[发明专利]一种供水厂应对突发锰污染水源的应急处理方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体地说是一种供水厂应对突发锰污染水源的应急处理方法。

背景技术

城市饮用水源突发锰污染或季节性锰超标时有发生，严重威胁城市饮用水供水安全。2011年7月21日，四川阿坝藏族自治州松藩县小河乡境内大雨倾盆，泥石流冲回四川岷江电解锰厂渣场挡坝造成涪江锰污染事件。绵阳市饮用水源地锰含量检测值一度高达1.89mg/L。后果非常严重，下游12个水厂均受影响，预计影响供水人口280万。

地下水中的锰，通常是由于岩石中矿物中锰的氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸盐溶于水所致。以地下水为水源，铁锰超标的地区，通常采用自然氧化或接触氧化工艺处理。而地表水中锰污染的主要来源：

（1）工业废水排放。如矿山开采中酸性采矿废水能使岩石中的锰等金属离子迅速溶解，电解锰工业冲洗液中含有大量的锰及其他重金属离子，这些工业废水的排放可能会造成河流等水源污染；

（2）水库或湖泊锰含量季节性超标。某些水库或湖泊，由于周围土壤中锰含量较高，水底积泥中存在大量的锰。

在溶解氧较高情况下，Mn能以MnO₂固体形式存在。但夏季水体温度升高，水中藻类等富有生物分解消耗大量水中溶解氧，造成水底水层缺氧。在此种情况下，积泥中大量锰被还原成二价锰，溶解于水。从而使源水呈季节性锰含量升高，一般在夏季。以地表水为水源的供水厂，处理工艺一般为“混凝-沉淀-过滤-消毒”常规工艺，基本上对锰没有去除效果，一般去除率仅为35%以下。在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定锰指标为0.1mg/L。水源锰超标后，若不采取处理措施，在滤后加氯消毒时，二价锰会被氯氧化为二氧化锰，水体呈棕褐色，造成出水色度超标，水并有涩味。

当水源突发锰污染时，目前供水厂一般处理方法包括以下几种：

（1）曝气氧化

曝气氧化即是向锰污染的水源中曝气将Mn²⁺转化为不溶性的MnO₂,通过后续沉淀过滤等工艺去除。但是由于曝气氧化法所需要的pH值较高（pH 9.5以上），而地表水一般pH值范围为7.0~8.0，在此pH7.0~8.0范围内，曝气氧化氧化速率很低。因此，在地表水锰污染应急处理中基本上不使用，一般用于地下水除铁除锰。

（2）氯气氧化，其具体处理工艺流程如图1所示。

氯气是比氧更强的氧化剂，当pH大于5.0时，氯可以迅速的将二价锰氧化为MnO₂，经后续混凝沉淀过滤工艺去除。

该氯气氧化法在锰污染应急处理中有所采用，但氯与二价锰反应速度缓慢，所需反应时间较长，而且氯气与水中有机物反应，实际加氯量较大，投氯量较大时并有氯化消毒副产物超标的风险。氯气氧化法仅适用于超标倍数较低的锰污染（Mn²⁺≤0.5mg/L），对Mn²⁺＞0.5mg/L的污染，处理能力有限。除此之外，加氯设备复杂，只能是已有预氯化工艺的水厂可考虑使用，因此，该方法还存在使用受水厂实际处理条件的限制。

（3）高锰酸钾氧化

高锰酸钾是一种强氧化剂，高锰酸钾可将二价锰氧化为不溶的二氧化锰，本身被还原成为二氧化锰。高锰酸钾氧化水中二价锰的反应很快，一般可在数分钟内完成。氧化生成的固相二氧化锰可以通过沉淀，过滤等工艺去除。但是在实际处理过程中中发现，只有当锰超标10倍以下时（≤1mg/L），效果较好，但锰污染超标很大时，且原水锰浓度变化较大，这种情况下高锰酸钾投量很难控制。投量不足时，氧化效果不好，投量过量时，反而会增加锰的含量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高效的供水厂应对突发锰污染水源的应急处理方法。

为了实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种供水厂应对突发锰污染水源的应急处理方法，包括采用高锰酸钾氧化处理同时耦合使用其他氧化处理对突发锰污染水源进行净化的步骤；其中，在所述高锰酸钾氧化处理中，高锰酸钾投放量为突发锰污染水源中的Mn²⁺质量浓度的1~3倍。