本發(fā)明涉及飲用水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種水源受到內(nèi)分泌干擾物、藥物和個(gè)人護(hù)理品、藻類、嗅味、腐殖酸等污染的飲用水預(yù)氧化處理的方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，生活飲用水和工業(yè)生產(chǎn)用水量日益增大，水的供需矛盾越來越大，目前全球63億人當(dāng)中有近三分之一的人還處于極度缺水的區(qū)域，出現(xiàn)了全球性的水資源危機(jī)，同時(shí)，由于工業(yè)廢水的大量不達(dá)標(biāo)排放造成的水污染問題也日趨嚴(yán)重，水資源短缺和水源污染已成為全球水資源面臨的兩大問題。這在一些國家和地區(qū)尤其是發(fā)展中國家和地區(qū)，日益嚴(yán)重并有加劇的趨勢(shì)。在我國近二十年的發(fā)展中，水污染已到了極為嚴(yán)重的程度。隨著分析技術(shù)的進(jìn)步，過去不能檢測(cè)出來的化學(xué)物質(zhì)，尤其是微量污染物質(zhì)，現(xiàn)在已經(jīng)能定量檢測(cè)，飲用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)總是在不斷的修改、補(bǔ)充以順應(yīng)時(shí)代的要求，對(duì)飲用水處理提出了越來越高的要求。

目前水廠飲用水常規(guī)處理工藝流程為：源水自水源地通過取水/輸水管道進(jìn)入水廠后，沿著管道依次經(jīng)過混凝-沉淀-過濾-加氯處理，最后存儲(chǔ)于清水池中并通過二級(jí)泵房進(jìn)入市政供水網(wǎng)。但目前取自我國大部分城市水源地的源水受到不同程度的污染，這是由于一方面隨著工農(nóng)業(yè)和化工技術(shù)的發(fā)展，越來越多種類的化學(xué)物質(zhì)，尤其是有機(jī)化合物被投入市場，用于生產(chǎn)，增加了自來水水源被污染的機(jī)會(huì)；另一方面，部分水源處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，夏秋季節(jié)藻類會(huì)大量繁殖，大量的藻類造成沉淀效果變差，濾池堵塞，過濾周期變短，同時(shí)混凝劑藥耗增加。此外，部分水源有機(jī)物含量高，常規(guī)處理工藝對(duì)源水中有機(jī)物的去除效果有限，一般去除率在30% 以下，且去除的主要為大分子有機(jī)物(分子量大于600 )。自來水廠后續(xù)采用液氯消毒時(shí)，水中殘存的有機(jī)物與氯發(fā)生取代反應(yīng)，生成大量的三鹵甲烷類物質(zhì)，使飲用水的安全性受到威脅。因此，實(shí)際生產(chǎn)中，常采用化學(xué)預(yù)氧化工藝來強(qiáng)化常規(guī)處理工藝對(duì)有機(jī)物、藻類的去除。

化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)是指依靠氧化劑的氧化能力，分解破壞水中污染物的結(jié)構(gòu)，達(dá)到轉(zhuǎn)化或分解污染物的目的。目前常規(guī)預(yù)氧化技術(shù)是在源水沿取水/輸水管道進(jìn)入水廠后，在混凝步驟之前，向水中加入預(yù)氧化劑進(jìn)行預(yù)氧化處理（其工藝流程如圖1所示）。目前常使用的預(yù)氧化劑主要有液氯、臭氧、高錳酸鹽、過氧化氫、二氧化氯、高鐵酸鹽等。預(yù)氯化技術(shù)應(yīng)用時(shí)間最久，成本最低，但由于與源水中相對(duì)較豐富的有機(jī)物反應(yīng)生成大量被懷疑具有三致作用的氯化消毒副產(chǎn)物，同時(shí)源水中酚類物質(zhì)含量較高時(shí)，生成具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氯酚類物質(zhì)，因此目前預(yù)氯化技術(shù)所受質(zhì)疑最大。過氧化氫的氧化性較強(qiáng)，但單獨(dú)使用時(shí)分解速度較慢，效果不明顯。目前，研究比較多的預(yù)氧化技術(shù)是臭氧預(yù)氧化技術(shù)，但其處理效果受源水水質(zhì)、臭氧投加量、氧化條件的影響較大，而且反應(yīng)過程中會(huì)生成一定量的醛類、溴酸鹽和生物可同化(AOC)類物質(zhì)，此外臭氧預(yù)氧化工藝投資費(fèi)用比較高，一方面所用臭氧是原位產(chǎn)生的，需要購置復(fù)雜的設(shè)備；二是臭氧氧化污染物速度比較慢，需要體積龐大的反應(yīng)池。因此亟待開發(fā)新型的飲用水預(yù)氧化技術(shù)。

