CN106830436B

CN106830436B - 一种用于饮用水处理的预氧化方法

Info

Publication number: CN106830436B
Application number: CN201710145150.5A
Authority: CN
Inventors: 关小红; 董红钰; 鲍倩倩; 马尚辰; 朱雅婷; 饶丹丹
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2037-03-13
Also published as: CN106830436A

Abstract

本发明公开一种用于饮用水处理的预氧化方法，即向饮用水水源地的取水管道中加入高锰酸盐，在水流沿管道进入水厂后，即向水中加入还原剂，且还原剂与水在20毫秒内混合完全，完成对饮用水的预氧化；本发明利用高锰酸盐的选择性氧化能力、非络合态Mn(III)的强氧化性、反应产生的二氧化锰的助凝作用，避免了单独使用高锰酸盐时可能引起的色度问题；反应的副产物二价锰离子在后续的混凝沉淀过程中得到完全去除，不会引起消毒副产物产量的增加；本发明可应用于水源水受到内分泌干扰物、药物和个人护理品、藻类、嗅味、腐殖酸等污染的饮用水预处理中，实际操作中只需对原有工艺简单改造，操作简单，适用于水厂的日常运行及应对突发性有机物污染事件。

Description

一种用于饮用水处理的预氧化方法

技术领域

本发明涉及饮用水处理技术领域，特别是一种水源受到内分泌干扰物、药物和个人护理品、藻类、嗅味、腐殖酸等污染的饮用水预氧化处理的方法。

背景技术

随着经济的发展和人口的增加，生活饮用水和工业生产用水量日益增大，水的供需矛盾越来越大，目前全球63亿人当中有近三分之一的人还处于极度缺水的区域，出现了全球性的水资源危机，同时，由于工业废水的大量不达标排放造成的水污染问题也日趋严重，水资源短缺和水源污染已成为全球水资源面临的两大问题。这在一些国家和地区尤其是发展中国家和地区，日益严重并有加剧的趋势。在我国近二十年的发展中，水污染已到了极为严重的程度。随着分析技术的进步，过去不能检测出来的化学物质，尤其是微量污染物质，现在已经能定量检测，饮用水水质的标准总是在不断的修改、补充以顺应时代的要求，对饮用水处理提出了越来越高的要求。

目前水厂饮用水常规处理工艺流程为：源水自水源地通过取水/输水管道进入水厂后，沿着管道依次经过混凝-沉淀-过滤-加氯处理，最后存储于清水池中并通过二级泵房进入市政供水网。但目前取自我国大部分城市水源地的源水受到不同程度的污染，这是由于一方面随着工农业和化工技术的发展，越来越多种类的化学物质，尤其是有机化合物被投入市场，用于生产，增加了自来水水源被污染的机会；另一方面，部分水源处于富营养化状态，夏秋季节藻类会大量繁殖，大量的藻类造成沉淀效果变差，滤池堵塞，过滤周期变短，同时混凝剂药耗增加。此外，部分水源有机物含量高，常规处理工艺对源水中有机物的去除效果有限，一般去除率在30% 以下，且去除的主要为大分子有机物(分子量大于600 )。自来水厂后续采用液氯消毒时，水中残存的有机物与氯发生取代反应，生成大量的三卤甲烷类物质，使饮用水的安全性受到威胁。因此，实际生产中，常采用化学预氧化工艺来强化常规处理工艺对有机物、藻类的去除。

化学预氧化技术是指依靠氧化剂的氧化能力，分解破坏水中污染物的结构，达到转化或分解污染物的目的。目前常规预氧化技术是在源水沿取水/输水管道进入水厂后，在混凝步骤之前，向水中加入预氧化剂进行预氧化处理（其工艺流程如图1所示）。目前常使用的预氧化剂主要有液氯、臭氧、高锰酸盐、过氧化氢、二氧化氯、高铁酸盐等。预氯化技术应用时间最久，成本最低，但由于与源水中相对较丰富的有机物反应生成大量被怀疑具有三致作用的氯化消毒副产物，同时源水中酚类物质含量较高时，生成具有强烈刺激性气味的氯酚类物质，因此目前预氯化技术所受质疑最大。过氧化氢的氧化性较强，但单独使用时分解速度较慢，效果不明显。目前，研究比较多的预氧化技术是臭氧预氧化技术，但其处理效果受源水水质、臭氧投加量、氧化条件的影响较大，而且反应过程中会生成一定量的醛类、溴酸盐和生物可同化(AOC)类物质，此外臭氧预氧化工艺投资费用比较高，一方面所用臭氧是原位产生的，需要购置复杂的设备；二是臭氧氧化污染物速度比较慢，需要体积庞大的反应池。因此亟待开发新型的饮用水预氧化技术。

