其作用过程大致为: 高铁酸钾氧化能够破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流。另外,胞内物质向周围介质的释放,影响了藻类的正常段殖体繁殖方式,并且高铁酸钾在水中分解生成氢氧化铁,吸附于藻类细胞表面,可以降低细胞表面电荷,增加藻类细胞沉淀性。氢氧化铁吸附与外流胞内物质絮凝的双重作用下,使得部分藻类细胞在混凝之前就能发生凝聚。因此高铁酸盐对水中藻类的去除是氧化和絮凝协同作用的结果。
采用预氯化除藻时,除藻率随着投氯量增加而逐渐升高,但当投氯量增加到一定程度后,除藻率不再进一步提高,稳定在一定去除率,而当采用高铁酸钾复合药剂预氧化除藻时,仅需少量的高铁酸钾复合药剂即可使除藻效果显著提高,沉后除藻率提高到70%以上,滤后除藻率提高到80% 以上。因此,高铁酸钾复合药剂预氧化可显著地提高对水中藻类的去除率,除藻效果明显优于传统的预氯化工艺,由于高铁酸盐复合药剂同时具有多功能的净水效果,且对饮用水水质无副作用,因而在含藻水处理上将具有很大的应用潜力。
高铁酸钾对混凝除藻具有强化作用,经0.14 mg /L 高铁酸盐复合药剂预氧化后,投加量为50 mg /L 的硫酸铝可使沉降后藻类的去除率从30%提高到60%,并且随着高铁酸钾复合药剂投量增加,沉降后余藻量进一步降低。因而,在同等条件下,由于高铁酸钾对混凝的强化作用,在一定程度上减少了混凝剂的投入,节省处理成本。
高铁酸钾是一种有效的氧化剂,甚至其氧化还原电极电位比臭氧的高,可以用来氧化去除许多有机和无机杂质。高铁酸钾利用其强氧化性可以将水中NH3-N、H2S、CN -等无机非金属化合物氧化生成SO2 -4 、NO -3 、CO2等无害物质,同时达到脱味除臭的效果。研究表明,高铁酸盐可氧化一些无机污染物
在不同的高铁酸钾与NH3-N 量比条件下,延长反应时间,均不同程度地增加了NH3-N 的去除率。由于反应时间延长,一方面高铁氧化作用时间增加,NH3-N 被高铁的继续氧化分解,另一方面有利于高铁氧化絮凝作用的发挥和絮体形成,达到彻底去除氨氮的目的。H2 S 可以用一般氧化剂(如O2、H2O2等) 氧化去除,但是高铁酸钾可以更快速有效地氧化去除H2S。如ClO -、Cl2和KMnO4能在5 min 内完成H2 S 的氧化,而高铁酸钾在1 s 内即可完全氧化H2 S。
高铁酸钾对污水中的BOD、TOC 等具有良好的去除作用。可选择性地氧化水中的许多有机物,包括醇类、羧酸化合物、氨基酸、酚、1,2-二醇、有机氮化合物、脂肪族硫化物、亚硝酸基胺化合物、硫脲、硫代硫酸酯、肼化物等。与其他一般混凝剂相比,高铁酸钾对浊度、COD、溶解性COD、TP 和藻类的去除效果更好,但对TN 的去除效果比PAC 略差; 高铁酸钾去除的污染物量较多,产生的污泥量较少,高铁酸钾可提高景观水体的BOD5 /COD 值,显著改善了水体的可生化性。
高铁酸钾对水体中的重金属离子有很强的去除能力,水解产生的中间态高电荷水解产物及最终生成的Fe(OH)3胶体,具有良好的絮凝、吸附等作用,因此对水体中的金属离子如Mn2 +、Cu2 +、Pb2 +、Cr2 +、Cd2 +、Hg2 + 有很强的去除能力,仅少量的高铁酸钾(10 ~ 100 mg·L-1 ) 就可以将这些金属离子降低至较低浓度水平,去除效率可达到95% 以上。除此之外,高铁酸钾还可以处理高砷饮用水,处理后的水样中砷残留量可达到国家饮用水卫生标准的要求,方法简便、产生污泥量少,还原产物可用于后续絮凝除砷,无二次污染等优点。
高铁酸钾在氧化污染物的同时还原生成无机絮凝剂,是集氧化与絮凝作用于一体的多功能高效水处理剂。无论用于工业污水、生活污水还是自然水体,都具有良好的杀菌消毒效果,可有效地控制藻类的生长、去除和减少消毒副产物的前体物; 对污水处理效果明显,可以破坏氰根,去除硫化物,可除去几乎全部重金属离子,大幅度地降低水体的COD 值; 能有效地去除生物污泥中的(CH3)3NH、H2 S、CH3 SH 和NH3等恶臭物质。近年来,随着人们对环境保护重要性的认识逐渐深入,尤其是水处理方面专业知识的不断提升,为提高某些难降解污染物的去除率,采用了高铁酸钾联用技术也成为今后研究的热点,将有助于进一步揭示某些难降解污染物的降解机理,在环境治理领域有着广阔的应用前景,具有良好的经济效益和社会效益。