临海童燎水库锰的季节性超标原因分析及治理对策论文
1. 引言
锰元素在自然界中的丰度较高，广泛存在于土壤、岩石、沉积物和环境水体中。锰也是人体正常代谢必需的微量元素，但过多的摄入则会给人体带来危害。人体摄入锰过量时，会影响生殖机能，锰中毒也可造成中枢神经系统病变，严重者可出现帕金森氏综合症，对大脑造成严重破坏，并使得肝、肾及心肌出现变形改变。鉴于锰的高毒性及人体中的锰主要来源于饮用水，我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定集中式生活饮用水水源中锰的标准限值为 0.1mg/L。
临海市童燎水库是一座以灌溉为主，结合防洪、治涝和供水等综合利用的中型水库，工程曾于 1960年破土动工，由于多种原因中途停工，直至 1973年 3 月才建成蓄水。大坝为粘土心墙坝，坝长 222 米，坝高 26.9 米 ;水库正常水位 28.36m，正常库容 1073万 m3，校核洪水位 31.41m，总库容 1361 万m3。目前水库水位 25.90m，库容 890 万 m3。水库处于山谷地带，无污染源。
近年来，每逢夏末秋初，童燎水库原水易出现锰含量超标，造成为民水厂的出厂水、管网水锰超标，对城市供水安全构成了一定威胁。本文对海童燎水库锰的季节性超标原因进行分析，并提出锰超标的多项治理措施。
2. 童燎水库锰超标的原因分析
2.1 水库原水中锰的来源分析
一般水库水体中，金属锰的污染源主要来自于汇水区的外源和库区的内源污染。外源污染除来自工业污染因素，如冶金、加工、采矿业、铸造、金属焊接和切割过程中产生或排放的烟、尘、气溶胶等，此外还与大气和降雨、农业施肥有关。我们对水库周围进行了调查，水库周围目前没有居住、禽畜养殖、渔业养殖、工业污染源和生活污染源。因此基本可排除外来人为污染。世界卫生组织的统计资料表明，土壤中锰的平均含量约为 500~900 mg/kg，当土壤的酸度较低时 (pH=5.5)，其中的锰经氧化 - 还原作用，并经雨水冲刷，很容易进入水库或湖泊，并沉积在库或湖区底层。库底沉积物中锰的释放，可造成水库原水中锰含量超标。
2.2童燎水库锰含量的季节性垂直分布超标特征
通过监测，我们发现童燎水库的锰超标主要发生在夏末秋初的 8.9.10 月份左右。2013 年童燎水库泵房出水口锰的监测数据如表1所示。数据表明，除了8.9.10月份外，其他月份的原水中锰含量并没有超标，而在夏末秋初的 8.9.10 月份，则会出现原水中锰含量超标，有时锰含量甚至可达 1.0mg/L，超过国家标准 10 倍，从而导致以童燎水库为原水的为民水厂的出厂水、管网水出现锰超标现象。
3. 锰超标的治理措施
由于原水锰含量超标，如果不采取措施，必将导致饮用水中锰含量超标。因此必须采取有力的措施，使水厂出厂达标。
3.1水源的治理措施
3.1.1采取分层取水的措施。
根据上述研究可知，如果水厂采用传统的将取水口固定在水库底部的取水方式，水厂所取到的.是含高浓度锰的下层水。如果通过设计取水塔，不同季节进行优化分层取水，当出现锰超标现象时，抬高取水口位置，保证取到锰含量达标的水源。但改变取水口需要一定的施工时间，不能用于应急处置。
3.1.2采用泄洪方式使库水流动
通过泄洪的形式，让上下层水体对流，从而使底层水锰浓度降低，使水厂取水达标。周俊杰等报道，采取泄洪措施后 , 原水的锰含量即由 1.70~2.0 mg/L 下降至 0.2~0.4 mg/L。实践证明，采用泄洪的方式是一种简单、实用，行之有效的治理措施，2013 年为民水厂发生锰超标事件后，采用泄洪的方式，使水厂取水达标，供水恢复正常。
3.2在水厂净水工艺中增加除锰工艺和设备
目前去除锰的方法主要有 ：(1)接触氧化法一利用曝气和锰砂滤料去除水中锰，但是受滤料的限制，冲洗强度较难把握，处理效果不稳定 ;(2)生物法一利用生物滤池，通过细菌来去除水中的锰，但生物接触法处理能力弱，对于高含锰水效果不明显 ;(3)化学氧化法一利用氯气、臭氧、二氧化氯、高锰酸钾等强氧化剂将二价锰氧化成二氧化锰，使其沉淀或经过滤去除。
我国的自来厂一般采用混凝沉淀过滤的净水工艺，对水中溶解性锰几乎无去除效果，而在净水工艺中并未专门设置除锰工艺。在原水锰超标，常规处理无法满足除锰要求情况下，通常需采用应急处理工艺，而化学氧化法则可较好地用于应急处理。但不同的化学氧化法也存在不同的缺点，液氯是应用最为普遍的，但很容易与水中的有机物反应产生致癌物三氯甲烷，限制了其今后的使用 ;臭氧的氧化能力很强，但是容易将 Mn2+氧化为 MnO4-，MnO4-易穿过滤池，进入输水管线;寻求安全、经济、高效的除锰氧化剂十分必要。目前研究得较多的化学氧化法有高锰酸钾氧化法和二氧化氯预氧化工艺。
4. 结论
(1)临海童燎水库锰含量的超标具有季节性特征，在每年的夏末秋初，水库中下层易锰含量超标。
(2)在每年的 9.10 月份，锰浓度在水库中的分布与水深有关，越接近库底，锰含量越高，呈垂直分布特征。
(3)解决锰含量超标的措施主要有水库源头解决与水厂增加去除锰工艺。进行分层取水或采用泄洪方式使水库水对流，可以从源头解决锰超标问题。在水厂增加高锰酸钾氧化法或二氧化氯氧化法除锰，可以使水质锰含量达标，但工艺复杂，对水厂操作人员要求高，不易控制。
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