[发明专利]一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法

说明书

一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法，它涉及水处理方法，解决了传统接触氧化法去除水中Mn²⁺效率低的问题。本发明的水处理方法：向待处理水中加入亚硫酸盐，将水引入装有锰砂的过滤床进行过滤，亚硫酸盐在锰砂的催化作用下，被氧气迅速氧化为硫酸根自由基后，生成的硫酸根自由基将水中Mn²⁺快速氧化为MnO₂颗粒，MnO₂颗粒截留到锰砂表面，即完成Mn²⁺的去除。本发明的优点：亚硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格便宜，操作简单，不需要额外增加设备，可以在水厂中进行大规模应用，锰砂催化氧气氧化亚硫酸盐产生硫酸根自由基速度快，硫酸根自由基能够快速将Mn²⁺氧化为MnO₂颗粒，Mn²⁺去除效率高。

技术领域

本发明涉及饮用水处理领域，尤其涉及一种去除饮用水中锰离子的方法。

背景技术

锰是人体必需的微量元素，也是地下水中常见的金属元素。当水中锰离子浓度超过0.05mg/L时，锰沉淀物会使水变为红色或棕黑色，对衣服和器皿的污染能力很强；当水中锰离子浓度超过0.3mg/L时，会使水产生异味而使人感觉不快。如果人体长期摄入过量的锰，可导致慢性中毒，影响到人体健康，甚至在某些地区水中含有过量的锰可能诱发地方病。基于上述原因，我国对生活饮用水中锰离子(Mn²⁺)的浓度做了一定的限制，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定锰离子的限值为0.lmg/L。

目前，接触氧化法是去除水中Mn²⁺常用的处理技术，将地下水经曝气后通入锰砂滤池，在锰砂的催化作用下将Mn²⁺氧化为MnO₂进而在过滤过程中被去除，具有处理工艺流程简单、操作方便，实现了中性pH条件下对锰的去除，降低了除锰难度，减少了投资和运营费用的优点，但存在氧气将Mn²⁺氧化为MnO₂速度慢的缺点。

发明内容

本发明提供一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法，解决传统接触氧化法去除水中Mn²⁺效率低的问题。

本发明的一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法，是通过以下步骤实现的：

一、向待处理水中加入亚硫酸盐，控制亚硫酸盐浓度为1～100mg/L；

二、将含有亚硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法。

所述的待处理水为地下水，地表水经混凝、沉淀处理后出水，流程见图1。

所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠(Na₂SO₃)、亚硫酸钾(K₂SO₃)、亚硫酸钙(CaSO₃)、亚硫酸氢钠(NaHSO₃)、亚硫酸氢钾(KHSO₃)中的一种或几种的混合物。

本发明一种利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的方法的原理：水中亚硫酸盐(SO₃^2-)在锰砂的催化作用下，被氧气(O₂)迅速氧化为硫酸根自由基(SO₄^·-)，见反应式(1)至(3)，然后，生成的硫酸根自由基能够迅速将吸附在锰砂表面的Mn²⁺氧化为MnO₂颗粒，见反应式(4)，生成的MnO₂颗粒被截留到锰砂滤料表面，达到去除水中Mn²⁺的目的。利用亚硫酸盐强化锰砂去除水中锰离子的反应机理见图2。