文獻(xiàn)“高錳酸鉀預(yù)氧化強(qiáng)化微污染水源水中錳的去除”（王群等，“四川環(huán)境”，2013）公開了一種先利用高錳酸鉀預(yù)氧化源水，再加入聚合氯化鋁（PAC）或PAC+硫酸亞鐵進(jìn)行絮凝以達(dá)到凈水效果的方法，該文獻(xiàn)中加入高錳酸鉀的濃度是≤1 mg/L。高錳酸鹽雖然是一種綠色氧化劑，但是其使用時(shí)濃度只能局限于0.8-1.2 mg/L以下，否則會(huì)殘留色度，而且高錳酸鹽的氧化能力比較弱，只能選擇性氧化水中的一些有機(jī)污染物。

中國專利CN104609597B公開了一種超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其具體實(shí)施步驟如下：先向待處理的水中加入還原劑（亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽），然后將待處理水的pH調(diào)節(jié)到3-7的范圍內(nèi)，之后向待處理的水中加入氧化劑。該方法利用亞硫酸氫根與高錳酸鹽反應(yīng)，通過產(chǎn)生高活性的氧化劑Mn(III)（非絡(luò)合態(tài)），實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有機(jī)污染物的超快速去除，可以把高錳酸鹽氧化去除污染物的速率提高一千至一百萬倍，比一般的高級(jí)氧化技術(shù)的表觀氧化速率高出一萬倍左右，可在1秒內(nèi)或幾秒內(nèi)完成對(duì)污染物的降解。此方法也可氧化高錳酸鹽本來無法氧化的污染物，甚至可以氧化傳統(tǒng)意義上只有羥基自由基才能氧化的硝基苯，大大提高了高錳酸鹽的氧化能力，拓展了高錳酸鹽的應(yīng)用范圍。然而根據(jù)論文（Environ Sci Technol 2016, 50, 1473?1482）公開的結(jié)果，亞硫酸鈉活化高錳酸鹽產(chǎn)生非絡(luò)合態(tài)Mn(III)不穩(wěn)定，0.1-0.4秒內(nèi)就會(huì)發(fā)生歧化失效，并且最高濃度出現(xiàn)在反應(yīng)時(shí)間為5-50毫秒的時(shí)候。如果非絡(luò)合態(tài)Mn(III)不快速跟有機(jī)污染物接觸、被有機(jī)污染物消耗掉，將發(fā)生歧化反應(yīng)，造成氧化劑的浪費(fèi)，導(dǎo)致有機(jī)污染物無法有效被氧化。中國專利文獻(xiàn)CN104609597B中去除水中有機(jī)污染物的反應(yīng)是在完全混合反應(yīng)器或磁力攪拌器中進(jìn)行。但是完全混合反應(yīng)器和磁力攪拌器是針對(duì)小規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)的，無法滿足大規(guī)模飲用水處理的要求（實(shí)際的飲用水處理水廠處理規(guī)模高達(dá)每天一百多萬噸）。按照文獻(xiàn)CN104609597B的實(shí)施方法，如果混合強(qiáng)度不滿足要求，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)局部高錳酸鹽濃度偏低及亞硫酸鈉濃度偏高，其后果是過量的亞硫酸鈉會(huì)消耗反應(yīng)過程中生成的Mn(III)，從而降低氧化效率；且該方法需要將溶液pH調(diào)節(jié)到3-7之后，再加入氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，步驟繁瑣；此外，若源水管道中長時(shí)間存在亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽將嚴(yán)重腐蝕管道，因此，該文獻(xiàn)所公開的方法并不適用于飲用水廠實(shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了充分利用高錳酸鹽的選擇性氧化能力及非絡(luò)合態(tài)Mn(III)的強(qiáng)氧化能力，避免高錳酸鹽用于飲用水預(yù)氧化時(shí)可能產(chǎn)生的色度問題，同時(shí)提升飲用水的水質(zhì)，本發(fā)明提供了一種用于飲用水處理的預(yù)氧化方法，以達(dá)到迅速去除源水中污染物的目的，適用于水庫水、江水、河水、湖泊水等受有機(jī)物污染的地表水水源地的飲用水預(yù)氧化處理，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于飲用水處理的預(yù)氧化方法，其具體步驟如下：