文献“高锰酸钾预氧化强化微污染水源水中锰的去除”（王群等，“四川环境”，2013）公开了一种先利用高锰酸钾预氧化源水，再加入聚合氯化铝（PAC）或PAC+硫酸亚铁进行絮凝以达到净水效果的方法，该文献中加入高锰酸钾的浓度是≤1 mg/L。高锰酸盐虽然是一种绿色氧化剂，但是其使用时浓度只能局限于0.8-1.2 mg/L以下，否则会残留色度，而且高锰酸盐的氧化能力比较弱，只能选择性氧化水中的一些有机污染物。

中国专利CN104609597B公开了一种超快速去除水中有机污染物的方法，其具体实施步骤如下：先向待处理的水中加入还原剂（亚硫酸盐或亚硫酸氢盐），然后将待处理水的pH调节到3-7的范围内，之后向待处理的水中加入氧化剂。该方法利用亚硫酸氢根与高锰酸盐反应，通过产生高活性的氧化剂Mn(III)（非络合态），实现对水中有机污染物的超快速去除，可以把高锰酸盐氧化去除污染物的速率提高一千至一百万倍，比一般的高级氧化技术的表观氧化速率高出一万倍左右，可在1秒内或几秒内完成对污染物的降解。此方法也可氧化高锰酸盐本来无法氧化的污染物，甚至可以氧化传统意义上只有羟基自由基才能氧化的硝基苯，大大提高了高锰酸盐的氧化能力，拓展了高锰酸盐的应用范围。然而根据论文（Environ Sci Technol 2016, 50, 1473−1482）公开的结果，亚硫酸钠活化高锰酸盐产生非络合态Mn(III)不稳定，0.1-0.4秒内就会发生歧化失效，并且最高浓度出现在反应时间为5-50毫秒的时候。如果非络合态Mn(III)不快速跟有机污染物接触、被有机污染物消耗掉，将发生歧化反应，造成氧化剂的浪费，导致有机污染物无法有效被氧化。中国专利文献CN104609597B中去除水中有机污染物的反应是在完全混合反应器或磁力搅拌器中进行。但是完全混合反应器和磁力搅拌器是针对小规模化学反应的，无法满足大规模饮用水处理的要求（实际的饮用水处理水厂处理规模高达每天一百多万吨）。按照文献CN104609597B的实施方法，如果混合强度不满足要求，会导致反应器内局部高锰酸盐浓度偏低及亚硫酸钠浓度偏高，其后果是过量的亚硫酸钠会消耗反应过程中生成的Mn(III)，从而降低氧化效率；且该方法需要将溶液pH调节到3-7之后，再加入氧化剂进行反应，步骤繁琐；此外，若源水管道中长时间存在亚硫酸盐或亚硫酸氢盐将严重腐蚀管道，因此，该文献所公开的方法并不适用于饮用水厂实际应用。

发明内容

为了充分利用高锰酸盐的选择性氧化能力及非络合态Mn(III)的强氧化能力，避免高锰酸盐用于饮用水预氧化时可能产生的色度问题，同时提升饮用水的水质，本发明提供了一种用于饮用水处理的预氧化方法，以达到迅速去除源水中污染物的目的，适用于水库水、江水、河水、湖泊水等受有机物污染的地表水水源地的饮用水预氧化处理，本发明是这样实现的：

