[发明专利]一种改性沸石除锰滤料的制备及快速启动方法

说明书

一种改性沸石除锰滤料的制备及快速启动方法，属于饮用水净化领域，所述的改性沸石除锰滤料是以天然沸石为原料，依次与一定浓度NaOH溶液、MnCl₂·4H₂O溶液以及KMnO₄溶液震荡接触并沥水烘干而制得，快速启动方法是在接触氧化除锰滤池运行的初期，依次通过改性沸石除锰滤料的吸附耦合催化氧化除锰、高锰酸钾的强化氧化除锰，以及锰质活性滤膜的接触氧化除锰与高锰酸钾的强化氧化除锰的交替进行而实现的。本发明可解决天然锰砂产量不足、成本高、现有的接触氧化除锰滤池启动期长、启动期间存在锰超标风险等问题，不受地区、原水水质、滤池滤速的影响，可灵活应对各种锰超标的水源水，保障接触氧化除锰滤池在整个运行期间出水锰的稳定达标。

技术领域

本发明属于饮用水净化领域，特别涉及一种改性沸石除锰滤料的制备及快速启动方法。

背景技术

锰超标是农村地下水普遍存在的水质问题，很多地区地下水中锰含量达0.5-2.0mg/L，有些地区甚至超过2.0mg/L。水中锰超标对居民生活、供水安全均造成严重的威胁，一方面，过量的锰会导致水的色度增大，出现“黄水”现象，产生异味，给居民生活带来不便；另一方面，含锰水进入给水管网后，锰会与水中残余的余氯反应生成锰氧化物并沉积在管道内壁，造成管网输水能力下降，还会滋生细菌、腐蚀管道，进而缩短管道寿命，影响供水安全；此外，饮用锰超标水还会损伤动脉内壁和心肌，造成冠状动脉狭窄而至冠心病。为此，必须对锰超标的原水加以处理，使水质满足国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)规定的锰含量不超过0.1mg/L的标准。

针对锰超标的地下水，传统的除锰技术包括自然氧化法、化学氧化法、生物氧化法、接触氧化法等，其中，自然氧化法通常需要提高水的pH至9.5以上，这导致处理流程复杂，制水成本升高；化学氧化法增加了氧化剂的成本，且应用中为避免水质的二次污染，须严格控制氧化剂的投量；生物氧化法存在启动期较长、受温度影响较大、除锰效率较低的缺陷；接触氧化法是目前应用较多的除锰技术，在接触氧化除锰滤池中，以石英砂、天然锰砂等作为滤料，通过滤料表面形成的锰质活性滤膜的催化氧化作用去除水中二价锰。由于锰质活性滤膜的形成是一个缓慢的过程，在接触氧化除锰滤池的启动期，主要依靠新鲜滤料对二价锰的吸附作用除锰，石英砂由于不具备吸附二价锰的能力,因此以石英砂为滤料的除锰滤池存在启动期长、除锰效果不稳定的问题。天然锰砂受产地影响，除锰效果差异很大，一些优质的天然锰砂，如马山锰砂、乐平锰砂等，具有较强的吸附水中二价锰的能力，过滤初期就能获得锰达标的饮用水。此外，这些优质天然锰砂还具有一定的接触氧化除锰作用，能氧化水中二价锰，生成具有持续除锰能力的锰质活性滤膜，从而缩短滤池的启动期。然而，市售的天然锰砂的品质差异很大，受锰矿开采减产或停产的影响，优质天然锰砂难以获得，价格也逐年呈上升趋势，此外，受锰砂本身的吸附容量限制，在滤池启动期也存在出水锰超标的风险。为此迫切需要开发可替代天然锰砂的除锰滤料，以降低水处理成本，缩短接触氧化除锰滤池的启动期，并保障出水锰的稳定达标。

发明内容：

针对天然锰砂产量不足、价格昂贵、接触氧化除锰滤池的启动期长以及出水存在锰超标风险等问题，本发明提供了一种材料易得、制备简单、便于工业化应用、可替代天然锰砂的改性沸石除锰滤料的制备及快速启动方法，可以降低水处理成本，缩短接触氧化除锰滤池的启动期，并保障整个运行期间出水锰的稳定达标。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种改性沸石除锰滤料的制备，具体步骤如下：

A.沸石用纯水洗净、沥水、烘干；

B.称取上述沸石，加入质量分数为0.5-2％(优选1％)的NaOH溶液，并在室温下震荡接触24h，然后用纯水清洗至pH为中性，之后沥水、烘干；

C.向上述得到的沸石中加入质量分数为2-6％(优选4％)的MnCl₂·4H₂O溶液，并在室温下震荡接触24h，然后沥水、烘干；