水厂水锰超标已成为很多自来水厂处理中的一大问题，若不能很好的进行处理会导致管网水出现黄水现象，影响饮用水安全。本文主要介绍水厂水季节性锰超标的原因及多种除锰技术的比较，着重介绍高锰酸钾在除锰方面的应用，对投加点的选择、投加量的控制、影响因素及注意事项。

水厂水、锰、高锰酸钾、黄水

1 锰超标的危害

锰是人体必需的微量元素，水中含有微量的锰一般认为对人体无害。但据报道，在锰矿地区，人体长期摄入过量的锰可致慢性中毒。有的地区，在饮用水中含有过量锰可能是诱发某些地方病的病因之一^[1]。锰超标能使水的色度增大，出现黄水现象，而且对衣物和卫生器皿的污染能力很强。当锰的含量超过0.3mg/L时，能使水产生异味，严重影响生活饮用水的感官及安全。《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中出厂水锰的限值为0.1mg/L。

▲图为黄水

2 水厂季节性锰超标原因

季节性锰超标已成为浙江省水厂的一个共性，包括供水量较大的长潭水库、汤浦水库在内的水库均存在不同程度的季节性锰超标情况，通过整理各地区历年锰超标数据表明，浙江省内水厂水锰超标现象主要出现在5-10月份，其中7-8月份锰含量最高，个别水厂锰含量最高已超1mg/L，已成为自来水处理过程中的一个问题。

水厂存在季节性锰超标的原因和水温、pH、溶解氧等有关系。在天然中性pH条件下的含氧水体中，锰以微溶的氧化物/氢氧化物固体状态存在，相对稳定^[1]。夏季水厂水温分层明显, 水温分层形成一种密度屏障作用, 上下水体被温跃层分开而缺少对流运动, 导致水厂表面氧气难以通过温跃层进入水厂底, 水厂底原有的溶解氧被有机物分解、还原性污染物所消耗, 底层溶解氧降低、pH 下降, 导致水厂底沉积物中的四价锰被还原成可溶性的二价锰离子, 水体中锰含量大幅度升高。而冬春季水温上、下层大致趋于等温状态或温差较小时, 水厂水溶解氧及pH 高, 这时整个水体处于氧化状态,在氧化环境条件下,锰处于高价态而形成难溶化合物,迁移能力很低, 逐步在水厂底沉积物与水界面附近沉淀, 并储积于沉积物表层^[2]。

3 除锰方法比较

水体中的锰主要包括溶解态的二价锰和非溶解态的四价锰。对于非溶解态的四价锰，通过自来水厂常规工艺中的混凝—沉淀—过滤即可去除，不会对出厂水产生影响。而二价锰在天然水中难以被溶解氧氧化，常规处理工艺不能有效的去除，当投加消毒剂（一般具有氧化性）后部分二价锰被氧化成不溶性的四价锰导致管网水出现黄水现象，严重影响正常供水，故溶解态的二价锰超标对水质影响较大。除锰的方法有多种，通常是将溶解态的二价锰氧化成非溶解态的四价锰后进行去除，常用的方法有曝气除锰法、高锰酸钾氧化法、氯氧化法、锰砂接触氧化法等。

▶ 3.1分层取水

水厂水锰超标主要由于夏季水厂水分层导致库底缺氧呈还原态，非溶解态的四价锰被还原为溶解态的二价锰。通过对多个地区、多个水厂不同水样取样分析，二价锰随着水深的增加而升高，底部二价锰含量最高。表1为某水厂不同水深锰含量情况，在水库上层10米锰含量小于等于0.05mg/L，随着水深的增大锰含量越来越高。故对于可分层取水的水厂在其他指标正常的情况可采取分层取水的方法避免取到锰超标的原水。

▶ 3.2曝气除锰

本方法是通过曝气，将二价锰氧化成四价锰经沉淀、过滤后去除。但在pH为中性条件下，二价锰氧化成四价锰比较困难，需在催化剂作用下才能提高氧化速度。其中方法之一是通过提高pH值，据李圭白院士研究表明，需将pH值提高值9.5以上，才能提高溶解氧去除二价锰的效率，该方法不仅成本高，而且出厂水pH值偏高，还需进行酸化处理。

▶  3.3氯氧化除锰

氯气及次氯酸钠的氧化性虽然比氧气强，但在pH中性条件下，氧化二价锰的速度甚慢，当水中锰含量不高，略超过国标的0.1mg/L时，通过提高加氯量有时也能将二价锰含量降至0.1mg/L以下；但当原水锰含量较高时，同样只有将pH提高，才能加快氧化速度，反应如下：

本方法虽然能将二价锰去除，但处理后的水余氯值和pH值偏高，仍需进行后处理，制水成本高，很少进行采用。

▶  3.4二氧化氯氧化除锰

二氧化氯的氧化性比氯气和次氯酸钠更强，能将二价锰氧化成四价锰，反应方程式如下：

从反应中可得出，理论上通过二氧化氯除锰不会产生副产物亚氯酸盐.但实际运行中，在不加催化剂、pH为中性条件下，二氧化氯氧化二价锰的反应只进行到第一步。按第一步氧化反应计算每氧化1mg二价锰理论上需要2.45mg的二氧化氯，同时会产生2.45mg的亚氯酸盐。在保证《生活饮用水卫生标准》对亚氯酸盐的限值为0.7mg/L条件下，使用二氧化氯除去的锰含量不能高于0.28mg/L。同时经过在浙江省多个水厂的实际使用表明，当原水锰含量大于0.3mg/L，二氧化氯除锰效果不够理想。

▶  3.5臭氧氧化除锰

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