一种用于饮用水处理的预氧化方法，其具体步骤如下：

a)向饮用水水源地的取水管道中加入高锰酸盐，加入量为0.5-3.0 mg/L；

b)水流沿取水/输水管道进入水厂后，在进行混凝步骤之前，向水中加入还原剂，且确保还原剂与水在20毫秒内混合完全，最后完成对饮用水的预氧化；

所述还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或焦亚硫酸盐中的一种。

优选的，本发明所述用于饮用水处理的预氧化方法中，所加入还原剂与高锰酸盐的质量比为1.5-5:1。

优选的，本发明所述用于饮用水处理的预氧化方法中，所述高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠中的一种或两种。

优选的，本发明所述用于饮用水处理的预氧化方法中，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠或亚硫酸钾中的一种或两种；所述亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾中的一种或两种；所述焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠或焦亚硫酸钾中的一种或两种。

优选的，本发明所述用于饮用水处理的预氧化方法中，所述向水中加入还原剂：在管道上设置管道混合器，以确保还原剂与待处理水在20毫秒内混合完全。

本发明首先向水源地的取水/输水管道中加入一定量的高锰酸盐，由于水源地距饮用水厂通常具有一定的管道距离，所以先利用高锰酸盐在输水管道中选择性氧化降解水中的部分有机污染物，并且在管道中跟待处理的水混合均匀，然后在水流进入水厂后，常规的混凝工艺前，向水流中加入还原剂（亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和焦亚硫酸盐，他们水解后均产生亚硫酸盐），并确保还原剂与待处理水在20毫秒内混合完全。加入还原剂的目的是一方面利用亚硫酸盐活化剩余的高锰酸盐产生非络合态Mn(III)进一步氧化单独高锰酸盐无法氧化的污染物，另一方面利用该方法可以消除高锰酸盐的残留色度。此外，加入还原剂反应后，所残留的二氧化锰可以在饮用水后续的混凝过程中起到一定的助凝作用，并且残留的二氧化锰和二价锰离子在后续的混凝沉淀工艺中，可以得到完全去除。

本发明中，既可以通过在水厂的管道中设置一个管道混合器，通过该管道混合器向待处理水中加入还原剂，也可以在源水进入水厂后，加入混凝剂之前，设置预氧化池，通过高速搅拌器加入还原剂，只要保证处理水和还原剂在20毫秒内完全混合，即可实现发明之目的。

此外，在实际应用中，所使用的高锰酸盐可以为利用自来水预先溶解好的高锰酸盐储备液；亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或焦亚硫酸盐也可以为利用自来水预先溶解好的相应储备液。

与现有的饮用水预氧化方法相比，具有以下突出的优越性：

（1）本发明使用的试剂高锰酸盐和亚硫酸盐或焦亚硫酸盐，都是绿色安全的固体试剂。其中高锰酸盐已经较广泛地应用于饮用水处理，而亚硫酸盐或焦亚硫酸盐常用作食品添加剂，药剂来源广泛、运输方便且价格低廉，适宜于工业应用。

（2）本方法反应后产物为二氧化锰（或Mn²⁺）和硫酸根，二氧化锰具有吸附、助凝的作用，有助于提高后续混凝工艺的效果；硫酸根无毒无害，是水中的背景离子，且本专利中最终生成的硫酸根的浓度小于《国家饮用水卫生标准》要求。；Mn²⁺可以通过目前饮用水处理常规工艺中后续的混凝沉淀工艺去除，无需增加额外的反应单元。

（3）本发明反应条件温和，无需调节pH，易于实际应用。

（4）本发明中对于长距离输水的水厂，既利用了高锰酸盐的选择性氧化能力，也利用了非络合态Mn(III)强大的氧化能力，去除高锰酸盐本来无法去除的一些难氧化污染物，例如环丙沙星、硝基苯、咖啡因等水源水中广泛检出的新兴污染物。

