[发明专利]一种应对突发性季节性锰超标的复合氧化应急除锰方法

说明书

技术领域

本发明涉及水净化处理技术，特别涉及一种应对突发性季节性锰超标的复合氧化应急除锰方法。

背景技术

锰的价态主要有+2价、+4价、+7价，水中溶解态的锰主要以+2价锰离子的形态存在，+4价锰主要以难溶于水的二氧化锰形式存在，+7价锰以高锰酸根形式存在，常见的化学药剂为高锰酸钾。

长期饮用锰浓度大于0.4mg/L的水将会危害人体健康，影响神经系统，产生神经传递障碍等问题。职业性慢性锰中毒是长期接触锰的烟尘所引起的以神经系统改变为主的疾病。摄入高剂量锰将产生锰的急性中毒，症状为颓废、肌肉张力增加、震颤和智力减退等。不同形式锰的口服半致死计量在400～830mg/kg。表1列出了我国部分水质标准中锰的标准限值。

表1部分水质标准中锰的限值

注：*集中式生活饮用水地表水源地补充项目。

部分湖库等地表水水源，当水底存在局部还原条件时，也会存在铁、锰超标的问题，其中锰的超标倍数一般只有几倍。在自来水的净化处理中，常采用的工艺是高锰酸钾预氧化-混凝-沉淀-过滤工艺，高锰酸钾的投加量一般在0.5～1.0mg/L。

突发性或季节性水库原水锰超标是困扰一些以水库为水源的水厂的一大问题。夏季水库上下层存在温差，垂直对流不充分，中下层水体因缺氧而呈现还原状态，导致沉积于库底沉积物中的高价态锰还原为低价抬锰溶于水中。

水厂除锰可采用的方法较多，由于曝气增氧法或接触氧化法需要增加处理构筑物，所以一般应对突发性、季节性锰超标常采用化学氧化法。传统化学氧化法有高锰酸钾、氯气、二氧化氯等方法，但高锰酸钾氧化出水色度难以控制，氯化也存在消毒副产物或者出水氯含量超标等问题，对出水达标造成影响。当地表水水源受到突发性或季节性锰污染时，水源中锰的超标倍数可达数倍至数十倍，对于这种高浓度锰超标的原水，自来水厂尚缺少应对经验。为此，开展试验研究，确定自来水厂应急除锰净水工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应对突发性季节性锰超标的复合氧化应急除锰方法，作为应急处理技术，特别是保障饮用水安全的自来水厂的应急净水技术。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应对突发性季节性锰超标的复合氧化应急除锰方法，包括预氧化-混凝-沉淀-过滤处理过程，在水厂的进水端投加强氧化剂，强氧化剂包括高锰酸钾和含氯氧化剂，混凝时投加粉末活性炭，强氧化剂与粉末活性炭的投加量按如下方式确定：

(1)在水库水源的进水端设置在线锰离子测量装置，在线锰离子测量装置将前馈信号传输至分析控制中心；

(2)分析控制中心对在线锰离子测量装置传输来的数据进行分析，调整强氧化剂的投加量；

(3)在清水池的进水端设置在线色度测量装置和在线锰离子测量装置，在线色度测量装置和在线锰离子测量装置将后馈信号传输至分析控制中心；

(4)分析控制中心对在线色度测量装置和在线锰离子测量装置传输来的数据进行分析，调整粉末活性炭的投加量及高锰酸钾在强氧化剂中的投加配比。

通过采用上述技术方案，高锰酸钾是一种强氧化剂，在饮用水净化过程中加入高锰酸钾可以氧化硫化氢、酚、铁、锰等多种污染物，起到杀菌、除臭和解毒作用。高锰酸钾除锰净水工艺，主要利用高锰酸钾的强氧化性，迅速将水中二价锰氧化为四价锰，反应过程为：3Mn²⁺+2KMnO₄+2H₂0＝5MnO₂↓+2K⁺+4H⁺，可知高锰酸钾氧化除锰，生成产物为不溶于水的二氧化锰，二氧化锰可在常规净水工艺中随矾花去除。含氯氧化剂同样是一种强氧化剂，可将可溶性二价锰氧化成不溶于水的四价锰，从而将其从水体中去除。高锰酸钾氧化出水色度难以控制，氯化也存在消毒副产物或者出水氯含量超标等问题，因此采用高锰酸钾与含氯氧化剂组合投加的方式，在线监测、合理调整投配比，避免单一化学氧化剂的应用弊端，同时利用水厂常备的粉炭投加系统，对出水色度做进一步控制，提高系统灵活性和安全保障性。

优选的，清水池的出水端同时设置在线锰离子测量装置和在线含氯氧化剂测量装置。

通过采用上述技术方案，实时反馈和调节前端强氧化剂的投加量，避免出水中二价锰与含氯氧化剂超标。

优选的，含氯氧化剂为二氧化氯或液氯。