CN110182886A - 去除水中锰离子的复合药剂及其制备、使用方法 - Google Patents

Abstract

一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：亚铁盐50份‑75份，高锰酸盐10份‑35份，磷酸氢二盐1份‑10份，磷酸二氢盐1份‑10份，柠檬酸1份‑10份，氢氧化钠或氢氧化钾10份‑30份。该药剂对水中锰离子去除能力强、能够适应水中锰离子浓度的即时变化、效果稳定，能保证出厂水锰离子达标，并且工艺稳定、操作简单，对操作人员要求不高、容易实现自动化。

Description

去除水中锰离子的复合药剂及其制备、使用方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是一种去除水中锰离子的复合药剂，还涉及上述去除水中锰离子的复合药剂的制备及使用方法。

背景技术

目前去除锰离子的技术大致分为两类：

一类是在原水中直接投加高锰酸钾，利用高锰酸钾的氧化性把水中二价锰离子氧化成水合二氧化锰，同时利用自身还原产物水合二氧化锰对水中二价锰离子进行吸附，再通过混凝、沉淀及过滤去除，此法应用要点是必须根据原水中锰离子含量的变化及时调整高锰酸盐加药量，否则高锰酸盐加药量不足或过量都会引起出厂水锰离子超标，而水中锰离子的浓度往往在一天之中经常变化，很难能及时做到调整高锰酸钾加药量。如果处理的对象是低色度、低浊度的地下水，情况会更糟，除了存在上述问题外，由于高锰酸盐的还原化产物水合二氧化锰，粒径很小，若缺少胶体吸附，难以完全混凝沉淀下来，时常会穿透滤池，反而使出厂水发黄及锰离子超标，使工艺变的非常不可控，令人头疼；

另一类则是对原水充分曝气，对水中的二价锰离子进行预氧化，而后用锰砂代替石英砂过滤，此法的问题是：

1、需要对现有工艺做较大幅度的改造；

2、当原水中锰离子浓度较高时（超过1mg/L），去除效果有限；

3、锰砂的硬度不如石英砂，反复的反冲洗容易造成锰砂粉末化，需要定期补锰砂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种对水中锰离子去除能力强、效果稳定、能适应水中锰离子浓度急剧变化、安全性高的去除水中锰离子的复合药剂。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述去除水中锰离子的复合药剂的制备及使用方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：亚铁盐50份-75份，高锰酸盐10份-35份，磷酸氢二盐1份-10份，磷酸二氢盐1份-10份，柠檬酸1份-10份，氢氧化钠或氢氧化钾10份-30份。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：亚铁盐55份，高锰酸盐20份，磷酸氢二盐5份，磷酸二氢盐2份，柠檬酸1份，氢氧化钠或氢氧化钾17份。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂，所述亚铁盐与高锰酸盐的摩尔比例为2.5-3:1。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂，所述亚铁盐选自无水硫酸亚铁、一水硫酸亚铁、五水硫酸亚铁、六水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁、无水氯化亚铁和四水氯化亚铁中的任意一种；

所述高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；

所述磷酸氢二盐为磷酸氢二钠或磷酸氢二钾；

所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂，一种去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，其过程如下：

先向高锰酸盐中依次缓慢加入磷酸氢二盐、磷酸二氢盐、柠檬酸、氢氧化钠或氢氧化钾，然后进行搅拌，45-70分钟后，再将上述混合物缓慢加入亚铁盐，并进行搅拌，持续搅拌45-70分钟后，即得。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，该方法的制备过程中，物料混合时的温度控制在0℃-25℃，露点温度控制在-15℃至-25℃。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂，一种去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其过程如下：

先根据日供水总量和水中锰离子的最高浓度计算出该复合药剂的每日投加总量，再通过专用加药设备，将复合药剂24小时匀速、连续、不间断的加入溶液箱中，同时24小时不间断、连续的加入清水至溶液箱，再搅拌30s-60S，得到复合药剂溶液，最后，将该溶液用计量泵或水泵打入原水管道或反应池前端，即可。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，该复合药剂投加在其他絮凝剂加药点之前。