a)向飲用水水源地的取水管道中加入高錳酸鹽，加入量為0.5-3.0 mg/L；

b)水流沿取水/輸水管道進(jìn)入水廠后，在進(jìn)行混凝步驟之前，向水中加入還原劑，且確保還原劑與水在20毫秒內(nèi)混合完全，最后完成對(duì)飲用水的預(yù)氧化；

所述還原劑為亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽或焦亞硫酸鹽中的一種。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述用于飲用水處理的預(yù)氧化方法中，所加入還原劑與高錳酸鹽的質(zhì)量比為1.5-5:1。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述用于飲用水處理的預(yù)氧化方法中，所述高錳酸鹽為高錳酸鉀或高錳酸鈉中的一種或兩種。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述用于飲用水處理的預(yù)氧化方法中，所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉或亞硫酸鉀中的一種或兩種；所述亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉或亞硫酸氫鉀中的一種或兩種；所述焦亞硫酸鹽為焦亞硫酸鈉或焦亞硫酸鉀中的一種或兩種。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述用于飲用水處理的預(yù)氧化方法中，所述向水中加入還原劑：在管道上設(shè)置管道混合器，以確保還原劑與待處理水在20毫秒內(nèi)混合完全。

本發(fā)明首先向水源地的取水/輸水管道中加入一定量的高錳酸鹽，由于水源地距飲用水廠通常具有一定的管道距離，所以先利用高錳酸鹽在輸水管道中選擇性氧化降解水中的部分有機(jī)污染物，并且在管道中跟待處理的水混合均勻，然后在水流進(jìn)入水廠后，常規(guī)的混凝工藝前，向水流中加入還原劑（亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和焦亞硫酸鹽，他們水解后均產(chǎn)生亞硫酸鹽），并確保還原劑與待處理水在20毫秒內(nèi)混合完全。加入還原劑的目的是一方面利用亞硫酸鹽活化剩余的高錳酸鹽產(chǎn)生非絡(luò)合態(tài)Mn(III)進(jìn)一步氧化單獨(dú)高錳酸鹽無法氧化的污染物，另一方面利用該方法可以消除高錳酸鹽的殘留色度。此外，加入還原劑反應(yīng)后，所殘留的二氧化錳可以在飲用水后續(xù)的混凝過程中起到一定的助凝作用，并且殘留的二氧化錳和二價(jià)錳離子在后續(xù)的混凝沉淀工藝中，可以得到完全去除。

本發(fā)明中，既可以通過在水廠的管道中設(shè)置一個(gè)管道混合器，通過該管道混合器向待處理水中加入還原劑，也可以在源水進(jìn)入水廠后，加入混凝劑之前，設(shè)置預(yù)氧化池，通過高速攪拌器加入還原劑，只要保證處理水和還原劑在20毫秒內(nèi)完全混合，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)明之目的。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中，所使用的高錳酸鹽可以為利用自來水預(yù)先溶解好的高錳酸鹽儲(chǔ)備液；亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽或焦亞硫酸鹽也可以為利用自來水預(yù)先溶解好的相應(yīng)儲(chǔ)備液。

與現(xiàn)有的飲用水預(yù)氧化方法相比，具有以下突出的優(yōu)越性：

（1）本發(fā)明使用的試劑高錳酸鹽和亞硫酸鹽或焦亞硫酸鹽，都是綠色安全的固體試劑。其中高錳酸鹽已經(jīng)較廣泛地應(yīng)用于飲用水處理，而亞硫酸鹽或焦亞硫酸鹽常用作食品添加劑，藥劑來源廣泛、運(yùn)輸方便且價(jià)格低廉，適宜于工業(yè)應(yīng)用。

