灰锰氧除锰技术在自来水厂中的应用

以水库水为水源的城镇自来水厂，取水方式主要以底涵取水为主，汛期前、汛期间锰超标的情况经常出现。本文就水库水季节性锰超标原因、除锰技术选择进行介绍，重点讲述使用灰锰氧除锰技术，解决季节性锰超标的问题。

1锰的形状特征

锰是典型的氧化还原类元素，存在形状因环境条件不同而异，或彻底溶于水中，或呈固体析出。二价锰（Mn2+）在低PH值水域中溶解量较大，当PH值大于9.0时呈非溶解状况。四价锰（Mn4+）是一种黑色沉积物，七价锰（Mn7+）具有强氧化性。

2锰的来源及锰超标的危害

2.1水库水季节性锰超标原因

水库水中的锰受周边环境影响，雨水、地表径流冲刷含锰地层会导致库底沉积物锰含量添加。夏季水库水温分层明显，上下水体被温跃层分隔而缺少对流运动，导致库表氧气难以经过温跃层进入库底。库底原有的溶解氧被有机物分化、复原性污染物消耗，导致溶解氧降低，PH下降，库底沉积物中的锰开释，水体中锰浓度大幅度升高。冬春季水温上下层大致趋于等温状况或温差较小时，库水溶解氧及PH高，整个水体处于氧化状况。在氧化环境条件下，锰处于高价态构成难容化合物逐渐沉积，储积于沉积物表层，导致水中锰浓度相应降低。

2.2锰超标的损害

锰含量高时，水的色度会添加，带有明显的金属味，并能在白色织物或用水器皿、卫生用具上留下黄斑。长期饮用含锰量较高的水，会出现乏力、头痛、记忆力减退、肌肉痛苦，严重者乃至出现肌体震颤、行走困难等症状。

3除锰技术的选择

3.1接触氧化法

接触氧化法是运用曝气和锰砂过滤去除水中的锰。需求建设曝气设施、锰砂滤池，适用于终年锰超支的处理。

3.2生物法

生物法是运用生物滤池经过细菌去除水中的锰。需求建设曝气设施、生物滤池，且滤料熟化和菌群培育需求较长时间，适用于终年锰超支的处理。

3.3化学氧化法

化学氧化法是运用二氧化氯、灰锰氧、臭氧等强氧化剂将二价锰氧化为四价锰，经过混凝、沉积、过滤工艺环节去除。二氧化氯和臭氧需求现场制备，成品灰锰氧货源充足、贮存便利。

运用二氧化氯为消毒剂的水厂，锰超支量低时可直接运用二氧化氯去除锰。

针对供水厂季节性锰超支的实践情况，选用灰锰氧除锰在许多水厂使用取得了很好的效果。

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4灰锰氧理论投加量的核算

《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规则锰含量限值为0.1mg/L。灰锰氧氧化二价锰的化学方程式为：

2KMnO4+3Mn2++2H2O=5MnO2+2K++4H+

依据方程式核算，每氧化1mg/L的Mn2+需求(2×158.04×1)/(3×54.9)=1.92mg/L的灰锰氧。因为原水中还存在一些还原性物质会消耗部分KMnO4，为便利实践运用，灰锰氧投加量可按锰超标含量的2倍进行核算。

灰锰氧理论投加量（mg/L）=（Mn2+含量－Mn2+限值0.1mg/L）×2

因为mg/L与kg/km³是等价单位，所以1mg/L理论投加量使用到出产投加中为1kg/km³。

5灰锰氧的实际添加使用

5.1灰锰氧溶液装备

a）灰锰氧溶液浓度一般控制在1%-5%，装备结束后需坚持浓度固定。

b）灰锰氧溶液装备浓度=固体灰锰氧质量÷灰锰氧溶液质量。

5.2生产投加量核算

灰锰氧理论投加量（kg/km³）×处理水量（km³/h）÷灰锰氧溶液浓度（%）＝灰锰氧溶液出产投加量（kg/h）。

因为灰锰氧溶液装备浓度很低，可将溶液密度视为与水一样(1kg/L)，即灰锰氧溶液出产投加量1kg/h=1L/h。

例：某城镇自来水厂处理水量12000m³/d，化验人员检测出某一时间锰含量为0.7mg/L，灰锰氧溶液池容积为1m³，则灰锰氧出产投加量核算过程：

a）灰锰氧理论投加量=（0.7mg/L-0.1mg/L）×2=1.2 mg/L

b）装备浓度为1%的灰锰氧溶液需：1000kg×1%=10kg固体灰锰氧。

c）每小时处理水量=12000m³/d÷24=500m³/h

d）灰锰氧溶液出产投加量为：

1.2kg/km³×0.5km³/h÷1%=60kg/h≈60L/h

5.3投加量控制

调理计量泵冲程或频率使流量达到出产投加量核算成果（如上例应调整到60L/h），方能确保杰出的除锰效果。计量泵有必要定时进行标定。

6影响灰锰氧除锰效果的要素

6.1进厂水流量改变

进厂水流量有必要坚持相对稳定，如若流量发生改变，须及时调整KMnO4投加量。

6.2锰含量监测

实时监测原水锰含量是除锰的先决条件，依据原水锰含量改变，及时调整灰锰氧投加量，方能确保杰出的除锰效果。投加量偏小，不能彻底去除Mn2+，出厂水仍会超支；如投加过量，其残留也会造成出厂水锰超支，呈现粉红色，引起不良社会影响。

对于以水库水作为水源的城镇自来水厂，在汛期前及期间，应加强原水锰含量检测频率，有条件的水厂可考虑添加在线监测设备监控。季节性锰超支的水厂主张将检测锰含量归入水厂日检测项目中。

6.3投加点选择

投加KMnO4能够氧化有机物、杀灭藻类及微生物，具有助凝效果，所以投加点应放在在混凝剂投加前；如没有条件，可以和混凝剂一起投加，但不宜在混凝剂之后投加。

6.4 PH值影响

KMnO4只要在中性或弱碱性条件下，复原产品才为MnO2，当PH值在7.0-8.5之间，灰锰氧除锰均能取得杰出的去除效果，且PH值在8.0左右最佳。

6.5滤池运行状况

若滤后水带黄色乃至黑色，有或许滤池存在穿透现象，不能彻底截留MnO2，有必要查看滤池并进行维护。

6.6原水水质条件

影响灰锰氧除锰效果的要素较多，若原水水质情况复杂，能消耗KMnO4的复原性物质较多（如铁锰一起超标），可经过混凝拌和小样试验确定KMnO4投加量。

7结语

运用灰锰氧解决季节性锰超标，经过坚持进厂水流量稳定，加强原水锰含量检测，以2倍Mn2+超标量核算成果，定量投加灰锰氧溶液，能有效去除水中的锰，使出厂水达到生活饮用水安全标准。