与现有技术相比，本发明的高锰酸盐与亚铁盐在中性条件下生成大量的水合二氧化锰和新生态氢氧化三铁复合胶体，复合胶体生成量的多少可以人为随意控制，它们对水中二价锰离子具有良好的吸附作用，同时水合二氧化锰和新生态氢氧化三铁复合胶体的体积远远大于单纯的水合二氧化锰胶体体积，所以无论处理的是色度、浊度较高的地表水源，还是低浊、低色度的地下水源，水合二氧化锰和新生态氢氧化三铁复合胶体都非常容易通过混凝、沉淀及过滤工艺去除，即使该复合除锰药剂添加过量，也可以在反应后非常容易的被混凝、沉淀及过滤水处理工艺环节去除，不会对水质产生影响；复合药剂中加入磷酸二氢盐、磷酸氢二盐、柠檬酸、氢氧化钠或氢氧化钾，目的主要是为了保持亚铁盐和高锰酸盐能在中性或近中性条件下发生氧化还原化学反应（PH6.0-8.2），生成所需要的水合二氧化锰与新生态氢氧化三铁复合胶体，避免在不加控制的条件下形成酸性的反应环境，亚铁盐把高锰酸盐还原成二价锰离子；使用时，根据日常供水总量和水中锰离子含量最高值（mg/L）确定加药总量，在加药总量不变的情况下，原水中锰离子含量在日常最高值以下不管如何变动，都能保证出厂水锰离子达标。该药剂对水中锰离子去除能力强、能够适应水中锰离子浓度的即时变化、效果稳定，能保证出厂水锰离子达标，并且工艺稳定、操作简单，对操作人员要求不高、容易实现自动化。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：无水硫酸亚铁56份，高锰酸钾19份，磷酸氢二钠6份，磷酸二氢钠2份，柠檬酸2份，氢氧化钠15份。

实施例2，一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：无水硫酸亚铁45份，高锰酸钠17份，磷酸氢二钠5份，磷酸二氢钠10份，柠檬酸4份，氢氧化钠19份。

实施例3，一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：一水硫酸亚铁60份，高锰酸钾20份，磷酸氢二钾4份，磷酸二氢钾1份，柠檬酸1份，氢氧化钾14份。

实施例4，一种去除水中锰离子的复合药剂，该复合药剂由以下重量份数的原料制成：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：无水氯化亚铁50份，高锰酸钾22份，磷酸氢二钾3份，磷酸二氢钾1份，柠檬酸1份，氢氧化钾23份。

实施例5，一种实施例1去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，其过程如下：

先取出准备好的高锰酸钠，然后向高锰酸钠中依次缓慢加入磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、柠檬酸、氢氧化钠，然后进行搅拌，60分钟后，再将上述混合物缓慢加入无水硫酸亚，并进行搅拌，持续搅拌45分钟后，即得。

该方法的制备过程中，物料混合时的温度控制在25℃，露点温度控制在-15℃。

实施例6，一种实施例3去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，其过程如下：

先取出准备好的高锰酸钾，然后向高锰酸钾中依次缓慢加入磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、柠檬酸、氢氧化钾，然后进行搅拌，55分钟后，再将上述混合物缓慢加入一水硫酸亚铁，并进行搅拌，持续搅拌60分钟后，即得。

该方法的制备过程中，物料混合时的温度控制在0℃，露点温度控制在-25℃。

实施例7，一种实施例5中制得的去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其过程如下：

先根据日供水总量和水中锰离子的最高浓度计算出该复合药剂的每天投加总量，再通过专用加药设备，将复合药剂24小时匀速、连续、不间断的加入溶液箱中，同时24小时不间断、连续的加入清水至溶液箱，再搅拌30s-60S，得到复合药剂溶液，最后将该溶液在5分钟内用计量泵或水泵打入原水管道或反应池前端；

实施例8，一种实施例6中制得的去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其过程如下：

先根据日供水总量和水中锰离子的最高浓度计算出该复合药剂的每天投加总量，再通过专用加药设备，将复合药剂24小时匀速、连续、不间断的加入溶液箱中，同时24小时不间断、连续的加入清水至溶液箱，再搅拌30s-60S，得到复合药剂溶液，最后将该溶液2分钟内用计量泵或水泵打入原水管道或反应池前端，即可。

该复合药剂投加在其他絮凝剂加药点之前，即先添加此申请的复合药剂后，再加入絮凝剂；

该溶液从配制到打入原水过程的时间控制在1-5分钟，以保证新生成的复合胶体良好的吸附活性；清水的添加量为复合药剂量的500-1000倍。

本发明配制的混合物具有能够长期稳定保存，工艺方法简单，便于运输，使用方便的特点，和单纯使用高锰酸盐去除锰离子相比，效果稳定、操作简单可靠、不会因为投加过量高锰酸盐引起色度及锰离子超标，特别是解决了低浊度、低色度的地下水锰离子超标的问题；和使用曝气方法除锰相比，基建投资少很多，对水中锰离子含量变化应对能力强，尤其针对大型水厂及季节性锰离子超标的水厂特别适用；