（5）本发明可应用于水源水受到内分泌干扰物、药物和个人护理品、藻类、嗅味、腐殖酸等污染的饮用水预处理，且不会增加后续消毒副产物的生成。

（6）本发明实施过程中无需额外的构筑物，不仅适用于新建水厂也适用于旧水厂的升级改造，投资费用约是臭氧预氧化的3-5%左右，宜于大规模推广应用。

附图说明

图1 为预氧化强化常规饮用水处理工艺流程示意图；

图中：1、水源地取水管道；2、预氧化；3、混凝池；4、沉淀池；5、过滤池；6、加氯间；7、清水池。

图2 为实施例测试装置示意图；

图中：8、取水管道；9、进水提升泵；10、药剂槽A；11、加药泵A；12、加药口A；13、药剂槽B；14、加药泵B；15、加药口B；16、管道混合器；17、输水管道；18、混凝池；19、沉淀池。

图3为使用不同浓度的高锰酸钾/亚硫酸钠预氧化处理水样中环丙沙星的去除效果示意图。

图4为使用不同浓度的高锰酸钠/亚硫酸钠预氧化处理对水中诺氟沙星的去除效果示意图。

图5为使用不同浓度的高锰酸钠/焦亚硫酸钠实际水源水后经过混凝沉淀之后残留的浊度示意图。

图6为使用不同浓度的高锰酸钾/焦亚硫酸钠预氧化处理实际水源水后经过混凝沉淀之后残留的COD_Mn结果示意图。

图7为使用高锰酸钠/亚硫酸钠预氧化处理含溴离子的水源水后经过混凝沉淀之后水中溴酸根的浓度示意图。

图8为使用不同浓度的高锰酸钾/焦亚硫酸钠（PS）预氧化处理某水源水后经过混凝沉淀之后残留的UV₂₅₄结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例中所使用的管道混合器是苏尔寿工程机械制造公司提供的SulzerCompaX^TM型号的混合器；其他实施例中使用的器材和试剂均为市售产品。

实施例中的常规管道混合器为市售常规的静态混合器，在1-5秒内可以实现完全混合。

实施例中使用的铜绿微囊藻细胞购自中国科学院水生生物研究所。

实施例1

本实施例中饮用水预氧化处理是在一个2吨/小时的测试装置中进行的，图2为该测试装置结构示意图，图中箭头方向即为水流方向。

该测试装置主要有2个单元组成，反应单元（包括进水提升泵9、药剂槽A10、加药泵A11、加药口A12、药剂槽B13、加药泵B14、加药口B15、管道混合器16）和后续的混凝沉淀单元（混凝池18和沉淀池19）。

待处理水样通过取水管道8、进水提升泵9流经反应单元，在管道混合器16内反应后沿管道进入混凝沉淀单元，经处理后出水；药剂槽A10内装有高锰酸盐，其通过加药泵A11由加药口A12投入水体中；药剂槽B13内装有还原剂，其通过加药泵B14由加药口B15再经过管道混合器16投入水体中（还原剂与管道混合器中水体在20毫秒内完全混合）。

具体步骤如下：

待处理水样：向取自某南方城市水源水中投加终浓度为10μg/L环丙沙星。

实验组：利用进水提升泵9沿取水管道8抽取待处理水样，通过加药口A12向输水管道17中投加不同浓度的高锰酸盐（0.5-3.0ml/L），在输水管道17中预氧化反应30分钟后，通过加药口B15利用管道混合器16向水体中加入还原剂进行反应，反应后水体通过管道流入混凝池19中，投加混凝剂为聚合氯化铝（10-15 mg/L），然后在沉淀池停留1.5小时后出水，采用超高效液相色谱仪检测出水中环丙沙星的残留量。

同时设立单独使用2.0 mg/L的高锰酸盐预氧化反应30分钟（未投加还原剂）作为对照组。

本实施例中所使用的高锰酸盐为高锰酸钾，所加入的还原剂为亚硫酸钠，还原剂与相应高锰酸盐的质量比为5.0:1。

检测结果如图3所示，图3中，M为对照组，1-6组中高锰酸钾的投加浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 mg/L，由图3可见，对照组环丙沙星的去除率只有8.0%，且存在色度问题（高锰酸钾的紫红色没有完全消失）。而当使用高锰酸钾和亚硫酸钠的组合时，随着高锰酸钾和亚硫酸钠的投量逐渐增加，环丙沙星的去除率逐渐增加。当高锰酸钾投量为2.0mg/L、亚硫酸钠投量为10.0 mg/L时，环丙沙星的去除率在96%以上，而且后续不存在任何色度问题。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例实验组所用不同浓度的高锰酸盐为高锰酸钠（投加浓度0.5-3.0mg/L），高锰酸钠在管道中预氧化的时间是15分钟，所投加还原剂亚硫酸钠与相应高锰酸钠的质量比为2.0:1。