（2）本方法反應(yīng)后產(chǎn)物為二氧化錳（或Mn²⁺）和硫酸根，二氧化錳具有吸附、助凝的作用，有助于提高后續(xù)混凝工藝的效果；硫酸根無毒無害，是水中的背景離子，且本專利中最終生成的硫酸根的濃度小于《國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。；Mn²⁺可以通過目前飲用水處理常規(guī)工藝中后續(xù)的混凝沉淀工藝去除，無需增加額外的反應(yīng)單元。

（3）本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，無需調(diào)節(jié)pH，易于實(shí)際應(yīng)用。

（4）本發(fā)明中對(duì)于長距離輸水的水廠，既利用了高錳酸鹽的選擇性氧化能力，也利用了非絡(luò)合態(tài)Mn(III)強(qiáng)大的氧化能力，去除高錳酸鹽本來無法去除的一些難氧化污染物，例如環(huán)丙沙星、硝基苯、咖啡因等水源水中廣泛檢出的新興污染物。

（5）本發(fā)明可應(yīng)用于水源水受到內(nèi)分泌干擾物、藥物和個(gè)人護(hù)理品、藻類、嗅味、腐殖酸等污染的飲用水預(yù)處理，且不會(huì)增加后續(xù)消毒副產(chǎn)物的生成。

（6）本發(fā)明實(shí)施過程中無需額外的構(gòu)筑物，不僅適用于新建水廠也適用于舊水廠的升級(jí)改造，投資費(fèi)用約是臭氧預(yù)氧化的3-5%左右，宜于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1 為預(yù)氧化強(qiáng)化常規(guī)飲用水處理工藝流程示意圖；

圖中：1、水源地取水管道；2、預(yù)氧化；3、混凝池；4、沉淀池；5、過濾池；6、加氯間；7、清水池。

圖2 為實(shí)施例測(cè)試裝置示意圖；

圖中：8、取水管道；9、進(jìn)水提升泵；10、藥劑槽A；11、加藥泵A；12、加藥口A；13、藥劑槽B；14、加藥泵B；15、加藥口B；16、管道混合器；17、輸水管道；18、混凝池；19、沉淀池。

圖3為使用不同濃度的高錳酸鉀/亞硫酸鈉預(yù)氧化處理水樣中環(huán)丙沙星的去除效果示意圖。

圖4為使用不同濃度的高錳酸鈉/亞硫酸鈉預(yù)氧化處理對(duì)水中諾氟沙星的去除效果示意圖。

圖5為使用不同濃度的高錳酸鈉/焦亞硫酸鈉實(shí)際水源水后經(jīng)過混凝沉淀之后殘留的濁度示意圖。

圖6為使用不同濃度的高錳酸鉀/焦亞硫酸鈉預(yù)氧化處理實(shí)際水源水后經(jīng)過混凝沉淀之后殘留的COD_Mn結(jié)果示意圖。

圖7為使用高錳酸鈉/亞硫酸鈉預(yù)氧化處理含溴離子的水源水后經(jīng)過混凝沉淀之后水中溴酸根的濃度示意圖。

圖8為使用不同濃度的高錳酸鉀/焦亞硫酸鈉（PS）預(yù)氧化處理某水源水后經(jīng)過混凝沉淀之后殘留的UV₂₅₄結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。

實(shí)施例中所使用的管道混合器是蘇爾壽工程機(jī)械制造公司提供的Sulzer CompaX^TM型號(hào)的混合器；其他實(shí)施例中使用的器材和試劑均為市售產(chǎn)品。

實(shí)施例中的常規(guī)管道混合器為市售常規(guī)的靜態(tài)混合器，在1-5秒內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)完全混合。

實(shí)施例中使用的銅綠微囊藻細(xì)胞購自中國科學(xué)院水生生物研究所。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中飲用水預(yù)氧化處理是在一個(gè)2噸/小時(shí)的測(cè)試裝置中進(jìn)行的，圖2為該測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭方向即為水流方向。

該測(cè)試裝置主要有2個(gè)單元組成，反應(yīng)單元（包括進(jìn)水提升泵9、藥劑槽A10、加藥泵A11、加藥口A12、藥劑槽B13、加藥泵B14、加藥口B15、管道混合器16）和后續(xù)的混凝沉淀單元（混凝池18和沉淀池19）。