该复合药剂中加入磷酸二氢盐、磷酸氢二盐、柠檬酸、氢氧化钠或氢氧化钾，目的主要是为了保持亚铁盐和高锰酸盐能在中性或近中性条件下发生氧化还原化学反应，氢氧化钠或氢氧化钾也可以用氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢纳中任意一种代替；

该复合药剂的投加量按水中锰离子浓度的2.5倍计算投加，锰离子浓度的单位以mg/L计，如锰离子浓度为1mg/L，则投加2.5mg的复合药剂；实际操作中，该复合药剂添加过量，也不会对水质产生影响，因为多加的复合药剂可以在反应后非常容易的被混凝、沉淀及过滤水处理工艺环节去除。

测试例1，本测试例使用采用实施例6制得的复合药剂，使用实施例7的使用方法，测试结果见表1：

表1

注：实验时过滤用的是城阳夏庄水厂的滤砂

测试例2，本测试例使用采用实施例6制得的复合药剂，使用实施例8的使用方法，测试结果见表2：

表2

注：实验时过滤用的是岙山供水所、王村供水所的滤砂。

2006版国家生活饮用水卫生标准规定：Mn2+浓度限值＜0.1mg/L。

实验结果表明：

1、去除锰离子的效果是稳定的；

2、原水中不含锰离子时，出水同样达标；

3、能够适应水中锰离子浓度的即时变化，工艺耐冲击性强；

4、运行成本合理，去除锰离子成本在0.05-0.08元/吨。

Claims (8)

1.一种去除水中锰离子的复合药剂，其特征在于：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：亚铁盐50份-75份，高锰酸盐10份-35份，磷酸氢二盐1份-10份，磷酸二氢盐1份-10份，柠檬酸1份-10份，氢氧化钠或氢氧化钾10份-30份。

2.根据权利要求1所述的去除水中锰离子的复合药剂，其特征在于：该复合药剂由以下重量份数的原料制成：亚铁盐55份，高锰酸盐20份，磷酸氢二盐5份，磷酸二氢盐2份，柠檬酸1份，氢氧化钠或氢氧化钾17份。

3.根据权利要求1所述的去除水中锰离子的复合药剂，其特征在于：所述亚铁盐与高锰酸盐的摩尔比例为2.5-3:1。

4.根据权利要求1或2所述的去除水中锰离子的复合药剂，其特征在于：所述亚铁盐选自无水硫酸亚铁、一水硫酸亚铁、五水硫酸亚铁、六水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁、无水氯化亚铁和四水氯化亚铁中的任意一种；

所述高锰酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠；

所述磷酸氢二盐为磷酸氢二钠或磷酸氢二钾；

所述磷酸二氢盐为磷酸二氢钠或磷酸二氢钾。

5.一种去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，其特征在于：该方法用于制备权利要求1-4任意一项所述的去除水中锰离子的复合药剂，其过程如下：

先向高锰酸盐中依次缓慢加入磷酸氢二盐、磷酸二氢盐、柠檬酸、氢氧化钠或氢氧化钾，然后进行搅拌，45-70分钟后，再将上述混合物缓慢加入亚铁盐，并进行搅拌，持续搅拌45-70分钟后，即得。

6.根据权利要求5所述的去除水中锰离子的复合药剂的制备方法，其特征在于：该方法的制备过程中，物料混合时的温度控制在0℃-25℃，露点温度控制在-15℃至-25℃。

7.一种去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其特征在于：该方法为权利要求1-4任意一项所述的去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其过程如下：

先根据日供水总量和水中锰离子的最高浓度计算出该复合药剂的每日投加总量，再通过专用加药设备，将复合药剂24小时匀速、连续、不间断的加入溶液箱中，同时24小时不间断、连续的加入清水至溶液箱，再搅拌30s-60S，得到复合药剂溶液，最后，将该溶液用计量泵或水泵打入原水管道或反应池前端，即可。

8.根据权利要求7所述的去除水中锰离子的复合药剂的使用方法，其特征在于：该复合药剂投加在其他絮凝剂加药点之前。