-24]。
在研究中还发现,高锰酸钾在反应过程中产生的中间志成分对高锰酸钾除污染效率有重要影响。生成的新生态MnO2对水中有机污染物具有吸附、催化氧化作用,其它中间价态在高锰酸钾除污染过程中也起着非常重要的作用[25]。
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