待處理水樣通過取水管道8、進(jìn)水提升泵9流經(jīng)反應(yīng)單元，在管道混合器16內(nèi)反應(yīng)后沿管道進(jìn)入混凝沉淀單元，經(jīng)處理后出水；藥劑槽A10內(nèi)裝有高錳酸鹽，其通過加藥泵A11由加藥口A12投入水體中；藥劑槽B13內(nèi)裝有還原劑，其通過加藥泵B14由加藥口B15再經(jīng)過管道混合器16投入水體中（還原劑與管道混合器中水體在20毫秒內(nèi)完全混合）。

具體步驟如下：

待處理水樣：向取自某南方城市水源水中投加終濃度為10μg/L環(huán)丙沙星。

實(shí)驗(yàn)組：利用進(jìn)水提升泵9沿取水管道8抽取待處理水樣，通過加藥口A12向輸水管道17中投加不同濃度的高錳酸鹽（0.5-3.0ml/L），在輸水管道17中預(yù)氧化反應(yīng)30分鐘后，通過加藥口B15利用管道混合器16向水體中加入還原劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后水體通過管道流入混凝池19中，投加混凝劑為聚合氯化鋁（10-15 mg/L），然后在沉淀池停留1.5小時(shí)后出水，采用超高效液相色譜儀檢測(cè)出水中環(huán)丙沙星的殘留量。

同時(shí)設(shè)立單獨(dú)使用2.0 mg/L的高錳酸鹽預(yù)氧化反應(yīng)30分鐘（未投加還原劑）作為對(duì)照組。

本實(shí)施例中所使用的高錳酸鹽為高錳酸鉀，所加入的還原劑為亞硫酸鈉，還原劑與相應(yīng)高錳酸鹽的質(zhì)量比為5.0:1。

檢測(cè)結(jié)果如圖3所示，圖3中，M為對(duì)照組，1-6組中高錳酸鉀的投加濃度依次為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 mg/L，由圖3可見，對(duì)照組環(huán)丙沙星的去除率只有8.0%，且存在色度問題（高錳酸鉀的紫紅色沒有完全消失）。而當(dāng)使用高錳酸鉀和亞硫酸鈉的組合時(shí)，隨著高錳酸鉀和亞硫酸鈉的投量逐漸增加，環(huán)丙沙星的去除率逐漸增加。當(dāng)高錳酸鉀投量為2.0 mg/L、亞硫酸鈉投量為10.0 mg/L時(shí)，環(huán)丙沙星的去除率在96%以上，而且后續(xù)不存在任何色度問題。

實(shí)施例2

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)組所用不同濃度的高錳酸鹽為高錳酸鈉（投加濃度0.5-3.0mg/L），高錳酸鈉在管道中預(yù)氧化的時(shí)間是15分鐘，所投加還原劑亞硫酸鈉與相應(yīng)高錳酸鈉的質(zhì)量比為2.0:1。

同時(shí)設(shè)立單獨(dú)使用2.0 mg/L的高錳酸鈉預(yù)氧化反應(yīng)15分鐘（未投加亞硫酸鈉）作為對(duì)照組。

檢測(cè)結(jié)果如圖4所示，圖4中，M為對(duì)照組，1-6組中高錳酸鈉的投加濃度依次為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0 mg/L。由圖4可見，對(duì)照組（單獨(dú)加入2.0 mg/L高錳酸鈉）對(duì)諾氟沙星的去除率僅約9%，且出水有色度。當(dāng)高錳酸鈉與亞硫酸鈉組合時(shí)，諾氟沙星去除率隨著高錳酸鈉和亞硫酸鈉的濃度增加而增加。當(dāng)高錳酸鈉的投量為2.5 mg/L，亞硫酸鈉投量為5.0 mg/L，諾氟沙星的去除率約為92%。

實(shí)施例3

本實(shí)施例是在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例2不同的是：本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)組中的待處理水樣為未投加環(huán)丙沙星的取自某南方城市水源水，該水源水的濁度為50.3 NTU；本實(shí)施例所用的不同濃度的高錳酸鹽（0.5-2.5mg/L）為高錳酸鈉，還原劑為焦亞硫酸鈉，焦亞硫酸鈉和高錳酸鈉的質(zhì)量比為1.5:1。