同时设立单独使用2.0 mg/L的高锰酸钠预氧化反应15分钟（未投加亚硫酸钠）作为对照组。

检测结果如图4所示，图4中，M为对照组，1-6组中高锰酸钠的投加浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 mg/L。由图4可见，对照组（单独加入2.0 mg/L高锰酸钠）对诺氟沙星的去除率仅约9%，且出水有色度。当高锰酸钠与亚硫酸钠组合时，诺氟沙星去除率随着高锰酸钠和亚硫酸钠的浓度增加而增加。当高锰酸钠的投量为2.5 mg/L，亚硫酸钠投量为5.0mg/L，诺氟沙星的去除率约为92%。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上进行测试，与实施例2不同的是：本实施例实验组中的待处理水样为未投加环丙沙星的取自某南方城市水源水，该水源水的浊度为50.3NTU；本实施例所用的不同浓度的高锰酸盐（0.5-2.5mg/L）为高锰酸钠，还原剂为焦亚硫酸钠，焦亚硫酸钠和高锰酸钠的质量比为1.5:1。

同时设立单独使用2.0 mg/L的高锰酸钠预氧化反应15分钟（未投加焦亚硫酸钠）作为对照组。

利用哈希便携式浊度仪检测各组出水浊度(NTU)，检测结果如图5所示，图5中，M为对照组，1-5组中高锰酸钠的投加浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L。由图5可见，对照组单独加入2.0 mg/L高锰酸钠时，残留的浊度为0.46 NTU，当采用高锰酸钠与亚硫酸钠组合时，残留浊度降低为0.08-0.23 NTU。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例实验组中不同浓度的高锰酸钾（0.5-2.5mg/L）在输水管道17中与待处理水样预氧化反应时间为10分钟。

同时设立单独使用2.0 mg/L的高锰酸钾预氧化反应10分钟（未投加亚硫酸钠）作为对照组。

本实施例中，所投加的亚硫酸钠和高锰酸钾的质量比为3.5：1。

根据国标11892-1989检测各组出水中的COD_Mn，结果如图6所示。图6中，M为对照组，1-5组中高锰酸钾的投加浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L。由图6可见，使用高锰酸钾、亚硫酸钠联合预氧化方法（组1-5），可降低出水中的的COD_Mn，因此有望降低饮用水厂后续氯消毒过程中产生的消毒副产物的量。

实施例5

本实施例是在实施例4的基础上进行测试，与实施例4不同的是：本实施例实验组在待处理水中加入不同浓度的溴离子。高锰酸钾在输水管道17中与待处理水预氧化反应2小时后，然后利用管道混合器16加入亚硫酸钠进行反应（亚硫酸钠与管道混合器16中待处理水样于20毫秒内混合完全）。

同时设立单独使用2.0 mg/L的高锰酸钾预氧化反应2小时（未投加亚硫酸钠）作为对照组。

对经过混凝沉淀后出水中的溴酸根的生成量进行检测，检测结果如图7所示。由图7可见，使用高锰酸钠、焦亚硫酸钠联合预氧化方法，当源水中溴离子的浓度为50-150μg/L时，溴酸根的生成量远低于饮用水水质标准（GB5749-2006）10μg /L，不会对饮用水水质构成威胁。

实施例6

本实施例是在实施例1的基础上进行的后续测试，实验分为三组：

实验组：实施例1高锰酸钾投加量为2.0 mg/L的实验组经混凝沉淀单元处理后出水；

对照组：实施例1高锰酸钾投加量为2.0 mg/L的对照组经混凝沉淀单元处理后出水；

对照组2：与实施例1高锰酸钾投加量为2.0 mg/L的实验组不同的是，采用常规管道混合器（还原剂与水样在1-5秒左右时间内完全混合）代替实验组的管道混合器混合还原剂与水样，其他操作步骤与实验组相同，其经过混凝单元处理后出水；

对上述分别进行常规氯气消毒，次氯酸钠投加量为4.0 mg/L，反应时间为30分钟。考察液氯消毒后的三卤甲烷和卤乙酸类消毒副产物含量。

检测结果发现与采用单独高锰酸钾预氧化（对照组）相比，采用高锰酸钾/亚硫酸钠联合预氧化（实验组）可以使得液氯消毒后的三卤甲烷和卤乙酸类消毒副产物分别减少15%和16%；而对照组2采用常规管道混合器混合与采用单独高锰酸钾预氧化（对照组）相比，对照组2出水经液氯消毒后的三卤甲烷和卤乙酸类消毒副产物仅分别减少5%和6%。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例的待处理水样为在水源水中加入人工培育的处于停滞期的实验室培养的铜绿微囊藻细胞（购自中国科学院水生生物研究所），藻细胞的终浓度1.08×10⁶个/mL，本实施例中实验组所用高锰酸盐为高锰酸钠，高锰酸钠的投加量2.0 mg/L；所使用的还原剂为焦亚硫酸钠，还原剂与高锰酸盐的质量比为5:1。

同时设立仅经过2.0 mg/L的高锰酸钠预氧化（30分钟）未投加还原剂焦亚硫酸钠的对照组；

以及使用常规管道混合器，代替实验组的管道混合器混合还原剂与水样，其他步骤与实验组相同的对照组2。

对经过混凝单元处理后的出水进行检测，结果发现与经过单纯高锰酸钠预氧化的待处理水样（对照组）比，经过高锰酸钠、亚硫酸钠联合预氧化的待处理水样（实验组）混凝沉淀后，藻细胞的去除率提高了15%左右。

而采用普通的管道混合器的对照组2与对照组相比，藻细胞的去除率只提高了7%左右。

实施例8

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例的待处理水样为在水源水中加入污染物农药阿特拉津且其终浓度为2.0 μg/L；本实施例中高锰酸钾的投加量为2.0 mg/L；所投加的还原剂为焦亚硫酸钠，还原剂与高锰酸钾的质量比为5：1。

同时设立仅经过2.0 mg/L的高锰酸钠预氧化（30分钟）未投加还原剂亚硫酸钠的对照组；

以及使用常规管道混合器（还原剂与水样在1-5秒时间内完全混合）代替实验组的管道混合器混合还原剂与水样，其他步骤与实验组相同的对照组2。

对上述三组经过混凝沉淀单元处理后的出水进行检测，结果显示，与经过单纯高锰酸钾预氧化（对照组）的待处理水相比，经过高锰酸钾/焦亚硫酸钠联合预氧化（实验组）的待处理水混凝沉淀后，阿特拉津的去除率提高了80%左右，锰离子未检出，且絮凝池和沉淀池中未见高锰酸盐的紫红色，出厂水色度远低于饮用水标准。

而采用普通的管道混合器（对照组2）与经过单纯高锰酸钾预氧化（对照组）的待处理水相比，经过高锰酸钾、焦亚硫酸钠联合预氧化的待处理水混凝沉淀后，阿特拉津的去除率只提高20%左右.

实施例9

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例中

实验组使用的不同高浓度的高锰酸盐（0.5-2.5mg/L）为高锰酸钠，还原剂为焦亚硫酸钠，焦亚硫酸钠和高锰酸钠的质量比为2:1。

同时设立仅加入浓度为2.0 mg/L高锰酸钠预氧化30分钟（不投加焦亚硫酸钠）作为对照组；

以及使用常规管道混合器（还原剂与水样在1-5秒时间内完全混合），代替实验组的管道混合器混合还原剂与水样，高锰酸钠投加量为2.0 mg/L，其他步骤与实验组相同的对照组2。

对上述三组经过混凝沉淀单元处理后的出水UV₂₅₄的残留量（紫外-可见光分光光度计测）进行检测，结果如图8所示，图8中，M为对照组，1-5组为实验组，其高锰酸钠的投加浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L，6组为对照组2。由图8可见，使用高锰酸钠、焦亚硫酸钠联合预氧化方法，可以降低水厂沉后水的UV₂₅₄。