同時(shí)設(shè)立單獨(dú)使用2.0 mg/L的高錳酸鈉預(yù)氧化反應(yīng)15分鐘（未投加焦亞硫酸鈉）作為對(duì)照組。

利用哈希便攜式濁度儀檢測(cè)各組出水濁度(NTU)，檢測(cè)結(jié)果如圖5所示，圖5中，M為對(duì)照組，1-5組中高錳酸鈉的投加濃度依次為0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L。由圖5可見，對(duì)照組單獨(dú)加入2.0 mg/L高錳酸鈉時(shí)，殘留的濁度為0.46 NTU，當(dāng)采用高錳酸鈉與亞硫酸鈉組合時(shí)，殘留濁度降低為0.08-0.23 NTU。

實(shí)施例4

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)組中不同濃度的高錳酸鉀（0.5-2.5mg/L）在輸水管道17中與待處理水樣預(yù)氧化反應(yīng)時(shí)間為10分鐘。

同時(shí)設(shè)立單獨(dú)使用2.0 mg/L的高錳酸鉀預(yù)氧化反應(yīng)10分鐘（未投加亞硫酸鈉）作為對(duì)照組。

本實(shí)施例中，所投加的亞硫酸鈉和高錳酸鉀的質(zhì)量比為3.5：1。

根據(jù)國標(biāo)11892-1989檢測(cè)各組出水中的COD_Mn，結(jié)果如圖6所示。圖6中，M為對(duì)照組，1-5組中高錳酸鉀的投加濃度依次為0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L。由圖6可見，使用高錳酸鉀、亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化方法（組1-5），可降低出水中的的COD_Mn，因此有望降低飲用水廠后續(xù)氯消毒過程中產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物的量。

實(shí)施例5

本實(shí)施例是在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例4不同的是：本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)組在待處理水中加入不同濃度的溴離子。高錳酸鉀在輸水管道17中與待處理水預(yù)氧化反應(yīng)2小時(shí)后，然后利用管道混合器16加入亞硫酸鈉進(jìn)行反應(yīng)（亞硫酸鈉與管道混合器16中待處理水樣于20毫秒內(nèi)混合完全）。

同時(shí)設(shè)立單獨(dú)使用2.0 mg/L的高錳酸鉀預(yù)氧化反應(yīng)2小時(shí)（未投加亞硫酸鈉）作為對(duì)照組。

對(duì)經(jīng)過混凝沉淀后出水中的溴酸根的生成量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖7所示。由圖7可見，使用高錳酸鈉、焦亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化方法，當(dāng)源水中溴離子的濃度為50-150μg/L時(shí)，溴酸根的生成量遠(yuǎn)低于飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）10μg /L，不會(huì)對(duì)飲用水水質(zhì)構(gòu)成威脅。

實(shí)施例6

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的后續(xù)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)分為三組：

實(shí)驗(yàn)組：實(shí)施例1高錳酸鉀投加量為2.0 mg/L的實(shí)驗(yàn)組經(jīng)混凝沉淀單元處理后出水；

對(duì)照組：實(shí)施例1高錳酸鉀投加量為2.0 mg/L的對(duì)照組經(jīng)混凝沉淀單元處理后出水；

對(duì)照組2：與實(shí)施例1高錳酸鉀投加量為2.0 mg/L的實(shí)驗(yàn)組不同的是，采用常規(guī)管道混合器（還原劑與水樣在1-5秒左右時(shí)間內(nèi)完全混合）代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，其他操作步驟與實(shí)驗(yàn)組相同，其經(jīng)過混凝單元處理后出水；

對(duì)上述分別進(jìn)行常規(guī)氯氣消毒，次氯酸鈉投加量為4.0 mg/L，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘?？疾煲郝认竞蟮娜u甲烷和鹵乙酸類消毒副產(chǎn)物含量。

檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)與采用單獨(dú)高錳酸鉀預(yù)氧化（對(duì)照組）相比，采用高錳酸鉀/亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化（實(shí)驗(yàn)組）可以使得液氯消毒后的三鹵甲烷和鹵乙酸類消毒副產(chǎn)物分別減少15%和16%；而對(duì)照組2采用常規(guī)管道混合器混合與采用單獨(dú)高錳酸鉀預(yù)氧化（對(duì)照組）相比，對(duì)照組2出水經(jīng)液氯消毒后的三鹵甲烷和鹵乙酸類消毒副產(chǎn)物僅分別減少5%和6%。

實(shí)施例7

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例的待處理水樣為在水源水中加入人工培育的處于停滯期的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的銅綠微囊藻細(xì)胞（購自中國科學(xué)院水生生物研究所），藻細(xì)胞的終濃度1.08×10⁶個(gè)/mL，本實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)組所用高錳酸鹽為高錳酸鈉，高錳酸鈉的投加量2.0 mg/L；所使用的還原劑為焦亞硫酸鈉，還原劑與高錳酸鹽的質(zhì)量比為5:1。

同時(shí)設(shè)立僅經(jīng)過2.0 mg/L的高錳酸鈉預(yù)氧化（30分鐘）未投加還原劑焦亞硫酸鈉的對(duì)照組；

以及使用常規(guī)管道混合器，代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，其他步驟與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組2。

對(duì)經(jīng)過混凝單元處理后的出水進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與經(jīng)過單純高錳酸鈉預(yù)氧化的待處理水樣（對(duì)照組）比，經(jīng)過高錳酸鈉、亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化的待處理水樣（實(shí)驗(yàn)組）混凝沉淀后，藻細(xì)胞的去除率提高了15%左右。

而采用普通的管道混合器的對(duì)照組2與對(duì)照組相比，藻細(xì)胞的去除率只提高了7%左右。

實(shí)施例8

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例的待處理水樣為在水源水中加入污染物農(nóng)藥阿特拉津且其終濃度為2.0 μg/L；本實(shí)施例中高錳酸鉀的投加量為2.0 mg/L；所投加的還原劑為焦亞硫酸鈉，還原劑與高錳酸鉀的質(zhì)量比為5：1。

同時(shí)設(shè)立僅經(jīng)過2.0 mg/L的高錳酸鈉預(yù)氧化（30分鐘）未投加還原劑亞硫酸鈉的對(duì)照組；

以及使用常規(guī)管道混合器（還原劑與水樣在1-5秒時(shí)間內(nèi)完全混合）代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，其他步驟與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組2。

對(duì)上述三組經(jīng)過混凝沉淀單元處理后的出水進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示，與經(jīng)過單純高錳酸鉀預(yù)氧化（對(duì)照組）的待處理水相比，經(jīng)過高錳酸鉀/焦亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化（實(shí)驗(yàn)組）的待處理水混凝沉淀后，阿特拉津的去除率提高了80%左右，錳離子未檢出，且絮凝池和沉淀池中未見高錳酸鹽的紫紅色，出廠水色度遠(yuǎn)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

而采用普通的管道混合器（對(duì)照組2）與經(jīng)過單純高錳酸鉀預(yù)氧化（對(duì)照組）的待處理水相比，經(jīng)過高錳酸鉀、焦亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化的待處理水混凝沉淀后，阿特拉津的去除率只提高20%左右.

實(shí)施例9

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例中

實(shí)驗(yàn)組使用的不同高濃度的高錳酸鹽（0.5-2.5mg/L）為高錳酸鈉，還原劑為焦亞硫酸鈉，焦亞硫酸鈉和高錳酸鈉的質(zhì)量比為2:1。

同時(shí)設(shè)立僅加入濃度為2.0 mg/L高錳酸鈉預(yù)氧化30分鐘（不投加焦亞硫酸鈉）作為對(duì)照組；

以及使用常規(guī)管道混合器（還原劑與水樣在1-5秒時(shí)間內(nèi)完全混合），代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，高錳酸鈉投加量為2.0 mg/L，其他步驟與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組2。

對(duì)上述三組經(jīng)過混凝沉淀單元處理后的出水UV₂₅₄的殘留量（紫外-可見光分光光度計(jì)測(cè)）進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖8所示，圖8中，M為對(duì)照組，1-5組為實(shí)驗(yàn)組，其高錳酸鈉的投加濃度依次為0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 mg/L，6組為對(duì)照組2。由圖8可見，使用高錳酸鈉、焦亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化方法，可以降低水廠沉后水的UV₂₅₄。