采用普通的管道混合器（对照组2）与高锰酸钠投加量为2.0 mg/L的实验组相比，沉后水的UV₂₅₄的值高出10%左右。

实施例10

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例中待处理水样为在水源水中加入终浓度为100 ng/L的二甲基异冰片。实验组高锰酸钾的加入量为1.0 mg/L；所加入的还原剂为焦亚硫酸钠，投加量为4.0 mg/L。

同时设立仅加入浓度为1.0 mg/L高锰酸钠预氧化30分钟（不投加焦亚硫酸钠）作为对照组；

以及使用常规管道混合器（还原剂与水样在1-5秒时间内完全混合），代替实验组的管道混合器混合还原剂与水样，高锰酸钠投加量为1.0 mg/L，其他步骤与实验组相同的对照组2。

对上述三组经过混凝沉淀单元处理后的出水中二甲基异冰片含量进行检测，发现经过高锰酸钾和焦亚硫酸钠的联合处理（实验组），二甲基异冰片的去除率高达85%，出水中，锰离子未检出，且絮凝池和沉淀池中未见高锰酸盐的紫红色，出厂水色度远低于饮用水标准；

而当采用普通的管道混合器（对照组2）时，经过高锰酸钾和焦亚硫酸钠的联合处理，二甲基异冰片的去除率只有50%；单纯经过高锰酸钾预氧化的待处理水（对照组）混凝沉淀后，二甲基异冰片的去除率只有20%左右。

实施例11

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例中待处理水样中含有终浓度为100 ng/L的土臭素，高锰酸钾投加量为1.0 mg/L；实验组所使用的还原剂为焦亚硫酸钠，投加量为3.0 mg/L；

分别检测上述三组经过混凝沉淀单元处理后的出水中土臭素的残留量，结果显示，经过高锰酸钾/焦亚硫酸钠联合预氧化（实验组）的待处理水混凝沉淀后，土臭素的去除率达90%左右，锰离子未检出，且絮凝池和沉淀池中未见高锰酸盐的紫红色，出厂水色度远低于饮用水标准；但是当采用普通的管道混合器（对照组2）时，经过高锰酸钾/焦亚硫酸钠的联合预处理，土臭素的去除率只有50%左右；而单纯经过高锰酸钾预氧化（对照组）的待处理水混凝沉淀后，土臭素的去除率只有20%左右。

实施例12

本实施例是在实施例1的基础上进行测试，与实施例1不同的是：本实施例使用常规管道混合器（混合时间约为1-5 秒）代替实验组的管道混合器，其他条件不变的情况下，高锰酸钾/亚硫酸钠联合预氧化方法处理后的沉淀出水中环丙沙星的去除率降低了30-40%。

以上仅为本发明技术方案中一部分的实施例，而不是全部技术方案的内容，在具体实施过程中，通过管道混合器或其他混合方式向待处理水（含高锰酸盐）中加入还原剂，只要确保还原剂与待处理水在20毫秒混合完全，均可实现发明之目的；基于上述本发明公开的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种用于饮用水处理的预氧化方法，其特征在于，具体步骤如下：

b)水流沿管道进入水厂后，即向水中加入还原剂，且还原剂与水在20毫秒内混合完全，完成对饮用水的预氧化；

所述还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或焦亚硫酸盐中的一种；

所加入还原剂与高锰酸盐的质量比为1.5-5:1。

2.根据权利要求1所述用于饮用水处理的预氧化方法，其特征在于，所述高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述用于饮用水处理的预氧化方法，其特征在于，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠或亚硫酸钾中的一种或两种；所述亚硫酸氢盐为亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾中的一种或两种；所述焦亚硫酸盐为焦亚硫酸钠或焦亚硫酸钾中的一种或两种。

4.根据权利要求1-3之一所述用于饮用水处理的预氧化方法，其特征在于，所述向水中加入还原剂：在管道上设置管道混合器，通过该管道混合器向水中加入还原剂，以确保还原剂与待处理水在20毫秒内混合完全。