采用普通的管道混合器（對(duì)照組2）與高錳酸鈉投加量為2.0 mg/L的實(shí)驗(yàn)組相比，沉后水的UV₂₅₄的值高出10%左右。

實(shí)施例10

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例中待處理水樣為在水源水中加入終濃度為100 ng/L的二甲基異冰片。實(shí)驗(yàn)組高錳酸鉀的加入量為1.0 mg/L；所加入的還原劑為焦亞硫酸鈉，投加量為4.0 mg/L。

同時(shí)設(shè)立僅加入濃度為1.0 mg/L高錳酸鈉預(yù)氧化30分鐘（不投加焦亞硫酸鈉）作為對(duì)照組；

以及使用常規(guī)管道混合器（還原劑與水樣在1-5秒時(shí)間內(nèi)完全混合），代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，高錳酸鈉投加量為1.0 mg/L，其他步驟與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組2。

對(duì)上述三組經(jīng)過混凝沉淀單元處理后的出水中二甲基異冰片含量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過高錳酸鉀和焦亞硫酸鈉的聯(lián)合處理（實(shí)驗(yàn)組），二甲基異冰片的去除率高達(dá)85%，出水中，錳離子未檢出，且絮凝池和沉淀池中未見高錳酸鹽的紫紅色，出廠水色度遠(yuǎn)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)；

而當(dāng)采用普通的管道混合器（對(duì)照組2）時(shí)，經(jīng)過高錳酸鉀和焦亞硫酸鈉的聯(lián)合處理，二甲基異冰片的去除率只有50%；單純經(jīng)過高錳酸鉀預(yù)氧化的待處理水（對(duì)照組）混凝沉淀后，二甲基異冰片的去除率只有20%左右。

實(shí)施例11

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例中待處理水樣中含有終濃度為100 ng/L的土臭素，高錳酸鉀投加量為1.0 mg/L；實(shí)驗(yàn)組所使用的還原劑為焦亞硫酸鈉，投加量為3.0 mg/L；

同時(shí)設(shè)立僅加入濃度為1.0 mg/L高錳酸鈉預(yù)氧化30分鐘（不投加焦亞硫酸鈉）作為對(duì)照組；

以及使用常規(guī)管道混合器（還原劑與水樣在1-5秒時(shí)間內(nèi)完全混合），代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器混合還原劑與水樣，高錳酸鈉投加量為1.0 mg/L，其他步驟與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組2。

分別檢測(cè)上述三組經(jīng)過混凝沉淀單元處理后的出水中土臭素的殘留量，結(jié)果顯示，經(jīng)過高錳酸鉀/焦亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化（實(shí)驗(yàn)組）的待處理水混凝沉淀后，土臭素的去除率達(dá)90%左右，錳離子未檢出，且絮凝池和沉淀池中未見高錳酸鹽的紫紅色，出廠水色度遠(yuǎn)低于飲用水標(biāo)準(zhǔn)；但是當(dāng)采用普通的管道混合器（對(duì)照組2）時(shí)，經(jīng)過高錳酸鉀/焦亞硫酸鈉的聯(lián)合預(yù)處理，土臭素的去除率只有50%左右；而單純經(jīng)過高錳酸鉀預(yù)氧化（對(duì)照組）的待處理水混凝沉淀后，土臭素的去除率只有20%左右。

實(shí)施例12

本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例使用常規(guī)管道混合器（混合時(shí)間約為1-5 秒）代替實(shí)驗(yàn)組的管道混合器，其他條件不變的情況下，高錳酸鉀/亞硫酸鈉聯(lián)合預(yù)氧化方法處理后的沉淀出水中環(huán)丙沙星的去除率降低了30-40%。

以上僅為本發(fā)明技術(shù)方案中一部分的實(shí)施例，而不是全部技術(shù)方案的內(nèi)容，在具體實(shí)施過程中，通過管道混合器或其他混合方式向待處理水（含高錳酸鹽）中加入還原劑，只要確保還原劑與待處理水在20毫秒混合完全，均可實(shí)現(xiàn)發(fā)明之目的；基于上述本發(fā)明公開的技術(shù)方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。